CN110806497A - 物理量传感器、电子设备以及移动体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种物理量传感器、电子设备以及移动体,通过能够确保韧性的突起部,能够抑制可动体和基板的粘附。物理量传感器(1)具备:基板(2);可动体,以相对于基板(2)对置并能够位移的方式设置,设置有作为贯通孔的第一贯通孔(35a)以及第二贯通孔(35b);突起部(6a)、(6b),在基板(2)的可动体(32)侧,与基板(2)构成为一体,突起部(6a)、(6b)在俯视下设置在与贯通孔以及可动体32重合的位置。

Description

物理量传感器、电子设备以及移动体
技术领域
本发明涉及物理量传感器、传感器器件、电子设备以及移动体。
背景技术
现有,作为检测加速度或角速度等物理量的物理量传感器,已知MEMS(MicroElectro Mechanical System,微电机系统)装置,具备,以能够摇动的方式被支承的可动体,和与可动体的对置位置上具有间隙而配置的基板。例如,在专利文献1中记载了一种MEMS装置,通过使作为可动体的惯性质量与被设置在基板的下部突起部(保护区域)以小面积接触,抑制惯性质量与基板的粘附。
专利文献1:美国专利申请公开第2015/0177273号说明书。
然而,在能够确保韧性的形状的突起部,由于和惯性质量的接触面积变宽导致粘附的抑制并不充分,根据使用环境有粘附的风险。
发明内容
本发明的物理量传感器,其特征在于,具备:基板;可动体,相对于所述基板对置以能够位移的方式设置,并且设置有贯通孔;和突起部,在所述基板的所述可动体侧,与所述基板构成为一体,所述突起部在俯视下设置在与所述贯通孔以及所述可动体重合的位置。
在上述物理量传感器中,设所述贯通孔的宽度为W1,所述突起部的宽度为W2时,可以设为满足W1<W2。
在上述物理量传感器中,具备与所述可动体对置并且设置在所述基板的电极,所述突起部也可以具有与所述电极同电位的导体层。
在上述物理量传感器中,所述导体层也可以与所述电极构成为一体。
在上述物理量传感器中,所述突起部也可以具有设置在相对于所述导体层与所述基板相反侧的绝缘层。
在上述物理量传感器中,所述绝缘层也可以为硅氧化膜。
在上述物理量传感器中,所述可动体以围绕摇动中心轴能够摇动的方式设置,在俯视下以所述摇动中心轴作为边界被区分为第一可动部与第二可动部,所述电极也可以包括:第一电极,与所述第一可动部对置,配置在所述基板上;第二电极,与所述第二可动部对置,配置在所述基板上。
在上述物理量传感器中,在俯视下,所述第二可动部的面积可以比所述第一可动部的面积大。
在上述物理量传感器中,所述突起部也可以设置有在所述可动体侧开口的凹部。
在上述物理量传感器中,所述突起部也可以设置为多个,并且设置在相对于所述摇动中心轴平行的位置。
在本发明的物理量传感器中,其特征在于,具备:基板;可动体,相对于所述基板对置以能够位移的方式设置,并且设置有在与所述基板对置的面开口的第一凹部;和突起部,在所述基板的所述可动体侧,与所述基板构成为一体,所述突起部在俯视下设置在与所述第一凹部以及所述可动体重合的位置。
本发明的传感器器件,其特征在于,具备:上述任一的物理量传感器;和与所述物理量传感器电气连接的电子部件。
本发明的电子设备,其特征在于,具备:上述任一的物理量传感器;和控制部,基于从所述物理量传感器输出的检测信号进行控制。
本发明的移动体,其特征在于,具备:上述任一的物理量传感器;和控制部,基于从所述物理量传感器输出的检测信号进行控制。
附图说明
图1示出第一实施方式涉及的物理量传感器的俯视图(上侧面图)。
图2是图1中的A-A线截面图。
图3是图1中的B-B线截面图。
图4是为了说明图1中示出的物理量传感器具备的突起部以及贯通孔的扩大截面图。
图5是为了说明第一实施方式涉及的物理量传感器的制造方法的流程图。
图6示出第二实施方式涉及的物理量传感器的俯视图(上侧面图)。
图7是图6中的C-C线截面图。
图8示出第三实施方式涉及的物理量传感器的俯视图(上侧面图)。
图9是图8中的D-D线截面图。
图10示出第四实施方式涉及的物理量传感器的截面图。
图11示出可动体设置的贯通孔的变形例1的俯视图。
图12示出可动体设置的贯通孔的变形例2的俯视图。
图13示出可动体设置的贯通孔的变形例3的俯视图。
图14示出可动体设置的贯通孔的变形例4的俯视图。
图15示出突起部的变形例1的俯视图。
图16示出突起部的变形例2的俯视图。
图17示出突起部的变形例2的截面图。
图18示出设有贯通孔的可动体的结构涉及的应用例1的俯视图。
图19示出设有贯通孔的可动体的结构涉及的应用例1的截面图。
图20示出设有贯通孔的可动体的结构涉及的应用例2的俯视图。
图21示出传感器器件的一例的截面图。
图22示意地示出作为电子设备的一例的智能手机(移动电话)的结构的立体图。
图23示出作为移动体的一例的汽车的结构的立体图。
图24示出行驶辅助系统的示意结构的图。
图25示出行驶辅助系统的示意结构的功能框图。
符号说明
1……物理量传感器;2……基板;3……摇动构造体;5……盖;6a、6b……突起部;21……凹部;22……架部;25、26、27……槽部;30……减震孔;31……固定部;32……可动体;33……支承梁;35a……作为贯通孔的第一贯通孔;35b……作为贯通孔的第二贯通孔;35c……作为贯通孔的第一贯通孔;35b……作为贯通孔的第二贯通孔;51……凹部;59……玻璃料;61……凸部;62……导体层;63……绝缘层;75、76、77……配线;81……作为第一电极的第一固定电极;82……作为第二电极的第二固定电极;83……虚拟电极;100……传感器器件;321……作为第一可动部的第一质量部;322……作为第二可动部的第二质量部;322a……基部;322b……扭矩产生部;323……连结部;324……开口;1200……智能手机;1500……汽车;4000……行驶辅助系统;aY……旋转轴(摇动中心轴);P……电极垫;S……收容空间。
具体实施方式
以下,就本发明的物理量传感器、传感器器件、电子设备以及移动体基于附图示出的实施方式进行详细说明。此外,在以下的实施方式中说明的结构的全体,但并非本发明必须的构成要件。另外,在各图中,在说明的方便上,会省略一部分的构成要素。另外,在各图中,为了容易明各构成要素的尺寸比例与实际不同。
1.物理量传感器
第一实施方式
第一实施方式涉及的物理量传感器参照图1、图2、图3以及图4进行说明。图1为示出第一实施方式涉及的物理量传感器俯视图(上侧面图)。此外,在图1中,方便起见,透视盖而图示。图2为图1中的A-A线截面图。图3为图1中的B-B线截面图。图4为用于说明图1示出的物理量传感器具备的突起部以及贯通孔的扩大截面图。此外,在各图中,说明的方便上,图示了作为相互直交的三个轴,X轴、Y轴以及Z轴,并且表示箭头的顶端侧设为“+”、基端侧设为“-”。另外,在以下,与X轴平行的方向称为“X轴方向”;与Y轴平行的方向称为“Y轴方向”;与Z轴平行的方向称为“Z轴方向”。另外,+Z轴方向侧称为“上”或“上方”;-Z轴方向侧称为“下”或“下方”。
图1、图2以及图3示出的物理量传感器1,例如,被作为惯性传感器使用,具体为,被作为能够测定Z轴方向的加速度Az的加速度传感器使用。这样的物理量传感器1,具有基板2;配置在基板2上的摇动构造体(元件部)3;和以覆盖摇动构造体3的方式与基板2接合的盖5。以下,关于各部件顺次进行详细说明。
基板
基板2具有在作为基板2的上方侧的面的上侧面开口的凹部21。另外,在从Z轴方向俯视下,凹部21以将摇动构造体3内包于内侧的方式,形成为比摇动构造体3大。凹部21具有作为为了摇动摇动构造体3的回避部的功能。另外,如图2所示,基板2具有设置在凹部21的底面的突起状的架部22。并且,在架部22的上侧面接合有摇动构造体3。由此,能够使摇动构造体3以距凹部21的底面一定距离的状态固定于基板2。另外,如图1所示,基板2具有在上侧面开放的槽部25、26、27。
作为基板2,优选具有绝缘性,能够使用例如由包含碱金属离子(Na+等的流动离子)的玻璃材料(例如,派热克斯(Pyrex glass,注册商标)玻璃、肖特浮法玻璃(TEMPAXFloat,注册商标)这样的硼硅酸玻璃)构成的玻璃基板。在此,基板2若由包含碱金属离子的玻璃材料构成,在盖5或摇动构造体3使用硅构成的情况下,能够通过阳极接合进行这些与基板2的接合。但是,作为基板2的构成材料,没有特别限定,例如,也可以使用硅基板或陶瓷基板。此外,在基板2的表面根据需要,也可以形成硅氧化膜或硅氮化膜等的绝缘膜。
另外,如图1所示,基板2具有电极。电极由包括配置在凹部21的底面的作为第一电极的第一固定电极81、作为第二电极的第二固定电极82以及虚拟电极构成。另外,基板2具有配置在槽部25、26、27的内侧的配线75、76、77。配线75、76、77的一端部,各自露出于盖5的外侧,并且具有作为与外部装置进行电气连接的电极垫P的功能。另外,如图2所示,配线75被牵引卷绕至架部22,并且在架部22上与摇动构造体3电气连接。另外,配线75也与虚拟电极83电气连接。另外,配线76与第一固定电极81电气连接,配线77与第二固定电极82电气连接。
作为这样的第一固定电极81、第二固定电极82、虚拟电极83以及配线75、76、77的构成材料,只要具有导电性,并无特别限定,能够列举例如,ITO(Indium Tin Oxide,氧化铟锡),IZO(Indium Zinc Oxide,氧化铟锌)、In3O3、SnO2、含有Sb的SnO2、含有Al的ZnO等的氧化物(透明电极材料)、Au、Pt、Ag、Cu、Al或包含这些的合金等,并且能够将这些中的一种或两种以上组合使用。
另外,基板2具有用于防止或减少摇动构造体3与基板2粘附的多个突起部6a、6b。多个(在本实施方式中为四个)突起部6a,6b,如图1以及图3所示,配置在作为基板2的摇动构造体3侧的凹部21的底面上,并且在从Z轴方向俯视下与摇动构造体3重合的位置。此外,关于突起部6a、6b的结构在后段进行详细说明。另外,突起部6a、6b的配置数不限定于四个。
摇动构造体
摇动构造体3,如图1以及图2所示,设置在基板2的上方。该摇动构造体3具有:与设置在基板2的架部22的上侧面接合的固定部31;与基板2对置设置并且相对于固定部31能够位移的可动体32;以及与固定部31和可动体32连接的支承梁33。并且,若沿Z轴方向有加速度Az作用,如图3的假想线所示,可动体32以支承梁33作为旋转轴(摇动中心轴)aY,使支承梁33扭转变形的同时摇动。换言之,以旋转轴(摇动中心轴)aY作为中心轴,可动体32相对于固定部31构成为能够进行跷跷板摇动。
可动体32,在从Z轴方向俯视下,成为以X轴方向为长边的长方形形状。并且,可动体32具有:相对于旋转轴aY位于X轴方向的负侧的作为第一可动部的第一质量部321;相对于旋转轴aY位于X轴方向的正侧的作为第二可动部的第二质量部322;和第一质量部321与第二质量部322连结的连结部323。并且可动体32在连结部323与支承梁33连接。即,可动体32在从Z轴方向俯视下,以旋转轴(摇动中心轴)aY作为边界被区分为作为第一可动部的第一质量部321和作为第二可动部的第二质量部322。
另外,第二质量部322构成为比第一质量部321在X轴方向长。从而,第二质量部322由于在俯视下比第一质量部321面积变得大并且质量变得大,在有加速度Az施加时的旋转力矩(扭矩)比第一质量部321大。根据该旋转力矩之差,若有加速度Az施加,则可动体32围绕旋转轴aY摇动。此外,以下,作为第二质量部322的基端部,相对于旋转轴aY与第一质量部321对称的部分也称为“基部322a”;作为第二质量部322的顶端部,相对于旋转轴aY与第一质量部321非对称的部分也称为“扭矩产生部322b”。根据这样的结构,能够容易地使第一质量部321以及第二质量部322的摇动中心轴周围的力矩不同。
另外,可动体32具有在第一质量部321与第二质量部322之间的开口324,开口324内配置有固定部31以及支承梁33。通过设为这样的形状,能够实现摇动构造体3的小型化。另外,支承梁33沿Y轴方向延伸并且形成旋转轴aY。然而,固定部31或支承梁33的配置没有特别限定,例如也可以位于可动体32的外侧。
在此,回到电极(第一固定电极81、第二固定电极82、虚拟电极83)的说明。在从Z轴方向俯视下,作为第一电极的第一固定电极81与第一质量部321对置配置。另外,作为第二电极的第二固定电极82与第二质量部322的基部322a对置配置。另外,虚拟电极83与第二质量部322的扭矩产生部322b对置配置。在物理量传感器1驱动时,摇动构造体3被施加预定电压,在第一固定电极81与第一质量部321之间形成静电容量Ca,第二固定电极82与第二质量部322的基部322a之间形成静电容量Cb。
在物理量传感器1若有加速度Az施加,则由于第一质量部321以及第二质量部322的旋转力矩的不同,可动体32使支承梁33扭转变形的同时以旋转轴aY为中心摇动。根据这样可动体32的摇动,第一质量部321与第一固定电极81的间隔以及第二质量部322的基部322a与第二固定电极82的间隔各自变化,据此静电容量Ca、Cb各自变化。因此,物理量传感器1能够基于这些静电容量Ca、Cb的变化量检测加速度Az。
另外,在第一质量部321以及第二质量部322,各自形成有将可动体32沿其Z轴的厚度方向贯通的多个减震孔30。多个减震孔30均一配置在跨第一质量部321以及第二质量部322的整个区域,特别是,在本实施方式中,在X轴方向与Y轴方向配置为并列的行列状。另外,多个减震孔30,各横断面形状为正方形,并且互为相同形状以及大小。另外,在第一质量部321,基部322a以及扭矩产生部322b,多个减震孔30的占有率相等。
此外,所述“均一”是指,在X轴方向以及Y轴方向相邻的减震孔30彼此间相距的距离为所有减震孔30相等以外,考虑制造上能够产生的误差等,包括一部分的分离距离与其他的分离距离稍微(例如10%以内的程度)偏差的情况。同样地,所述“正方形”是指,在与正方形一致的情况以外,包括与正方形稍微偏差的形状,例如,考虑到生产上能够产生的误差等,四角不为角而是倒角或圆角(为曲线状的),或至少一个角部偏差于90°,或至少一条边的边长与其他边的边长不同的情况。另外,所述“占有率为相等”是指,在第一质量部321、基部322a以及扭矩产生部322b多个减震孔30的占有率一致的情况以外,例如,考虑到制造上能够产生的误差等,包括占有率稍微(例如±5%以内的程度)偏差的情况。
另外,如图1以及图3所示,在构成可动体32的第一质量部321以及第二质量部322,在从Z轴方向俯视下,并且与在基板2设置的多个突起部6a、6b重合的位置上,各自设置有作为将可动体32沿其Z的厚度方向贯通的多个贯通孔的第一贯通孔35a以及第二贯通孔35b。
详细为,在作为第一可动部的第一质量部321,在第一质量部321的X轴方向的大体中央,沿Y轴方向两侧的端部各自设置有一个第一贯通孔35a。此外,第一贯通孔35a,设置为与突起部6a对置,该突起部6a设置在与第一质量部321对置并且配置在基板2的第一固定电极81的区域内。在作为第二可动部的第二质量部322,在第二质量部322的基部322a的X轴方向的大体中央,沿Y轴方向两侧的端部各自设置有一个第二贯通孔35b。此外,第二贯通孔35b,设置为与突起部6b对置,该突起部6b设置在与第二质量部322的基部322a对置并且配置在基板2的第二固定电极82的区域内。另外,在图3中,第一贯通孔35a以及第二贯通孔35b为,从与可动体32的盖5对置的面到与基板2对置的面相同的断面形状,即,相对于与可动体32的盖5对置的面第一贯通孔35a以及第二贯通孔35b的壁面为垂直,但并非限定于此。第一贯通孔35a以及第二贯通孔35b的壁面,也可以从与可动体32的盖5对置的面到与基板2对置的面倾斜。
第一贯通孔35a以及第二贯通孔35b,其宽度尺寸优选设为比突起部6a、6b的宽度尺寸小。在图4示例说明第一贯通孔35a。如图4所示,第一贯通孔35a的宽度为W1,突起部6a的宽度为W2时,第一贯通孔35a的宽度W1与突起部6a的宽度W2的关系优选满足W1<W2。此外,在此的第一贯通孔35a的“宽度”是指,第一贯通孔35a若为矩形形状则指短边间的距离,例如,若为圆形形状则指直径、若为椭圆形形状则指短径的距离,或若为长圆形形状则指由直线构成的两边间的距离。另外,第一贯通孔35a的壁面在从与可动体32的盖5对置的面到与基板2对置的面倾斜的情况下,是指与可动体32的基板2对置面中的宽度。另外,突起部6a的“宽度”是指,突起部6a的与可动体32对置的面若为矩形形状则指短边间的距离,例如,若为圆形形状则指直径、若为椭圆形形状则指短径的距离,或者若为长圆形形状则指由直线构成的两边间的距离。此外,第二贯通孔35b的构成由于与第一贯通孔35a也同样,在此省略第二贯通孔35b的说明。
这样,作为贯通孔的第一贯通孔35a以及第二贯通孔35b的宽度W1,通过设为比突起部6a、6b的宽度W2小,从而能够不使突起部6a、6b的韧性降低,并且使构成可动体32的第一质量部321以及第二质量部322以较小面积与突起部6a、6b接触。
这样的摇动构造体3,能够以通过例如掺杂有磷(P)、硼(B)、砷(As)等的不纯物质的导电性硅基板蚀刻(特别是干蚀刻)而形成图案的方式形成。另外,基板2由玻璃材料构成的情况下,摇动构造体3与基板2的接合能够同过阳极接合进行,在本方式中的摇动构造体3,通过阳极接合被接合在基板2的上侧面。然而,摇动构造体3的材料或摇动构造体3与基板2的接合方法没有特别限定。另外,摇动构造体3的母材本体也可以不具有导电性。在此情况下,例如,在可动体32的表面也可以形成金属等的导体层。
如图2所示,盖5具有在下侧面开口的凹部51。盖5以将摇动构造体3收容在凹部51内的方式,与基板2的上侧面接合。并且,通过盖5以及基板2,在其内侧形成有收容摇动构造体3的收容空间S。
收容空间S为气密空间。另外,收容空间S优选以使用温度(-40℃至-120℃的程度)并且约为大气压的条件下被封入氮气,氦气,氩气等惰性气体。然而,收容空间的环境气氛没有特别限定,例如可以为减压状态也可以为加压状态。
此外,如前所述,在基板2的上侧面,由于设置有横跨收容空间S内外的槽部25、26、27,在将盖5仅与基板2接合的状态下,经由槽部25、26、27收容空间S的内外被连通。其中,例如,通过将由TEOS-CVD(chemical vapor deposition,四乙氧基矽烷化学气相沉积法)法等形成的SiO2膜那样的封闭部设置在槽部25、26、27的配置部分(盖5与基板2的接合部分)能够闭塞槽部25、26、27并且封闭收容空间S。
作为盖5,例如,能够使用硅基板。然而,作为盖5的构成材料,没有特别限定,例如,也可以使用玻璃基板或陶瓷基板。另外,作为基板2与盖5的接合方法,没有特别限定,根据基板2或盖5的材料适当地选择即可,例如,能够使用阳极接合;通过等离子体照射使接合面彼此活性化的活性化接合;通过玻璃料等的接合剂的接合;在基板2的上侧面以及盖5的下侧面成膜的金属膜彼此接合的扩散接合等。在本实施方式中,通过使用阳极接合接合基板2与盖5。
此外,盖5优选与接地端连接。由此,盖5的电位能够保持在一定,例如,能够减少盖5与摇动构造体3之间的静电容量的变动。
突起部
物理量传感器1,具有防止或减少可动部32(第一质量部321或第二质量部322)与基板粘附的多个突起部6a、6b。多个(本实施方式中为4个)的突起部6a、6b,如图1以及图3所示,从作为基板2的摇动构造体3侧的凹部21的底面,向可动体32突出。突起部6a、6b配置在与第一贯通孔35a或第二贯通孔35b以及可动体32(第一质量部321或第二质量部322)重合的位置。换言之,突起部6a、6b其平面形状与第一贯通孔35a或第二贯通孔35b及可动体32重合即可,例如,在第一贯通孔35a或第二贯通孔35b的内侧的全体包含突起部6a、6b的平面形状,并且第一贯通孔35a、或第二贯通孔35b的外侧的可动体32与突起部6a、6b的剩余的平面形状重合,或突起部6a、6b的平面形状的外缘的一部分在第一贯通孔35a、或第二贯通孔35b内,其他的外缘也可以与可动体32重合。
在此,由于突起部6a、6b设置在基板2侧,能够提高突起部6a、6b的韧性,并且减少突起部6a、6b的损伤。另外,通过突起部6a、6b规制可动体32的过度的位移,能够防止或减少作为包括可动体32的构造体的摇动构造体3的损伤等。
另外,突起部6a、6b优选与基板2构成为一体。这样,通过将突起部6a、6b与基板2构成为一体,从而使提高突起部6a、6b的韧性成为可能,并且能够减少突起部6a、6b的损伤。此外,构成为一体是指,能够定义为由同质的材料或组分差异在5%以内的材料而构成的状态。
另外,多个突起部6a、6b在从Z轴方向俯视下,配置在可动体32的Y轴方向上的与端部重合的位置。并且,多个突起部6a、6b,在俯视下相对于旋转轴(摇动中心轴)aY为对称,并且设置在平行位置。若详细阐述,则两个突起部6a,在位于可动体32(第一质量部321)的Y轴方向的两侧的端部,并且在与第一固定电极81重合的位置,在俯视下相对于旋转轴(摇动中心轴)aY平行的位置各自被设置一个。另外,两个突起部6b,在位于可动体32(第二质量部322)的Y轴方向的两侧的端部,并且在与第二固定电极82重合的位置,在俯视下相对于旋转轴(摇动中心轴)aY平行的位置各自被设置一个。并且,两个突起部6a和两个突起部6b在俯视下,相对于旋转轴aY(摇动中心轴)配置在对称位置。
这样,通过配置突起部6a、6b,能够提高可动体32(第一质量部321或第二质量部322)与突起部6a、6b接触时的位置平衡,并且能够减少可动体32(第一质量部321或第二质量部322)的破损。
以下,关于突起部6a、6b的结构,参照图4,示例了在俯视下重合配置在第一质量部321以及第一固定电极81的突起部6a进行详细的说明。此外,在俯视下重合配置在第二质量部322以及第二固定电极82的突起部6b由于与突起部6a为同样的结构,省略其说明。
如图4所示,突起部6a具有:与基板2形成为一体的凸部61;覆盖凸部61的导体层62;设置在与导体层62的凸部61相反侧的绝缘层63。
凸部61相对于导体层62在基板2侧与基板2构成为一体。由此在蚀刻基板2时能够容易地形成具有相对高的高度的凸部61,其结果,能够容易地增高突起部6a的高度。
在此,导体层62与第一固定电极81为同电位。由此,在如后详述的物理量传感器1的制造时,例如,基板2与盖5阳极接合时,通过可动体32(第一质量部321、第二质量部322)与第一固定电极81以及第二固定电极82电气连接,由于突起部6a、6b也为同电位,能够防止或减少可动体32(第一质量部321、第二质量部322)与基板2(突起部6a、6b)的粘附。
此外,导体层62能够与构成电极的第一固定电极81构成为一体。若设为这样,能够将突起部6a的导体层62,与作为电极的第一固定电极81一起形成。由此,能够减少伴随突起部6a的形成的物理量传感器1的制造工序的复杂化。
另外,绝缘层63相对于导体层62设置在与基板2相反侧。更具体为,绝缘层63设置在包括突起部6a的顶部的顶端侧。由此,可动体32(第一质量部321)即使与突起部6a接触,也能够抑制可动体32(第一质量部321)与第一固定电极81的短路。
另外,绝缘层63具有绝缘性即可,虽然能够以树脂材料、金属氧化物、硅氮化物、硅氧化物等的各种绝缘性材料构成,但优选为硅氧化膜。这样,绝缘层63通过由硅氧化膜构成,通过成膜法能够简单并且高精度地形成具有优良绝缘性的绝缘层63。
此外,上述的第一贯通孔35a的宽度W1比在设置有突起部6a的绝缘层63的顶部上的宽度W2小。在此,在突起部6a的平面形状为圆形的情况下,宽度W2能够别称为突起部6a的直径。这样,通过将第一贯通孔35a的宽度W1设为比突起部6a的宽度W2小,能够不使突起部6a的韧性降低,并且使构成可动体32的第一质量部321与突起部6a以小面积接触。
物理量传感器的制造方法
以下,关于上述的物理量传感器1的制造方法,参照图5进行说明。图5为用于说明第一实施方式涉及的物理量传感器的制造方法的流程。
物理量传感器1的制造方法包括:1、在基板2上形成摇动构造体3以及导体图案的工序(步骤S1);2、将导体图案的各部分彼此电气连接的工序(步骤S2);3、基板2与盖5接合的工序(步骤S3);4、解除在工序2的电气连接的工序(步骤S4)。以下,对各工序顺次进行说明。
1、首先,在基板2上形成摇动构造体3以及导体图案。由此,在基板2上形成可动体32(第一质量部321以及第二质量部322)或,包括第一固定电极81、第二固定电极82、以及虚拟电极83的电极,并且配线75、76、77以及电极垫P等(步骤S1)。
若具体说明,则首先通过蚀刻玻璃基板形成基板2。此时,伴随基板2的形成,形成突起部6a、6b的凸部61。并且,在基板2上形成金属膜,通过蚀刻该金属膜,形成包括第一固定电极81、第二固定电极82以及虚拟电极83的电极;并且配线75、76、77以及电极垫P等导体图案。此时,伴随导体图案的形成,形成突起部6a、6b的导体层62。其后,通过CVD法(chemical vapor deposition,化学气相沉积)等形成绝缘层63并且形成突起部6a、6b后,在基板2的导体图案侧的一面将硅基板通过阳极接合而接合,蚀刻该硅基板,并且在形成开口324、减震孔30、第一贯通孔35a以及第二贯通孔35b等的同时,例如,磷(P)、硼(B)、砷(As)等的不纯物质通过粒子注入而形成摇动构造体3。
如以上的方式,在本工序1中,在基板2上形成:包括相对于基板2对置并且能够位移的可动体32(第一质量部321以及第二质量部322)的摇动构造体3;作为与可动体32(第一质量部321以及第二质量部322)对置的电极的第一固定电极81、第二固定电极82以及虚拟电极83,并且配线75、76、77以及电极垫等的导体图案,同时,在基板2的可动体32(第一质量部321以及第二质量部322)侧形成在俯视下与可动体32(第一质量部321以及第二质量部322)重合的突起部6a、6b。
2、其次,将各导体图案彼此电气连接。由此,可动体32与第一固定电极81以及第二固定电极82电气连接(步骤S2)。
若具体说明,例如,各电极垫P由配线电气连接。该配线可以为具有以键合线的方式相对于基板2离开一定距离的部分的配线,也可以在基板2上与导体图案形成为一体。
如以上的方式,在本工序2中,可动体32与第一固定电极81以及第二固定电极82电气连接。此外,本工序为,能够与上述工序1同时进行。例如,在将配线与导体图案形成为一体的情况下,与上述工序1的导体图案的形成一起(同时)进行。
3、其次,在保持上述工序2的电气连接状态的同时将基板2与盖5接合(步骤S3)。若更具体地说明,例如,将由玻璃构成的基板2与由硅构成的盖5阳极接合。这时,在基板2与盖5之间施加电场。如上所述,可动体32与第一固定电极81以及第二固定电极82由于电气连接,可动体32与第一固定电极81以及第二固定电极82为同电位。因此,在可动体32与第一固定电极81以及第二固定电极82之间,上述电场被减少。其结果,能够防止或减少可动体32与基板2粘附的现象。
如以上的方式,在本工序3中,在可动体32与第一固定电极81以及第二固定电极82电气连接的状态下,将盖5与基板2接合。
4、其次,解除在工序2中的电气连接。在本工序4中,例如,使用工具、激光等将上述配线切断或除去。由此,可动体32与第一固定电极81以及第二固定电极82的电气连接被解除(步骤S4)。
如以上的方式,在本工序4中,解除可动体32与第一固定电极81以及第二固定电极82的电气连接。其后,闭塞槽部25、26、27并且气密封闭收容空间S从而形成封闭部。封闭部,能够通过例如,TEOS-CVD(chemical vapor deposition)法等形成。此外,封闭部的形成也可以在工序3与工序4之间。
经过以上说明的工序1至工序4,能够得到物理量传感器1。
根据如以上说明的物理量传感器1的制造方法,即使在基板2与盖5进行阳极接合的情况下,也能够防止或减少可动体32(第一质量部321以及第二质量部322)与基板2粘附。
另外,由于在与突起部6a、6b对置的可动体32(第一质量部321以及第二质量部322)设置有第一贯通孔35a或第二贯通孔35b,因此,在上述工序1至4中,和在与突起部6a、6b对置的可动体32没有设置第一贯通孔35a或第二贯通孔35b的情况相比,能够更切实地去除附着在突起部6a、6b或可动体32(第一质量部321以及第二质量部322)、导致可动体32与基板2粘附的聚合物。
若具体说明,导致可动体32与基板2粘附的聚合物,主要为以下那样附着的物质。
1)在上述工序1中,形成包括可动体32(第一质量部321以及第二质量部322)的摇动构造体3时的、通过使用ICP(Inductively Couple Plasma,电感耦合等离子)的深蚀刻作为侧壁沉积膜附着的物质。例如C4F8气体。
2)在上述工序1中,形成包括可动体32(第一质量部321以及第二质量部322)的摇动构造体3时的、在剥离为蚀刻覆膜的SiO2时的等离子体处理中,作为副产物而附着的物质。例如,CHF3气体。
这样,能够通过使用例如O2等离子体处理除去附着于可动体32或基板2上的聚合物。然而,可动体32的下侧(基板2侧)或可动体32的下侧的基板2上O2等离子体难以回转进入,从而难以除去附着于此的聚合物。与此相对,在本方式中,在与突起部6a、6b对置的可动体32(第一质量部321以及第二质量部322)由于设置有第一贯通孔35a或第二贯通孔35b,从该第一贯通孔35a或第二贯通孔35bO2等离子体容易到达突起部6a、6b侧,和在与突起部6a、6b对置的可动体32没有设置第一贯通孔35a或第二贯通孔35b的场合相比,能够更切实地去除附着于突起部6a、6b的聚合物。由此,即使可动体32(第一质量部321以及第二质量部322)与突起部6a、6b接触也难以发生粘附,从而能够防止或减少可动体32(第一质量部321以及第二质量部322)与突起部6a、6b的粘附。
根据以上说明的第一实施方式涉及的物理量传感器1,在基板2的可动体32侧,在俯视下与可动体32(第一质量部321以及第二质量部322)重合的位置配置有多个突起部6a、6b。进一步,在俯视下在与突起部6a、6b重合的位置的可动体32由于设置有第一贯通孔35a或第二贯通孔35b,能够使由可动体32的过度位移引起的可动体32与突起部6a、6b的接触面积变小。由此,能够防止或减少可动体32与突起部6a、6b的粘附,而不使突起部6a、6b的韧性降低。
另外,由于在俯视下,突起部6a、6b配置在与设置在可动体32的第一贯通孔35a或第二贯通孔35b重合的位置的基板2侧,即使将突起部6a、6b变大也能够保持与可动体32接触的面积较小,并且能够提高突起部6a、6b的韧性,并且减少突起部6a、6b的损伤。
另外,由于突起部6a、6b的绝缘层63相对于导体层62设置在突起部6a、6b的顶端侧,即使可动体32与突起部6a、6b接触,也能够抑制可动体32与第一固定电极81以及第二固定电极82的短路。
进一步,通过突起部6a、6b规制可动体32(第一质量部321以及第二质量部322)的过度位移,也能够防止或减少摇动结构体3的损伤等。
第二实施方式
其次,参照图6以及图7,关于第二实施方式涉及的物理量传感器进行说明。图6为示出第二实施方式涉及的物理量传感器的俯视图(上侧面图)。图7为图6中的C-C线截面图。此外,本第二实施方式的物理量传感器1b,除了电极的结构和突起部以及贯通孔的配置与上述第一实施方式不同以外均相同。在以下的说明中,关于第二实施方式,以与上述第一实施方式的不同点为中心进行说明,关于同样的事项赋予相同符号并且省略其说明。
图6以及图7示出的物理量传感器1b,例如,作为惯性传感器被使用,具体为,作为能够测定Z轴方向的加速度Az的加速度传感器被使用。这样的物理量传感器1b具有:基板2;配置在基板2上的摇动构造体(元件部)3b;和以覆盖摇动构造体3b的方式与基板2接合的盖5。
基板
基板2具有在上侧面开口的凹部21。另外,从Z轴方向俯视下,凹部21以将摇动构造体3b内包于内侧的方式,形成为比摇动构造体3b大。凹部21具有作为为了摇动摇动构造体3b的回避部的功能。另外,如图2所示,基板2具有设置在凹部21的底面的突起状的架部22。并且,在架部22的上侧面接合有摇动构造体3b。由此,能够使摇动构造体3b以距凹部21的底面一定距离的状态固定于基板2。
另外,基板2具有电极。电极由包括配置在凹部21的底面的第一固定电极81b、第二固定电极82b、第一虚拟电极83b以及第二虚拟电极84b构成。另外,基板2具有配置在槽部25、26、27的配线75、76、77。配线75、76、77的一端部,各自露出于盖5的外侧,并且具有作为与外部装置进行电气连接的电极垫P的功能。配线75被牵引卷绕至架部22,并且在架部22上与摇动构造体3b电气连接。另外,配线75也与第一虚拟电极83b以及第二虚拟电极82b电气连接。另外,配线76与第一固定电极81b电气连接,配线77与第二固定电极82b电气连接。
另外,基板2具有用于防止或减少摇动构造体3b与基板2粘附的多个突起部6c、6d。多个(在本实施方式中为四个)突起部6c,6d,以与上述的第一实施方式同样,配置在作为基板2的摇动构造体3b侧的凹部21的底面上,并且在从Z轴方向俯视下与摇动构造体3b重合的位置。此外,突起部6c配置在与第二虚拟电极84重合的位置;突起部6d配置在与第一虚拟电极83b重合的位置。
摇动构造体
摇动构造体3b设置在基板2的上方。该摇动构造体3b具有:与设置在基板2的架部22的上侧面接合的固定部31;相对于固定部31能够位移的可动体32b;以及固定部31和可动体32b连接的支承梁33。并且,若有加速度Az作用,可动体32b以支承梁33作为旋转轴(摇动中心轴)aY,使支承梁33扭转变形的同时摇动。换言之,以旋转轴(摇动中心轴)aY作为中心轴,可动体32b相对于固定部31构成为能够进行跷跷板摇动。
可动体32b在从Z轴方向俯视下,成为以X轴方向为长边的长方形形状。并且,可动体32b具有:相对于旋转轴aY位于X轴方向的负侧的作为第一可动部的第一质量部321b;相对于旋转轴aY位于X轴方向的正侧的作为第二可动部的第二质量部325;和第一质量部321b与第二质量部325连结的连结部323。并且,可动体32b在连结部323与支承梁33连接。另外,第二质量部325比第一质量部321b在X轴方向长,在有加速度Az施加时的旋转力矩(扭矩)比第一质量部321b大。根据该旋转力矩之差,若有加速度Az施加,则可动体32b围绕旋转轴aY摇动。此外,以下,作为第二质量部325的基端部,相对于旋转轴aY与第一质量部321b对称的部分也称为“基部325a”;作为第二质量部325的顶端部,相对于旋转轴aY与第一质量部321b非对称的部分也称为“扭矩产生部325b”。
另外,可动体32b具有在第一质量部321b与第二质量部325之间的开口324,开口324内配置有固定部31以及支承梁33。通过设为这样的形状,能够实现摇动构造体3b的小型化。另外,支承梁33沿Y轴方向延伸并且形成旋转轴aY。然而,固定部31或支承梁33的配置没有特别限定,例如也可以位于可动体32b的外侧。
在此,回到电极(第一固定电极81b、第二固定电极82b、第一虚拟电极83b、第二虚拟电极84)的说明。在从Z轴方向俯视下,第一固定电极81b与第一质量部321b对置配置。另外,第二固定电极82b与第二质量部325的基部325a对置配置。另外,第一虚拟电极83b与第二质量部325的扭矩产生部325b对置配置。另外,第二虚拟电极84与第一质量部321b的X轴方向的负侧的端部对置配置。在物理量传感器1驱动时,摇动构造体3b被施加预定电压,在第一固定电极81b与第一质量部321b之间形成静电容量Ca,第二固定电极82b与第二质量部325的基部325a之间形成静电容量Cb。
在物理量传感器1b若有加速度Az施加,则由于第一质量部321b以及第二质量部325的旋转力矩的不同,可动体32b使支承梁33扭转变形的同时以旋转轴aY为中心摇动。根据这样可动体32b的摇动,第一质量部321b与第一固定电极81b的间隔以及第二质量部325的基部325a与第二固定电极82b的间隔各自变化,据此静电容量Ca、Cb各自变化。因此,物理量传感器1b能够基于这些静电容量Ca、Cb的变化量检测加速度Az。
另外,在第一质量部321b以及第二质量部325,各自形成有将可动体32b沿其Z轴的厚度方向贯通的多个减震孔30。多个减震孔30均一配置在跨第一质量部321b以及第二质量部325的整个区域,特别是,在本实施方式中,在X轴方向与Y轴方向配置为并列的行列状。另外,多个减震孔30,各横断面形状为正方形,并且互为相同形状以及大小。另外,在第一质量部321b,基部325a以及扭矩产生部325b,多个减震孔30的占有率相等。这里的“均一”、“正方形”、“占有率为相等”是指与第一实施方式同样。
另外,在构成可动体32b的第一质量部321b以及第二质量部325,在从Z轴方向俯视下,并且与在基板2设置的多个突起部6c、6d重合的位置上,各自设置有作为将可动体32b沿其Z轴的厚度方向贯通的多个贯通孔的第一贯通孔35c以及第二贯通孔35d。
详细地,在作为第一可动部的第一质量部321b,在第一质量部321b的X轴方向的负侧的端部,沿Y轴方向两侧的端部各自设置有第一贯通孔35c。此外,第一贯通孔35c设置为与突起部6c对置,该突起部6c设置在与第一质量部321b对置并且配置在基板2的第二虚拟电极84的区域内。在作为第二可动部的第二质量部325,在第二质量部325的扭矩产生部325b的X轴方向的负侧端部,沿Y轴方向两侧的端部各自设置有第二贯通孔35d。此外,第二贯通孔35d,设置为与突起部6d对置,该突起部6d设置在与第二质量部325的扭矩产生部325b对置并且配置在基板2的第一虚拟电极83b的区域内。
第一贯通孔35c以及第二贯通孔35d,与第一实施方式同样,其宽度尺寸优选设为比突起部6c、6d的宽度尺寸小。这样,通过将作为贯通孔的第一贯通孔35c以及第二贯通孔35d的宽度尺寸设为比突起部6c、6d的宽度尺寸小,在使构成可动体32b的第一质量部321b以及第二质量部325与突起部6c、6d以较小面积接触的同时,能够提高突起部6c、6d的韧性。
突起部
在此,突起部6c、6d与基板2构成为一体,在俯视下相对于旋转轴(摇动中心轴)aY为对称,并且设置在平行位置。另外,突起部6c、6d配置在与第一贯通孔35c或第二贯通孔35d,并且可动体32b(第一质量部321b或第二质量部325)重合的位置。此外,突起部6c、6d的结构由于与上述的第一实施方式的突起部6a、6b相同,省略详细说明。
盖5与第一实施方式同样,具有在下侧面侧开口的凹部51。盖5以将摇动构造体3b收容在凹部51内的方式,与基板2的上侧面接合。并且,通过盖5以及基板2,在其内侧形成有收容摇动构造体3b的收容空间S。此外,第二实施方式涉及的盖5的结构,由于与第一实施方式同样,省略详细说明,但在第二实施方式中,通过使用玻璃料59(低熔点玻璃)接合基板2与盖5。
根据以上说明的第二实施方式涉及的物理量传感器1b,在基板2的可动体32b侧的俯视下与可动体32b(第一质量部321b以及第二质量部325)重合的位置配置有多个突起部6c、6d。进一步,在俯视下与突起部6c、6d重合的位置的可动体32b由于设置有第一贯通孔35c以及第二贯通孔35d,能够使由可动体32b的过度位移引起的可动体32b与突起部6c、6d的接触面积变小。由此,能够防止或减少可动体32b与与突起部6c、6d的粘附。进而,根据第二实施方式涉及的物理量传感器1b,能够起到与上述第一实施方式的物理量传感器1同样的效果。
第三实施方式
其次,参照图8以及图9,关于第三实施方式进行说明。图8为示出第三实施方式涉及物理量传感器的俯视图(上侧面图)。图9为图8中的D-D线截面图。此外,本实施方式,除了在陀螺仪传感器适用本发明以外与上述第一实施方式同样。另外,在以下的说明中,关于第三实施方式,以与上述实施方式不同点为中心进行说明,省略关于同样事项的说明。
在图8示出的物理量传感器1c为,检测围绕Y轴的角速度的陀螺仪传感器。该物理量传感器1c,如图8以及图9所示,具有作为基板的基础基板2A、盖3A、振动构造体4A(可动电极)、使振动构造体4A驱动振动的驱动电极51A、检测振动构造体4A的检测振动的一对检测电极7、检测振动构造体4A的驱动状态监视器电极52A,以及具有防止或减少基础基板2A与振动构造体4A粘附功能的多个突起部6A。
作为基板的基础基板2A以及盖3A相互接合,在基础基板2A和盖3A之间,形成有收容振动构造体4A以及一对检测电极7的空间。
基础基板2A以及盖3A各自呈板状,并且沿作为包括X轴以及Y轴的平面的XY平面(基准面)配置。另外,基础基板2A的上侧面设置有为了摇动振动构造体4A的可动部分的凹部21A。另外,在盖3A的下侧面设置有,以非接触覆盖振动构造体4A以及一对检测电极7的方式形成的凹部31A。
振动构造体4A具有检测部42A(可动体)、固定于基础基板2A的四个固定部41A、连接检测部42A与四个固定部41A的四个梁部43A(第二梁部)、驱动部45(可动体)、连接检测部42A与驱动部45的四个梁部46(第一梁部),并且这些形成为一体。
检测部42A具有:在俯视下为框状的外框部,从该外框部外侧沿Y轴方向延伸出多个由电极指构成的检测用可动电极部。
四个固定部41A在上述基础基板2A的凹部21A的外侧与基础基板2A的上侧面接合·固定。四个固定部41A,在俯视下,各自在检测部42A的外侧相距一定距离而配置。
四个梁部43A,对应于四个固定部41A而设置,并且各自连结对应的固定部41A与检测部42A。各梁部43A,在俯视下,在Y轴方向往返的同时沿X轴方向延伸呈波形形状。由此,在实现小型化的同时,能够加长各梁部43A的长度。另外,通过加长各梁部43A的长度,能够使伴随各梁部43A的弯曲变形的检测部42A的X轴方向的位移更容易。此外,各梁部43A,也可以不是上述的波形形状,例如,也可以为在俯视下沿Y轴方向延伸的形状。
驱动部45,在俯视下,配置在上述检测部42A的内侧。驱动部45以上述基础基板2A的上侧面作为基准面,并且沿该基准面呈板状。
四个梁部46各自连接检测部42A与驱动部45。各梁部46,在X轴方向往返的同时在Y轴方向延伸呈波形形状。由此,在实现小型化的同时,能够加长各梁部46的长度。另外,通过加长各梁部46的长度,能够使伴随各梁部46的弯曲变形的驱动部45的Z轴方向的位移更容易。
驱动电极51A,固定在上述基础基板2A形成的凹部21A的底面。该驱动电极51A,在俯视下,配置在与驱动部45重合的位置。这样的驱动电极51A,经由配线53A,与设置在基础基板2A的上侧面的凹部21A的外侧的端子56A电气连接。
一对检测电极7,各自在上述基础基板2A的凹部21A的外侧与基础基板2A的上侧面接合·固定。该一对检测电极7以夹持振动构造体4A的方式,在Y轴方向并列配置。这样的一对检测电极7,通过加工(例如蚀刻加工)一个基板(例如硅基板),与振动构造体4A一起形成。
各检测电极7,由沿X轴方向交互并列配置的多个电极指、与多个电极指的振动构造体4A相反侧的端部以彼此间隔一个的方式连接的连接部构成。各电极指沿Y轴方向延伸。并且,以连接部连接的各电极指,与上述的检测部42A的电极指的一方的侧面对置,另一方面,没有以连接部连接的各电极指,与检测部42A的电极指的另一方的侧面对置。
这样的检测电极7,经由配线55A,与设置在基础基板2A的上侧面的凹部21A的外侧的端子58A电气连接。
监视器电极52A,与在上述基础基板2A形成的凹部21A的底面接合·固定。该监视器电极52A,在俯视下,配置在驱动部45重合的位置。这样的监视器电极52A,经由配线54A,与设置在基础基板2A的上侧面的凹部21A的外侧的端子57A电气连接。
以如上的方式构成的物理量传感器1c以如下方式动作。
作为驱动电压施加在相互对置的驱动电极51A与驱动部45之间的周期变化的电压(例如交流电压)。则,在驱动电极51A与驱动部45之间产生强度周期变化的静电引力,由此,伴随梁部46的弹性变形,驱动部45在Z轴方向振动。此时,检测监视器电极52A与驱动部45之间的静电容量,并且基于该检测结果根据需要来控制驱动电压。由此,能够以驱动部45的振动为所期待的振动的方式进行控制。
在这样使驱动部45振动的状态下,若有围绕Y轴的角速度施加于物理量传感器1c,则在驱动部45的X轴方向产生科里奥利力,根据科里奥利力的作用,检测部42A在X轴方向振动。由此,检测电极7与检测部42A之间的静电容量变化。从而,基于该静电容量,能够检测施加于物理量传感器1c的角速度。
多个(在本实施方式中为四个)突起部6A,如图8所示,在俯视下配置在基础基板2A的驱动部45侧与驱动部45(可动体)的外周部重合的位置。另外,驱动部45(可动体)在与多个突起部6A并且驱动部45(可动体)重合并且对置的位置设置有贯通驱动部45的表里的贯通孔455、456。
由此,驱动部45与基板2A的接触由于是通过与贯通孔455、456的外周部重合的部分的突起部6A,从而能够使接触面变小,并且能够通过突起部6A防止或减少驱动部45与基础基板2A粘附。在此,由于在基础基板2A侧设置有突起部6A,能够提高突起部6A的韧性并且减少突起部6A的损伤。另外,通过突起部6A规制驱动部45的过度位移,能够防止或减少作为包括驱动部45的构造体的振动构造体4A的损伤等。
第四实施方式
其次,参照图10,关于第四实施方式涉及的物理量传感器进行说明。图10为示出第四实施方式涉及的物理量传感器的截面图。此外,本第四实施方式的物理量传感器1d,除了设置在可动体的贯通孔设为有底的凹部以外,与上述的第一实施方式的物理量传感器1相同。在以下的说明中,关于第四实施方式,以作为不同结构的可动体的凹部为中心进行说明,关于同样的事项赋予相同符号,并且省略其说明。
在图10示出的物理量传感器1d,例如,作为惯性传感器被使用,具体为,作为能够测定Z轴方向的加速度的加速度传感器被使用。这样的物理量传感器1d具有基板2、配置在基板上的摇动构造体(元件部)3d和以覆盖摇动构造体3d的方式与基板2接合的盖5。
基板2具有防止或减少摇动构造体3d(可动体32d)与基板2粘附的多个突起部6a、6b。多个(在本实施方式中为四个)的突起部6a、6b,配置在作为在基板2的摇动构造体3d侧的凹部21的底面,并且从Z轴方向俯视下与摇动构造体3d重合的位置。此外,突起部6a、6b的结构,由于与上述的第一实施方式同样而省略详细说明。
另外,摇动构造体3d设置在基板2的上方。该摇动构造体3d设置为与基板2对置,并且与设置在基板2的架部(未图示)接合。相对于固定部(未图示)具有能够位移的可动体32d。在构成可动体32d的第一质量部321d以及第二质量部322d,从Z轴方向俯视下,在与设置在基板2的多个突起部6a、6b重合的位置各自设置,且在基板2对置的面开口的有底的第一凹部35aa、35bb。
第一凹部35aa、35bb,其宽度尺寸优选设比突起部6a、6b的宽度尺寸小。第一凹部35aa、35bb的宽度尺寸通过设为比突起部6a、6b的宽度小,能够使构成可动体32d的第一质量部321d以及第二质量部322d与突起部6a、6b在以较小面积接触的同时,提高突起部6a、6b的韧性。
根据本第四实施方式的物理量传感器1d,在俯视下与设置在基板2的可动体32d侧的突起部6a、6b重合的位置,由于设置有在相对于基板2对置的可动体32d的基板2对置的面开口的第一凹部35aa、35bb,能够使可动体32d的过度位移引起的可动体32的与突起部6a、6b的接触面积变小。由此,能够不使突起部6a、6b的韧性降低,并且防止或减少可动体32d与突起部6a、6b的粘附。
另外,在俯视下,由于在与可动体32d的基板2对置面开口的第一凹部35aa、35bb重合的位置的基板2侧配置有突起部6a、6b,能够提高突起部6a、6b的韧性,并且减少突起部6a、6b的损伤。
贯通孔(第一凹部)的变形例
其次,对设置在可动体的贯通孔(第一凹部)的变形例1至变形例4,参照图11至图14进行说明。在此,图11为示出设置在可动体的贯通孔的变形例1的俯视图。图12为示出设置在可动体的贯通孔的变形例2的俯视图。图13为示出设置在可动体的贯通孔的变形例3的俯视图。图14为示出设置在可动体的贯通孔的变形例4的俯视图。此外,在以下的变形例涉及的说明中,对设置在可动体的贯通孔示例说明,但此处的变形例,能够是适用于第四实施方式所示的设置在可动体的第一凹部35aa、35bb。
贯通孔的变形例1
如图11所示,变形例1涉及的贯通孔427a在与设置在基板2(参照图3)的突起部6a对置的位置并且贯通可动体32。贯通孔427a,俯视形状为矩形形状,在本例中作为正方形而构成。贯通孔427a其宽度尺寸设置为比突起部6a的宽度尺寸小。即,以作为与贯通孔427a对置的两边间的距离的宽度为W1,以突起部6a的宽度(直径)为W2时,以满足W1<W2的方式而设置。此外,突起部6a与贯通孔427a在俯视下的位置关系为,突起部6a配置在与贯通孔427a且与可动体32重合的位置。换言之,突起部6a其平面形状与贯通孔427a并且与可动体32重合即可,例如也可以为,在贯通孔427a的内侧的全体包含突起部6a的平面形状,并且在贯通孔427a的外侧的可动体32与突起部6a剩余的平面形状重合,或突起部6a的平面形状的外缘的一部分在贯通孔427a以内,其他的外缘与可动体32重合。
贯通孔的变形例2
如图12所示,变形例2涉及的贯通孔427b在与设置在基板2(参照图3)的突起部6a对置的位置并且贯通可动体32。贯通孔427b俯视形状为四边形形状,在本例中作为菱形而构成。此外,贯通孔427b其宽度尺寸设置为比突起部6a的宽度尺寸小。此外,突起部6a与贯通孔427b在俯视下的位置关系为,与变形例1同样,突起部6a配置在与贯通孔427b且与可动体32重合的位置。
贯通孔的变形例3
如图13所示,变形例3涉及的贯通孔427c在与设置在基板2(参照图3)的突起部6a对置的位置并且贯通可动体32。贯通孔427c俯视形状为矩形形状,在本例中,在梁428的两侧各设置有一个、共两个的贯通孔427c。各自的贯通孔427c其宽度尺寸设置为比突起部6a的宽度尺寸小。即,以作为与贯通孔427c对置的两边间的距离的宽度为W1,以突起部6a的宽度(直径)为W2时,以满足W1<W2的方式而设置。此外,突起部6a与两个贯通孔427c在俯视下的位置关系为,突起部6a配置在与两个贯通孔427c并且与可动体32重合的位置。换言之,突起部6a其平面形状与两个贯通孔427c的至少任一方并且与可动体32重合即可,例如也可以为,在两个贯通孔427c的内侧的全体包含突起部6a的平面形状,并且在两个贯通孔427c的外侧的可动体32与突起部6a剩余的平面形状重合,或突起部6a的平面形状的外缘的与部分在任一方的贯通孔427c以内,其他的外缘与可动体32重合。
贯通孔变形例4
如图14所示,变形例4涉及的贯通孔427d在与设置在基板2(参照图3)的突起部6a对置的位置并且贯通可动体32。贯通孔427d俯视形状为大体正方形,在本例中,夹持呈十字形状的梁429设置有四个的贯通孔427d。各自的贯通孔427d其宽度尺寸设置为比突起部6a的宽度尺寸小。即,以作为与贯通孔427d对置的两边间的距离的宽度为W1,以突起部6a的宽度(直径)为W2时,以满足W1<W2的方式而设置。此外,突起部6a与四个贯通孔427d在俯视下的位置关系为,突起部6a配置在与四个贯通孔427d且与可动体32重合的位置。换言之,突起部6a其平面形状与四个贯通孔427d的至少任一方并且与可动体32重合即可,例如也可以为,在四个贯通孔427d的内侧的全体包含突起部6a的平面形状,并且在四个贯通孔427d的外侧的可动体32与突起部6a剩余的平面形状重合,或突起部6a的平面形状的外缘的一部分在任一方贯通孔427d以内,其他的外缘与可动体32重合。
根据上述变形例1至变形例4,与上述的实施方式同样,通过将贯通孔427a、427b、427c、427d的宽度W1设为比突起部6a的宽度W2小,能够在使可动体32与突起部6a以较小面积接触的同时,提高突起部6a的韧性。
此外,在上述的变形例1至变形例4,对与一个突起部6a对置的贯通孔427a、427b、427c、427d进行了示例并说明,其他的多个突起部或贯通孔也能够同样适用。另外,贯通孔在以贯通孔的宽度为W1,突起部宽度(直径)为W2时,不管其平面形状,只要满足W1<W2即可。
另外,在上述的变形例1至变形例4中的“正方形”、“菱形”、“矩形形状”是指,例如,考虑制造上能够产生的误差等,包括四角不为角而是倒角或圆角(为曲线状的),或至少一个角部偏差于90°,或至少一条边的边长与其他边的边长不同的情况。
突起部的变形例
其次,设置在基板的突起部的变形例1以及变形例2参照图15、图16以及图17进行说明。在此,图15为示出突起部变形例1的俯视图。图16为示出突起部的变形例2的俯视图。图17为示出突起部变形例2的截面图。
突起部的变形例1
如图15所示,变形例1涉及的突起部6e设置在基板2(参照图3)。突起部6e俯视形状为矩形形状,在本例中作为正方形而构成。突起部6e设置在与贯通可动体32并且设置为俯视形状为大体正方形的贯通孔427a对置的位置。贯通孔427a其宽度尺寸设置为比突起部6e的宽度尺寸小。即,以作为与贯通孔427a的对置的两边间的距离的宽度为W1,以作为与突起部6e对置的两边间的距离的宽度为W2时,以满足W1<W2的方式设置。此外,突起部6e与贯通孔427a在俯视下的位置关系为,突起部6e配置在与贯通孔427a并且与可动体32重合的位置。换言之,突起部6e其平面形状与贯通孔427a并且与可动体32重合即可,例如也可以为,在贯通孔427a的内侧的全体包含突起部6e的平面形状,并且在贯通孔427a的外侧的可动体32与突起部6e剩余的平面形状重合,或突起部6e的平面形状的外缘的一部分在贯通孔427a以内,其他的外缘与可动体32重合。
此外,上述的“正方形”是指,除了与正方形一致的情况以外,稍微偏差于正方形的形状,例如,考虑制造上能够产生的误差等,包括四角不为角而是倒角或圆角(为曲线状的),或至少一个角部偏差于90°,或至少一条边的边长与其他边的边长不同的情况。
根据上述变形例1涉及的突起部6e,与上述的实施方式同样,通将贯通孔427a的宽度W1设为比大体正方形的突起部6e的宽度W2小,能够使可动体32与突起部6e以较小面积接触的同时,提高突起部6e的韧性。
突起部的变形例2
如图16以及图17所示,变形例2涉及的突起部6f设置在与基板2的可动体32对置的面。突起部6f俯视形状构成为圆形形状,在与设置为贯通可动体32的贯通孔35a的对置位置设置有突起部6e,其具有与基板2形成为一体的凸部61、覆盖凸部61的导体层62、设置在与导体层62的凸部61相反侧的绝缘层63、和在可动体32侧开口的凹部65。此外,导体层62以及绝缘层63由于与上述第一实施方式为同样的结构,在此省略说明。
凹部65设置在突起部6f的俯视形状的中央部,并且在可动体32侧开口。由此,突起部6f的顶部呈环状。从而,导体层62以及绝缘层63设置为覆盖该环状的顶部,并且在由凹部65导致的开口部分没有设置导体层62以及绝缘层63。
根据本变形例2,突起部6f通过在可动体32侧开口的凹部65,由于为环状的顶部,能够进一步使可动体32与突起部6f的接触面积变小。由此,能够防止或减少可动体32与突起部6f的粘附。
设置有贯通孔的可动体的结构涉及的应用例
其次,对设置有贯通孔的可动体的结构涉及的应用例1以及应用例2,参照图18、图19以及图20进行说明。在此,图18为示出设置有贯通孔的可动体的结构涉及的应用例1的俯视图。图19为示出设置有贯通孔的可动体的结构涉及的应用例1的截面图。图20为示出设置有贯通孔的可动体的结构涉及的应用例2的俯视图。此外,在以下的应用例涉及的说明中,对设置在可动体32h的贯通孔35a的周围进行示例并说明,但是此处的应用例,也能够在如第四实施方式所示的设置在可动体32d的第一凹部35aa、35bb的周围适用。
贯通孔的应用例1
如图18以及图19所示,应用例1涉及的可动体32h的结构具有:在与设置在基板2的突起部6e的对置的位置,并且贯通可动体32h的俯视形状为圆形的贯通孔35a;在从贯通孔35a的外缘的外侧,并且从可动体32h的基板2侧的里面32r向基板2突出的外周突起部38a。外周突起部38a为具备与俯视形状为圆形的贯通孔35a的外缘重合的内周缘;和与贯通孔35a为同心圆形状的外周缘的环状。
并且,突起部6a与贯通孔35a以及外周突起部38a在俯视下的位置关系为,突起部6a配置在与贯通孔35a以及外周突起部38a重合的位置。换言之,突起部6a其俯视形状与贯通孔35a以及外周突起部38a重合即可。突起部6a也可以为,例如,在贯通孔35a的内侧的全体包含其平面形状,并且剩余的平面形状与外周突起部38a重合,或平面形状的外缘的一部分在贯通孔35a以内,其他的外缘与外周突起部38a重合。此外,突起部6a,与上述的第一实施方式同样,具有与基板2形成为一体的凸部61、覆盖凸部61的导体层62、设置在与导体层62的凸部61的相反侧的绝缘层63。
贯通孔的应用例2
如图20所示,应用例2涉及的可动体32k的结构,与上述的应用例1同样,具有在与设置在基板2的突起部6a的对置的位置,并且贯通可动体32k的俯视形状为圆形的贯通孔35a;在从贯通孔35a的外缘的外侧,并且从可动体32k向基板2突出的四个外周突起部38c。外周突起部38c由具备与俯视形状为圆形的贯通孔35a的外缘重合的内周缘;和与贯通孔35a为同心圆形状的外周缘的被分割为四个部分的环状而构成。
此外,外周突起部38c,并不限定于被分割为四个部分的环状的结构,为沿贯通孔35a的外缘设置的突起即可,例如可也以为俯视形状为圆形的突起沿贯通孔35a的外缘配置为多个,或俯视形状为矩形的突起沿贯通孔35a的外缘配置为多个。
根据上述应用例1以及应用例2,通过在可动体32h、32k的贯通孔35a的外周设置有外周突起部38c,与上述的实施方式同样,能够使可动体32h、32k与突起部6a以较小面积接触,并且提高突起部6a的韧性。
此外,在上述的实施方式以及变形例以及应用例中,对以突起部6a(6b)、6e、6f的俯视形状为圆形形状以及正方形形状的情况进行了示例并说明,但并非限定于此,也可以为其他形状,例如椭圆形形状,长圆形形状,多角形形状等的其他形状。
2.传感器器件
其次,参照图21对传感器器件进行说明。图21为示出传感器器件的一例的截面图。
如图21所示,传感器器件100具有:基板101、经由粘合层103固定在基板101的上侧面的物理量传感器1,和经由粘合层104固定在物理量传感器1的上侧面的作为电子部件的IC芯片102(集成电路芯片)。并且,在使物理量传感器1以及IC芯片102从基板101的下侧面露出的状态下,通过模具材料109制模。此外,作为粘合层103、104能够使用例如,焊料、银浆、树脂系粘合剂(芯片粘接剂)等。另外,作为模具材料109能够使用例如,热硬化型的环氧树脂,并且能够通过例如转移模具法制模。
另外,在基板101的上侧面配置有多个端子107,在下侧面配置有经由未图示的内部配线或半圆孔包边部与端子107连接的多个实现端子108。作为这样的基板101,并非特别限定,能够使用例如,硅基板、陶瓷基板、树脂基板、玻璃基板、玻璃环氧基板等。
另外,在IC芯片102中包括例如,驱动物理量传感器1的驱动电路、校正静电容量Ca、Cb的差动信号的校正电路、从静电容量Ca、Cb的差动信号检测加速度的检测电路,或从检测电路的信号转换成预定的信号并输出的输出电路等。这样的IC芯片102,经由键合线105与物理量传感器1的配线75、76、77(电极垫P)电气连接,并且经由键合线106与基板101的端子107电气连接。
这样的传感器器件100由于具备物理量传感器1,具有优异的可靠性。
3.电子设备
其次,作为使用物理量传感器1的电子设备,基于图22以智能手机示例并详细说明。图22为概念上示出作为电子设备的一例的智能手机(移动电话机)的结构的立体图。
在该图中,智能手机1200组装有上述物理量传感器1。通过物理量传感器1检测的检测信号(加速度数据),发送到智能手机1200的控制部1201。控制部1201构成为包括CPU(Central Processing Unit,中央处理器),基于接收的检测信号,能够进行识别智能手机1200的姿势或举动,并且变换显示在显示部1208的显示图像,或发出警告音或效果音,或驱动振动马达而使主体振动等的控制。换言之,进行智能手机的动作感测,能够从计测的姿势或举动变为显示内容,或发生声音或振动等。特别是,在执行游戏的应用程序的情况下,能够体验到与现实接近的临场感。
这样的作为电子设备的一例的智能手机1200由于具备上述的物理量传感器1以及控制部1201,具有优异的可靠性。
此外,具备物理量传感器1的电子设备,在上述的智能手机1200(移动电话机)以外,能够适用于例如,个人电脑、触屏终端、数码相机、表、喷墨式喷出装置(例如喷墨打印机)、膝上型个人电脑、电视、摄像机、录像机、汽车导航装置、呼叫器、电子手帐(也包括附加通信功能)、电子词典、计算器、电子游戏机、文字处理器、工作站、电视电话、防盗用电视监视器、电子眼镜、POS终端(销售管理终端)、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、计量器类(例如,车辆、飞机、船舶的计量器)、飞行模拟器、地震计、步数计、倾斜计、计测硬盘振动的振动计、设备人或无人机等的飞行器的姿势控制装置、使用于汽车的自动驾驶用惯性导航的控制设备等。
4.移动体
其次,在图23示出使用物理量传感器1的移动体并详细说明。图23为示出作为移动体的一例的汽车的结构的立体图。
如图23所示,在汽车1500内置有物理量传感器1,例如,通过物理量传感器1能够检测车体1501的移动(位置)或姿势。物理量传感器1的检测信号被供给到控制车体的移动或姿势的车体姿势控制装置1502,车体姿势控制装置1502,基于该信号检出车体1501的姿势,能够根据检测结果控制汽车悬挂系统的软硬,或控制各个的车轮1503的刹车。
此外,物理量传感器1,能够广泛适用在其他的无匙进入系统、防盗器、汽车导航系统、汽车空调、防抱死制动系统(ABS,antilock brake system)、气囊、轮胎压力监视系统(TPMS:Tire Pressure Monitoring System)、发动机控制系统(发动机控制)、自动驾驶用惯性导航的控制设备、混合动力汽车或电动汽车的电池监视器等的电子控制单元(ECU:electronic control unit)。
另外,适用于移动体的物理量传感器1,在上述的示例以外,能够利用于例如,双脚行走设备人或电车等的移动或姿势控制;无线遥感飞机,无线遥感直升机,以及无人机等的远程操纵或自律式的飞行器的移动或姿势控制;农业机械(农机)或建设机械(建机)等的移动或姿势控制;火箭、人造卫星、船舶或AGV(无人搬运车)等的控制中。如以上,在各种移动体的移动(位置)或姿势控制的实现过程中,有物理量传感器1以及各自控制部(未图示)或姿势控制部被组装。
这样的移动体,由于具备物理量传感器1以及控制部(例如,作为姿势控制部的车体姿势控制装置1502),具有优异的可靠性。
5.行驶辅助系统。
以下,关于使用物理量传感器1的行驶辅助系统参照图24以及图25进行说明。图24为示出行驶辅助系统的示意结构的图。图25为示出行驶辅助系统的示意结构的功能框图。
行驶辅助系统的示意结构
如图24所示,行驶辅助系统4000包括在多台车辆(移动体)各个搭载的控制装置4100以及信息处理装置4200。
控制装置4100搭载于自动控制加速、制动以及转向的至少任一方的进行自动驾驶的车辆(以下为自动驾驶车辆),并且通过信息处理装置4200进行通信。信息处理装置4200为例如服务器装置,收集从在多台自动驾驶车辆搭载的各控制装置4100发送的车辆信息,或根据收集的车辆信息而得到的信息发送到个控制装置4100。此外,信息处理装置4200,可以由一台服务器装置组成,也可以由多台服务器装置组成。
控制装置的示意结构
随后,使用图25对控制装置4100的示意结构进行说明。控制装置4100为搭载于自动驾驶车辆的装置,如图25所示,包括自动驾驶单元4010、通信机4020、ADAS(AdvancedDriver Assistance Systems,先进驾驶辅助系统)定位器4030、HMI(Human MachineInterface,人机接口)系统4040、周边监视传感器4050以及车辆控制单元4060。作为控制部的自动驾驶单元4010、通信机4020、ADAS定位器4030、HMI系统4040以及车辆控制单元4060,例如连接于车内LAN(车内局域网络),能够通过通信进行相互的信息交换。
通信机4020进行与自车的外部通信。通信机4020,能够在例如搭载于自车的周边车辆的车载通信机,以及在路边设置的路边机的至少任一方之间进行无线通信。例如通信机4020,通过与车载通信机的车与车间通信、与路边机的路与车间通信,能够取得自车的周边车辆的位置信息以及行驶速度信息等。
通信机4020进行与信息处理装置4200之间的通信。在进行与信息处理装置4200之间的通信的情况下,设为通过例如称为DCM(Data Communication Module,数据通信模块)的用于车载通信的车载通信模块,经由用于车载通信的通信网络与信息处理装置4200进行通信的结构即可。此外,也可以设为经由路边机及其路边机与信息处理装置4200之间的通信网络与信息处理装置4200进行通信的结构。通信机4020,将从信息处理装置4200取得的信息输出到车内LAN,或经由车内LAN发送从自动驾驶单元4010发送来的车辆信息。
此外,在搭载于周边车辆的车载通信机,以及设置在路边的路边机的至少任一方之间,进行无线通信的车载通信模块与用于车载通信的车载通信模块可以设置为分别的结构,也可以构成为一体。
ADAS定位器4030具备,GNSS(Global Navigation Satellite System,全球卫星导航系统)接收机4031、包括上述物理量传感器1的传感器单元4032以及储存地图数据的地图数据库(以下为DB)。GNSS接收机4031从多个人造卫星接收定位信号。包括物理量传感器1的传感器单元4032,具备作为其他的传感器,例如3轴陀螺仪传感器以及3轴加速度传感器。地图DB4033,为非易失性内存,储存链接数据、节点数据、道路形状以及构造物等的地图数据。
ADAS定位器4030,通过组合由GNSS接收机4031接收的定位信号,和包括物理量传感器1的传感器单元4032的计测结果,对搭载了ADAS定位器4030的自车的车辆位置进行逐次定位。此外,在车辆位置的定位,也可以设为使用从搭载于自车的车轮速度传感器(未图示)逐次输出的脉冲信号求出的行驶距离的结构。并且,将定位的车辆位置发送到车内LAN。另外,ADAS定位器4030执行从地图DB4033读取地图数据并且向车内LAN输出。此外,地图数据库,也可以设为,从使用搭载于自车的例如称为DCM的车载通信模块(未图示)的自车的外部取得的结构。
HMI系统4040,如图25所示,具备HCU(Human Machine Interface Control Unit,人机接口控制单元)4041、操作部4042、转向传感器4043、显示装置4044以及声音输出装置4045,处理自车的驾驶员由来的输入操作,或向自车的驾驶员提示信息,或检测自车的驾驶员的状态。
操作部4042为自车的驾驶员操作的按钮群。操作部4042,被用于进行各种的设定。例如,作为操作部4042,有在自车的转向的辐条设置的转向按钮,与显示装置4044为一体的触摸按钮等。
转向传感器4043为用于检测乘员接触自车的方向盘的传感器。作为转向传感器4043的一例,能够列举设置在方向盘的触摸传感器,检测自车转向的转向扭矩的转向扭矩传感器等。在转向传感器4043的检测结果输出到HCU4041。
作为显示装置4044,有例如组合仪表、CID(Center Information Display,车用中央显示器)、HUD(Head-Up Display,平视显示器)等。组合仪表配置在自车的驾驶席前方。CID配置在自车室内的中央集群的上方。组合仪表,以及CID,基于从HCU4041取得的图像数据,在用于信息提示的各种图像显示的显示画面上显示。HUD,将基于从HCU4041取得的图像数据的图像光,投影到规定于挡风玻璃上的投影区域。通过挡风玻璃反射到车室内侧的图像光,通过坐在驾驶席的驾驶员被感知。驾驶员,对通过HUD投影的图像的虚像,能够以与自车前方的外界风景重合的方式查看。
作为声音输出装置4045,由例如音响扩音器等。音响扩音器配置在例如自车的门的衬里内。音响扩音器,通过再生声音向驾驶员等乘员进行信息提示。
HCU4041具备与CPU、ROM(只读内存)以及RAM(随机内存)等的内存、I/O(输入/输出)这些连接的总线,并且通过执行在内存中记忆的控制程序而执行各种的处理。例如,HCU4041,根据自动驾驶单元4010由来的指示,在显示装置4044以及声音输出装置4045的至少任一方进行信息提示。此外,HCU4041执行的功能的一部分或全部,也可以通过一个或多各IC等以硬件的方式而构成。
周边监视传感器4050检测步行者、人类以外的动物、汽车、摩托车以及其他车等的移动物体,进一步地、路上的坠落物体、栏杆、基石以及树木等的静止物体这样的障碍物。另外,检测行驶区划线、停止线等的路面标识。周边监视传感器4050有例如,拍摄自车周围的预定范围的周边监视照相机;发送自车周围的预定范围的探测波的毫米波雷达、声纳、LIDAR(Light Detection and Ranging/Laser Imaging Detect ion and Ranging,雷射雷达)等。
作为周边监视照相机可以使用立体照相机构成,也可以使用单眼照相机构成。周边监视照相机,将逐次拍摄的拍摄图像作为感测信息向自动驾驶单元4010逐次输出。声纳、毫米波雷达,LIDAR等的发送探测波的传感器,将基于在接收由障碍物反射的反射波的情况下的到的接收信号的扫描结果作为感测信息向自动驾驶单元4010逐次输出。此外,也可以设为同时使用周边监视照相机和毫米波雷达进行自车前方的感测等,并且具有多种类的周边监视传感器4050重复的感测范围的结构。
车辆控制单元4060为进行自车的加减速控制以及转向控制的至少一方的电子控制装置。作为车辆控制单元4060,有进行转向控制的转向ECU(电子控制单元);进行加减速控制的电力单元控制ECU以及刹车ECU等。车辆控制单元4060,从搭载于自车的加速位置传感器、刹车压力传感器、转向角传感器、车轮速度传感器等的各传感器取得输出的检测信号,并且向电子控制油门、刹车执行器、EPS(Electric Power Stereing,电动转向)马达等的各行驶控制器件输出控制信号。另外,车辆控制单元4060,能够将上述的各传感器的检测信号向车内LAN输出。
作为控制部的自动驾驶单元4010,具备与CPU、易失性内存、非易失性内存、I/O这些连接的总线,并且通过执行在非易失性内存中记忆的控制程序而执行各种的处理。例如,自动驾驶单元4010从周边监视传感器4050的感测结果识别自车的行驶环境。其他,自动驾驶单元4010,通过控制车辆控制单元4060,从而执行代替驾驶员的驾驶操作。该自动驾驶单元4010相当于驾驶辅助装置。此外,自动驾驶单元4010执行的功能的一部分或全部,也可以通过一个或多各IC等以硬件的方式而构成。
作为控制部的自动驾驶单元4010,基于由传感器单元4032检测的检出信号,能够指示车辆控制单元4060并且控制加速、制动以及转向的至少任一方的控制。另外,自动驾驶单元4010,对应于传感器单元4032检测的检测信号的变化,能够切换自动驾驶的实施或不实施。这样,通过作为控制加速、制动以及转向的至少任一方的控制部的自动驾驶单元4010,能够根据由传感器单元检测的检测信号的变化精度良好地切换自动驾驶的实施或不实施。
这样的车辆(移动体)的行驶支援系统4000,由于具备包括上述的物理量传感器1的传感器单元4032以及作为包括传感器单元4032的行驶支援装置的自动驾驶单元4010,具有优异的可靠性。
以上,对本发明的物理量传感器、传感器器件、电子设备、移动体以及行驶辅助系统基于图示的实施方式进行了说明,但本发明并非限定于此,各部的结构可以置换为具有同样的机能的任一结构。另外,在本发明,也可以添加其他的任一的构成物。
在上述的实施方式中,对本发明适用于跷跷板型的物理量传感器(加速度传感器)以及平行平板型陀螺仪传感器的情况的例进行了说明,本发明的物理量传感器,相对于基板设置为可动体能够位移即可。从而,本发明的物理量传感器,并非限定于上述实施方式的构造,也能够适用于例如副翼型的物理量传感器。
以下,将从上述实施方式导出的内容作为各方式记载。
方式1
本方式涉及的物理量传感器,其特征在于,具备:
基板;
可动体,相对于基板与所述基板对置以能够位移的方式设置,并且设置有贯通孔;和
突起部,在所述基板的所述可动体侧,与所述基板构成为一体,
所述突起部在俯视下设置在与所述贯通孔以及所述可动体重合的位置。
根据本方式,在基板的可动体侧设置有突起部,在俯视下与突起部重合的位置配置的可动体设置有贯通孔,并且由于突起部与贯通孔设置在俯视下重合的位置,从而能够使可动体的过度的位移引起的可动体与突起部的接触面积变小。由此,能够防止或减少可动体与突起部的粘附。
方式2
在上述方式中记载的物理量传感器中,设所述贯通孔的宽度为W1,所述突起部的宽度为W2时,也可以设为满足W1<W2。
根据本方式,通过使贯通的宽度比突起部的宽度小,在使可动体与突起部以较小面积接触的同时,能够提高突起部的韧性。
方式3
在上述方式中记载的物理量传感器中,具备与所述可动体对置并且设置在所述基板的电极,所述突起部也可以具有与所述电极同电位的导体层。
根据本方式,由于突起部的导体层与电极为同电位,在物理量传感器的制造时,例如将基板与其他基板阳极接合时,通过将可动体与电极电气连接,能够防止或减少可动体与基板的粘附。
方式4
在上述方式中记载的物理量传感器中,所述导体层也可以与所述电极构成为一体。
根据本方式,能够将突起部的导体层与电极一起形成。因此,能够减少伴随突起部的形成的物理量传感器的制造工序的复杂化。
方式5
在上述方式中记载的物理量传感器中,所述突起部也可以具有设置在相对于所述导体层与所述基板相反侧绝缘层。
根据本方式,突起部的绝缘层相对于导体层由于设置在突起部的顶端侧,即使可动体与突起部接触,也能够抑制可动体与电极的短路。
方式6
在上述方式中记载的物理量传感器中,所述绝缘层也可以为硅氧化膜。
根据本实施方式,通过绝缘层为硅氧化膜,能够通过成膜法简单并且高精度地形成具有优异绝缘性的绝缘层。
方式7
在上述方式中记载的物理量传感器中,所述可动体以围绕摇动中心轴能够摇动的方式而设置,在俯视下以所述摇动中心轴作为边界被区分为第一可动部和第二可动部,
所述电极也可以包括:
第一电极,与所述第一可动部对置,配置在所述基板上;和
第二电极,与所述第二可动部对置,配置在所述基板上。
根据本方式,能够实现所谓跷跷板型的静电容量方式的加速度传感器。
方式8
在上述方式中记载的物理量传感器中,在俯视下,也可以设为所述第二可动部的面积比所述第一可动部的面积大。
根据本方式,能够容易地使第一可动部以及第二可动部的围绕摇动中心轴的力矩不同。另外,具有这样的第一可动部以及第二可动部的可动体,第二可动部与基板容易接触。因此,在此情况下,通过适用本发明,其效果显著。
方式9
在上述方式中记载的物理量传感器中,所述突起部也可以设置有在所述可动体侧开口的凹部。
根据本方式,通过在可动体侧开口的凹部,能够进一步使可动体与突起部的接触面积变小。
方式10
在上述方式中记载的物理量传感器中,所述突起部也可以设置为多个,并且设置在相对于所述摇动中心轴平行的位置。
根据本方式,能够提高可动体与突起部接触时的位置平衡,并且能够减少可动体的破损。
方式11
本方式涉及的物理量传感器,其特征在于,具备:
基板;
可动体,相对于所述基板对置以能够位移的方式设置,并且设置有在与所述基板对置的面开口的第一凹部;和
突起部,在所述基板的所述可动体侧,与所述基板构成为一体,
所述突起部在俯视下设置在与所述第一凹部以及所述可动体重合的位置。
根据本方式,由于与设置在基板的可动体侧的突起部在俯视下重合位置,设置有在相对于基板对置的可动体的与基板对置的面开口的第一凹部,从而能够使可动体的过度的位移引起的可动体与突起部的接触面积变小。由此,能够防止或减少可动体与突起部的粘附。
另外,由于与在可动体的基板对置的面开口的第一凹部在俯视下重合的位置的基板侧配置有突起部,能够不使突起部的韧性降低,并且减少突起部的损伤。
方式12
本方式涉及的传感器器件,其特征在于,具备:
上述的任一项中记载的物理量传感器;和
与所述物理量传感器电气连接的电子部件。
根据本方式,由于具备能够防止或减少可动体与基板的粘附的物理量传感器,能够提高传感器器件的可靠性。
方式13
本方式所涉及的电子设备,其特征在于,具备上述任一项中记载的物理量传感器;和控制部,基于从所述物理量传感器输出的检测信号进行控制。
根据本方式,由于具备能够防止或减少可动体与基板的粘附的物理量传感器,能够提高电子设备的可靠性。
方式14
本方式涉及的移动体,其特征在于,具备:
上述任一项中记载的物理量传感器;和
控制部,基于从所述物理量传感器输出的检测信号进行控制。
根据本方式,由于具备能够防止或减少可动体与基板的粘附的物理量传感器,能够提高移动体的可靠性。

Claims (15)

1.一种物理量传感器,其特征在于,具备:
基板;
可动体,相对于所述基板对置以能够位移的方式设置,并且设置有贯通孔;和
突起部,在所述基板的所述可动体侧,与所述基板构成为一体,
所述突起部在俯视下设置在与所述贯通孔以及所述可动体重合的位置。
2.根据权利要求1所述的物理量传感器,其特征在于,
设所述贯通孔的宽度为W1,所述突起部的宽度为W2时,满足W1<W2。
3.根据权利要求1所述的物理量传感器,其特征在于,
所述物理量传感器具备与所述可动体对置并且设置在所述基板的电极,
所述突起部由与所述电极同电位的导体层覆盖。
4.根据权利要求3所述的物理量传感器,其特征在于,
所述导体层与所述电极构成为一体。
5.根据权利要求3所述的物理量传感器,其特征在于,
所述导体层由绝缘层覆盖。
6.根据权利要求5所述的物理量传感器,其特征在于,
所述绝缘层为硅氧化膜。
7.根据权利要求3所述的物理量传感器,其特征在于,
所述可动体以围绕摇动中心轴能够摇动的方式设置,在俯视下以所述摇动中心轴作为边界被区分为第一可动部和第二可动部,
所述电极包括:第一电极,与所述第一可动部对置配置在所述基板上;第二电极,与所述第二可动部对置配置在所述基板上。
8.根据权利要求7所述的物理量传感器,其特征在于,
在俯视下,所述第二可动部的面积比所述第一可动部的面积大。
9.根据权利要求1所述的物理量传感器,其特征在于,
所述突起部设置有在所述可动体侧开口的凹部。
10.根据权利要求7所述的物理量传感器,其特征在于,
所述突起部设置为多个,并且设置在相对于所述摇动中心轴平行的位置。
11.一种物理量传感器,其特征在于,具备:
基板;
可动体,相对于所述基板对置以能够位移的方式设置,并且设置有在与所述基板对置的面开口的第一凹部;和
突起部,在所述基板的所述可动体侧,与所述基板构成为一体,
所述突起部在俯视下设置在与所述第一凹部以及所述可动体重合的位置。
12.一种电子设备,其特征在于,具备:
根据权利要求1所述的物理量传感器;和
控制部,基于从所述物理量传感器输出的检测信号进行控制。
13.一种移动体,其特征在于,具备:
根据权利要求1所述的物理量传感器;和
控制部,基于从所述物理量传感器输出的检测信号进行控制。
14.一种电子设备,其特征在于,具备:
根据权利要求11所述的物理量传感器;和
控制部,基于从所述物理量传感器输出的检测信号进行控制。
15.一种移动体,其特征在于,具备:
根据权利要求11所述的物理量传感器;和
控制部,基于从所述物理量传感器输出的检测信号进行控制。
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