CN111049416B - 振动发电元件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种固定于可动电极部的重锤的安装构造。振动发电元件(1)具备：具有多个梳齿电极(110)的固定电极部(111)；具有多个梳齿电极(120)的可动电极部(12)；固定于可动电极部(12)的重锤(10a、10b)；以及设于重锤(10a、10b)并对将重锤(10a、10b)固定于可动电极部(12)的树脂(105)进行收纳的树脂存积部(103)。

Description

振动发电元件

技术领域

本发明涉及一种振动发电元件。

背景技术

近年来，开发出一种利用MEMS技术的非常小型的振动发电元件。例如，专利文献1中，通过使形成有梳齿电极的可动部相对于形成有梳齿电极的固定部振动来进行发电。在这样的振动发电元件中，为了即使在较小的环境振动中也能高效地发电，使可动部的质量更大是重要的，在专利文献1所记载的振动发电元件中，采用在可动部上装配另外形成的重锤的构造。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利6338071号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在上述专利文献1中仅记载重锤装配于可动部(参照说明书第[0059]段)这一内容，并未记载将重锤装配于可动部的方法。因此，提供一种固定于可动部的重锤的安装构造。

用于解决课题的方案

本发明的一个方式的振动发电元件具备：固定电极部，其具有多个梳齿电极；可动电极部，其具有多个梳齿电极；重锤，其固定于上述可动电极部；以及树脂存积部，其设于上述重锤或上述可动电极部，并对将上述重锤固定于上述可动电极部的树脂进行收纳。

发明的效果如下。

根据本发明，能够抑制将重锤与可动电极部接合的树脂的溢出。

附图说明

图1是示出封入在真空封装件内的振动发电元件的图。

图2是示出振动发电元件的各部分的结构的图。

图3是说明振动平面内的重心位置的偏移的图。

图4是说明与振动平面垂直的方向的位置偏移的图。

图5是从可动电极部侧观察图1所示的重锤的立体图。

图6示出可动电极部与重锤的接合构造的第一实施方式，是示出图1的(b)中的可动电极部与重锤的接合构造的放大图。

图7的(a)～(c)是形成图6所示的可动电极部与重锤的接合构造的各工序的图。

图8的(a)～(d)是示出振动发电元件的MEMS加工体的形成顺序的一例的图。

图9是示出图8的MEMS加工体的形成顺序之后的工序的图。

图10是示出可动电极部与重锤的接合构造的第二实施方式的剖视图。

图11示出可动电极部与重锤的接合构造的第三实施方式，是示出在可动电极部接合重锤前的状态的图。

图12是示出第三实施方式中的可动电极部与重锤的接合构造的剖视图。

图13示出重锤的变形例1，图13的(a)是重锤的俯视图，图13的(b)是沿图13的(a)的中心线L5-L5的剖视图，图13的(c)是沿图13的(a)的中心线L4-L4的剖视图。

图14示出重锤的变形例2，图14的(a)是重锤的俯视图，图14的(b)是沿图14的(a)的中心线L5-L5的剖视图，图14的(c)是沿图14的(a)的中心线L4-L4的剖视图。

图15示出重锤的变形例3，图15的(a)是重锤的俯视图，图15的(b)是沿图15的(a)的中心线L5-L5的剖视图，图15的(c)是沿图15的(a)的中心线L4-L4的剖视图。

图16的(a)、(b)示出比较例的构造，图16的(a)是将重锤粘接于可动电极部前的图，图16的(b)是将重锤粘接于可动电极部后的状态的图。

图中：

1—振动发电元件，10a～10e—重锤(重物)，12、12a—可动电极部，12a—可动电极部，102—定位突起，103、103a、103b—树脂存积部，105—树脂，105a—液状树脂，110—梳齿电极，111—固定电极部，120—梳齿电极，121—中央带部，123—定位用贯通孔，161、161a、161b—带状部，162、162a、162b—平板状部，L1—通过连接部114的突起114a并与振动方向(x轴方向)平行的线，L2～L5—中心线。

具体实施方式

－第一实施方式－

以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。图1是示出封入在真空状态的封装件2内的振动发电元件1的图，图1的(a)是俯视图，图1的(b)是A-A剖视图。此外，图1的(a)的俯视图中，为了清楚封装件2的内部构造，省略了设于封装件2的上表面侧(z轴正方向侧)的上盖3的图示。

振动发电元件1具备固定部11、可动电极部12、弹性支撑可动电极部12的弹性支撑部13、以及固定于可动电极部12的表背两面的一对重锤10a、10b。振动发电元件1的固定部11通过芯片焊接而固定于封装件2。封装件2例如由电绝缘性的材料(例如陶瓷)形成。在封装件2的上端，缝焊有用于对封装件2内进行真空密封的上盖3。

在固定部11上形成有固定电极部111，并在该固定电极部111且在y轴方向上形成有多个沿x轴方向延伸的梳齿电极110。在可动电极部12且在y轴方向上形成有多个沿x轴方向延伸的梳齿电极120。详细而言，可动电极部12具有沿x轴方向延伸的中央带部121(参照图1的(b))、和从中央带部121的x轴方向的中心分别向y轴正方向及y轴负方向延伸的支部122。在可动电极部12的各支部122，在y轴方向上隔开预定间隔地排列有多个梳齿电极120。沿x轴方向延伸的多个梳齿电极110与从各支部122延伸的梳齿电极120配置为在y轴方向上经由缝隙而相互啮合。在固定电极部111形成有电极焊盘112。

可动电极部12经由弹性支撑部13而与形成在固定部11上的连接部114机械式连接以及电连接。在连接部114形成有电极焊盘113。电极焊盘112、113通过缆线22而与设于封装件2的电极21a、21b连接。在本实施方式中，可动电极部12构成为沿x轴方向振动，若可动电极部12沿x轴方向振动，则梳齿电极120相对于固定电极部111的梳齿电极110的插入量变化来进行发电。重锤10a、10b通过粘接用的树脂105而与可动电极部12接合。在下文中对重锤10a、10b与可动电极部12的接合构造进行说明。

图2是示出振动发电元件1的各部分的结构的图。如在下文中说明那样，振动发电元件1使用SOI(Silicon On Insulator)基板并通过一般的MEMS加工技术来形成。SOI基板是由Si的支撑层、SiO₂的埋氧化层(BOX层)以及Si的活性层构成的三层构造的基板，固定部11由支撑层形成，固定电极部111、可动电极部12、弹性支撑部13以及连接部114由活性层形成。

图2的(a)是示出振动发电元件1的MEMS加工体、即固定重锤10a、10b前的振动发电元件1的图。图2的(a)中，对固定部11上的固定电极部111和可动电极部12、弹性支撑部13以及连接部114施加阴影线来示出。可动电极部12由四组弹性支撑部13弹性支撑。各弹性支撑部13具备能够弹性变形的三根梁13a～13c。

连接部114还作为限制可动电极部12的x轴方向振动的范围的限制部发挥功能。在连接部114的与可动电极部12对置的面形成有突起114a。通过使可动电极部12的x轴方向端面碰撞到连接部114的突起114a，来限制可动电极部12的振动的振幅。此外，图2的(a)中突起形成于连接部114，但也可以形成于可动电极部12侧。

图2的(b)是仅示出振动发电元件1的固定部11的图。图2的(b)的在固定部11上示出的阴影线区域11C表示固定有固定电极部111的区域。梁13a的端部固定在固定部11上。图2的(b)的在固定部11上示出的阴影线区域11A表示固定有梁13a的端部的区域。梁13c的端部与形成在固定部11上的连接部114连接。图2的(b)的在固定部11上示出的阴影线区域11B表示固定有连接部114的区域。

在本实施方式的振动发电元件1中，为了增加可动电极部12的质量来进一步提高发电效率，将独立的重锤10a、10b装配于可动电极部12。重锤10a、10b的材料使用比重比SOI基板的比重大的材料，以便即使是较小的体积也能获得较大的质量。例如，使用钨(比重19.25)、易切削铜(比重8.94)、不锈钢(比重7.93)、通过金属注射法来形成的钨部件(比重13～17)等金属、或者如钨树脂(比重11～13)那样在树脂中混入金属材料而成的材料等。

这样，在将另外形成的重锤10a、10b装配于可动电极部12的结构的情况下，判断出装配于可动电极部12时的重锤10a、10b的重心位置的偏移会对弹性支撑部13的寿命产生较大的影响。图3及图4是说明重锤10a、10b的重心位置的偏移的影响的图。图3是说明振动平面内(图1的xy平面内)的位置偏移的说明图，图4是说明与振动平面垂直的方向(图1的z轴方向)的位置偏移的图。

图3中，(a)示出适当地进行了定位的情况，(b)示出定位不适当的情况。图3中省略了重锤10a、10b的图示，仅由符号G示出重锤10a、10b的重心位置。图3的(a)、(b)中，线L1是通过连接部114的突起114a的前端并与振动方向(x轴方向)平行的直线。在图3的(a)所示的例子中，xy平面上的重锤10a、10b的重心位置G位于线L1上。因此，由振动对重锤10a、10b的重心作用的力F1的方向成为沿线L1的方向。若可动电极部12碰撞到连接部114的突起114a，则从突起114a对可动电极部12作用反作用的力F2，F1与F2的朝向相反，但方向是沿线L1的方向。因此，不会产生使可动电极部12在xy面内倾斜那样的力矩。

此外，可动电极部12相对于线L1线对称地在y正方向和y负方向上设有可动梳齿组，并且质量也相对于线L1线对称。因此，线L1也能够定义为可动电极部12的可动电极组成为线对称的基准线。

另一方面，在图3的(b)所示的定位不适当的情况下，重锤10a、10b的重心位置G相对于线L1向y轴负方向位置偏移。因此，当可动电极部12碰撞到连接部114的突起114a时，由于表示力F1及力F2的矢量不是沿同一线的力，所以作用使可动电极部12如箭头所示地倾斜那样的力矩，从而可动电极部12在xy面内倾斜。其结果，使梁13b产生意料外的变形，成为使梁破损的原因。

说明与振动平面垂直的方向的位置偏移的图4示出沿图3的(a)的线L1的xz截面。图4是示出碰撞时的状态的图，图4的(a)示出重锤10a、10b的合计质量的重心位置G位于线L1上的情况，图4的(b)示出重心位置G位于比线L1靠图示下侧(z轴负方向侧)的情况。

在重锤10a、10b材料相同且形状相同的情况下，各自的重心位置G1、G2的离可动电极部12的高度尺寸相同。因此，即使在有xy平面上的重心位置G1、G2的位置偏移的情况下，重锤10a、10b的合计质量的重心位置G也位于包括线L1在内的xy平面上，从而当可动电极部12碰撞到连接部114的突起114a时，不会产生力矩。

但是，在因重锤10a、10b的形状相互不同等理由而如图4的(b)所示地合计质量的重心位置G相对于线L1在z轴方向上位置偏移的情况下，即使重锤10a、10b相对于可动电极部12在xy方向上的定位适当，当可动电极部12碰撞到连接部114的突起114a时，也产生使可动电极部12如箭头所示地倾斜那样的力矩，从而使梁13b产生意料外的变形。

图5是从可动电极部侧观察图1所示的重锤的立体图，图6示出可动电极部与重锤的接合构造的第一实施方式，且是示出图1的(b)中的可动电极部与重锤的接合构造的放大图。此外，为便于图示，图6放大地示出Z方向(厚度方向)的长度。

重锤10a和重锤10b的形状相同，从而以下代表地对重锤10a进行说明。

重锤10a具有沿可动电极部12的中央带部121在x轴方向上延伸的带状形状。在重锤10a的靠可动电极部12的中央带部121侧形成有y轴方向的长度(宽度)较小的窄幅部115。在窄幅部115的与可动电极部12面对面的一面115a形成有一对定位突起102和树脂存积部103。图5中，示出定位突起102呈圆筒形状的例子，但定位突起102也可以呈方筒形状。或者，也能够呈圆锥形状、棱锥形状。

重锤10a的x轴方向的中心线L2在xy面内配置于与可动电极部12的x轴方向的中心线相同的位置。重锤10a的y轴方向的中心线L3在xy面内配置于与线L1相同的位置，该线L1是通过连接部114的突起114a并与振动方向(x轴方向)平行的直线。一对定位突起102具有同一形状，各定位突起102的中心配置于中心线L3上的与中心线L2对称的位置。

因此，重锤10a的重心在xy面上的位置与可动电极部12的重心位置一致。

这对于重锤10b也相同。因此，重锤10a、10b的重心在xy面上的位置与可动电极部12的重心位置一致。

在可动电极部12的中央带部121的上表面(Z轴正方向侧的一面)121a(参照图6)以及下表面(Z轴正方向侧的一面)121b(参照图6)，分别形成有供定位突起102嵌合的定位用贯通孔123(参照图7)。

如图6所示，在一对定位突起102嵌合于可动电极部12的中央带部121的定位用贯通孔123的状态下，重锤10a利用收纳在树脂存积部103内的粘接用的树脂105而粘接于可动电极部12的中央带部121。同样，在一对定位突起102嵌合于可动电极部12的中央带部121的定位用贯通孔123的状态下，重锤10b利用收纳在树脂存积部103内的粘接用的树脂105而粘接于可动电极部12的中央带部121。

图7的(a)～(c)是形成图6所示的可动电极部与重锤的接合构造的各工序的图。

如图7的(a)所示，使重锤10b的形成有树脂存积部103及一对定位突起102的面朝向上方，向树脂存积部103内填充液状树脂105a。向树脂存积部103内填充的液状树脂105a的量是因表面张力而中央部从重锤10b的上表面稍微鼓起的程度。使可动电极部12的中央带部121的下表面121b侧与重锤10b面对面，并使重锤10b的一对定位突起102嵌合于可动电极部12的中央带部121的定位用贯通孔123。由此，可动电极部12的中央带部121的下表面121b粘接于重锤10b。图7的(b)示出该状态。

当收纳在重锤10b的树脂存积部103内的液状树脂105a固化后，如图7的(c)所示，使液状树脂105a向可动电极部12的中央带部121的上表面121a的x轴方向及y轴方向的中心滴下。液状树脂105a因表面张力而成为呈球状地凸起的状态。之后，使重锤10a的形成有树脂存积部103的一面115a与可动电极部12的中央带部121的上表面121a面对面，并使重锤10a的一对定位突起102嵌合于可动电极部12的中央带部121的定位用贯通孔123。由此，在重锤10a的树脂存积部103内收纳附着于可动电极部12的中央带部121的上表面121a的液状树脂105a，从而得到图6所示的重锤10a、10b与可动电极部12接合的接合构造。

图16的(a)、(b)示出比较例的可动电极部与重锤的接合构造，图16的(a)是将重锤粘接于可动电极部前的图，图16的(b)是将重锤粘接于可动电极部后的状态的图。图16的(a)、(b)是沿图1中的y轴方向的剖视图。

比较例中，可动电极部401具有在y轴方向上以预定间隔排列的梳齿电极401a。固定电极的梳齿电极411a经由缝隙而与可动电极部401的梳齿电极401a相互啮合。其中，图16的(a)、(b)中未示出与可动电极部401的梳齿电极401a之间的缝隙。在比较例的可动电极部401与重锤420的接合构造中，在可动电极部401和重锤420均未形成树脂存积部。因此，若使树脂405向可动电极部401上滴下，要使重锤420与可动电极部401接合，则树脂405扩散而向可动电极部401的外侧溢出。因此，因从可动电极部401溢出的树脂405，有可动电极部401的梳齿电极401a与固定电极部的梳齿电极411a粘接的担忧。

相对于此，在本实施方式中，由于在重锤10a、10b形成有树脂存积部103，所以在树脂存积部103内收纳液状树脂105a。因此，能够抑制液状树脂105a向可动电极部12的中央带部121的上表面121a及下表面121b的外侧溢出，从而能够防止可动电极部12的梳齿电极120与固定电极部111的梳齿电极110粘接。

图8及图9是示出振动发电元件1的MEMS加工体的形成顺序的一例的图。通过MEMS加工技术来从SOI基板形成振动发电元件的方法是公知技术(例如参照日本特开2017-070163号公报等)，此处对形成顺序的概要进行说明。此外，图8及图9中，示意性地示出沿图2的(a)的点划线L2的截面。

图8的(a)是示出作为进行MEMS加工的基板的SOI基板的截面的图。如上所述，SOI基板由Si的支撑层301、SiO₂的埋氧化层302以及Si的活性层303构成。在图8的(b)所示的第一步骤中，在活性层303的表面进行氮化膜(SiN膜)304的成膜。在图8的(c)所示的第二步骤中，对氮化膜304刻画图案，从而形成用于保护形成电极焊盘112、113的部位的氮化膜图案304a。

在图8的(d)所示的第三步骤中，形成用于形成可动电极部12、固定电极部111、弹性支撑部13以及连接部114的掩模图案，并对活性层303进行蚀刻。蚀刻加工通过DRIE(DeepReactive Ion Etching：深反应离子刻蚀)等来进行，直至到达埋氧化层302。图8的(d)中，符号B1所示的部分是与固定电极部111对应的部分，符号B2所示的部分是与可动电极部12对应的部分，符号B3所示的部分是与连接部114对应的部分。

在图9的(a)所示的第四步骤中，在支撑层301的表面形成用于形成固定部11的掩模图案，并对支撑层301进行DRIE加工。在图9的(b)所示的第五步骤中，利用强氟酸来除去在支撑层301的一侧及活性层303的一侧露出的SiO₂的BOX层。在图9的(c)所示的第六步骤中，通过热氧化法来在Si层的表面形成硅氧化膜305。在图9的(d)所示的第六步骤中，除去氮化膜图案304a，并在除去后的区域进行铝电极的成膜来形成电极焊盘112、113。此外，由于电极焊盘113形成在图9的(d)的范围外，所以在图9的(d)中未显示。

通过上述的加工顺序，来形成未形成驻极体的振动发电元件1的MEMS加工体。之后，通过公知的驻极体形成方法(例如参照日本专利5627130号公报等)来在梳齿电极110、120的至少一方形成驻极体。

振动发电元件1是通过MEMS技术被加工而非常微小的构造体，图1所示的封装件2的纵横尺寸为几cm且高度尺寸为几mm左右。

根据上述实施方式，起到下述效果。

(1)振动发电元件1具备：具有多个梳齿电极110的固定电极部111；具有多个梳齿电极120的可动电极部12；固定于可动电极部12的重锤10a、10b；以及设于重锤10a、10b并对将重锤10a、10b固定于可动电极部12的树脂105进行收纳的树脂存积部103。因此，能够抑制将重锤10a、10b与可动电极部接合的树脂的溢出。

(2)树脂存积部103的中心设定在通过重锤10a的重心和可动电极部12的重心的直线上。一般而言，由于位于与xy平面平行的不同面上的重锤10a的重心和可动电极部12的重心构成为在z方向上同轴，所以树脂存积部103的中心、重锤10a的重心以及可动电极部12的重心在z方向上同轴。因此，能够防止可动电极部12整体的重心位置因收纳在树脂存积部103内的树脂105的影响而在xy平面内偏移的情况。

(3)在可动电极部12中，在可动电极部12的梳齿电极120的排列方向的中心部，具有沿与梳齿电极120的排列方向正交的方向延伸的中央带部121，重锤10a、10b具有沿中央带部121延伸的带状部，树脂存积部103相对于重锤10a、10b的在与梳齿电极120的排列方向正交的方向上的中心设为对称。因此，与梳齿电极120的排列方向正交的方向上的重心位置不会因收纳在树脂存积部103内的树脂105而偏移。

(4)重锤10a、10b由比重比构成可动电极部12的材料的比重大的材料形成。因此，能够使重锤10a、10b更小，从而能够实现振动发电元件1的小型化。

－第二实施方式－

图10是示出可动电极部与重锤的接合构造的第二实施方式的剖视图。

在第二实施方式中，形成于重锤10a、10b的树脂存积部103a形成为在厚度方向(Z轴方向)上贯通重锤10a或重锤10b的贯通孔。

在第二实施方式中，当将重锤10a与可动电极部12接合时，将重锤10a的定位突起102嵌合于可动电极部12的定位用贯通孔123，并向树脂存积部103a内注入液状树脂105a，之后固化而成为树脂105即可。并且，当将重锤10b与可动电极部12接合时，使树脂泄漏片靠近重锤10b的下表面，向树脂存积部103a内注入液状树脂105a，并使液状树脂105a半固化，之后剥离树脂泄漏片，使之粘接于可动电极部12并固化而成为树脂105即可。

此外，在上述内容中，示出在将重锤10b与可动电极部12接合的情况下使树脂泄漏片靠近重锤10b的下表面的方法的例子，但也可以使MEMS加工体上下颠倒，向固定于可动电极部12的重锤10b的树脂存积部103a内注入液状树脂105a。

在第二实施方式中，树脂存积部103的形状也相对于中心线L2及中心线L3(参照图5)形成为线对称，重锤10a、10b以及可动电极部12a的重心在与xy面平行的面内的位置在z方向上同轴。

第二实施方式的其它结构与第一实施方式相同。

因此，在第二实施方式中，也起到第一实施方式的效果(1)～(4)。

－第三实施方式－

图11示出可动电极部与重锤的接合构造的第三实施方式，且是示出在可动电极部接合重锤前的状态的图，图12是示出第三实施方式中的可动电极部与重锤的接合构造的剖视图。

在第三实施方式中，是将树脂存积部103b设置于可动电极部12a而并非设置于重锤10a、10b的构造。

树脂存积部103b设于可动电极部12a的中央带部121的上表面121a及下表面121b。

与第一实施方式相同，一对定位突起102具有同一形状，各定位突起102的中心配置于中心线L3上的与中心线L2对称的位置。重锤10a的x轴方向的中心线L2在xy面内配置于与可动电极部12a的x轴方向的中心线相同的位置。重锤10a的y轴方向的中心线L3在xy面内配置于与线L1相同的位置，该线L1是通过连接部114的突起114a并与振动方向(x轴方向)平行的直线。与定位用贯通孔123相同，树脂存积部103b的y轴方向的中心配置在线L1上，该线L1是通过连接部114的突起114a并与振动方向(x轴方向)平行的直线。并且，树脂存积部103b的x轴方向的中心配置于可动电极部12a的中央带部121的x轴方向的中心。树脂存积部103b相对于x轴方向的中心线及y轴方向的中心线形成为线对称。因此，重锤10a在与xy面垂直的方向上的重心的位置在z方向上与可动电极部12的重心位置同轴。

以下示出将重锤10a、10b接合于可动电极部12a的顺序。

(1)使重锤10b的形成有一对定位突起102的一面115a朝向上方，并由分配器等使液状树脂105a向该一面115a上滴下。液状树脂105a因表面张力而成为呈球状地凸起的状态。

(2)使可动电极部12的中央带部121的下表面121b与重锤10b的一面115a面对面，并将可动电极部12的定位用贯通孔123与重锤10b的各定位突起102嵌合。由此，在可动电极部12的树脂存积部103b内收纳附着于重锤10b的一面115a的液状树脂105a，来将重锤10b接合于可动电极部12。

(3)使重锤10a的形成有一对定位突起102的一面115a朝向上方，并由分配器等使液状树脂105a向该一面115a上滴下。液状树脂105a因表面张力而成为呈球状地凸起的状态。

(4)使MEMS加工体上下颠倒，使可动电极部12的中央带部121的上表面121a与重锤10a的一面115a面对面，并将可动电极部12的定位用贯通孔123与重锤10b的各定位突起102嵌合。由此，在可动电极部12的树脂存积部103b内收纳附着于重锤10a的一面115a的液状树脂105a，来将重锤10a接合于可动电极部12。

(5)若使MEMS加工体上下颠倒，则得到图12所示的重锤10a、10b与可动电极部12的接合构造。

根据上述(1)～(5)的顺序，使液状树脂105a向重锤10a、10b滴下，液状树脂105a因表面张力而成为呈球状地凸起的状态，在可动电极部12a的树脂存积部103b内收纳附着于重锤10a、10b的液状树脂105a并进行接合。也有在可动电极部12a的树脂存积部103b内收纳液状树脂105a之后将重锤10a、10b粘接于可动电极部12的方法。但是，在该方法的情况下，因液状树脂105a的量、在液状树脂105a内产生的空隙等，在液状树脂105a与可动电极部12的粘接面之间产生空隙，从而有得不到充足的粘接强度的可能性。在本实施方式中，使液状树脂105a向重锤10a、10b滴下，液状树脂105a因表面张力而成为呈球状地凸起的状态，在可动电极部12的树脂存积部103内收纳所附着的液状树脂105a并进行接合。也就是说，液状树脂105a以紧贴于可动电极部12的粘接面的状态收纳在树脂存积部103内。因此，能够防止在与可动电极部12的粘接面之间产生空隙。

此外，图12中，示出将设于可动电极部12a的中央带部121的上下两面的树脂存积部103b配置于在xy面内相对置的位置的构造的例子。但是，也可以将设于可动电极部12a的中央带部121的上下两面的树脂存积部103b以在xy面内不重叠的方式配置于不同区域。在该情况下，将设于可动电极部12a的一个面的树脂存积部103b配置于x轴方向的中心，并在设于一个面的树脂存积部103b的x轴正方向侧及x轴负方向侧，将设于可动电极部12a的另一个面的树脂存积部103b配置于以x轴方向的中心为对照轴的对称位置即可。这样一来，即使在可动电极部12a的厚度(z轴方向的长度)较小的情况下，也能够加深树脂存积部103b来填充充足量的液状树脂，并且能够使MEMS加工品在xy面的重心位置不偏移。

第三实施方式的其它结构与第一实施方式相同。

因此，在第三实施方式中，也起到第一实施方式的效果(1)～(4)。

并且，在第三实施方式中，树脂存积部103是设于重锤10a、10b的固定于可动电极部12的面侧的凹部，收纳在树脂存积部103内的树脂105以因表面张力而在可动电极部12的上表面凸起的状态收纳在树脂存积部103内并进行接合。也就是说，液状树脂105a以紧贴于可动电极部12的粘接面的状态收纳在树脂存积部103内。因此，能够防止在重锤10a、10b与可动电极部12的粘接面之间产生空隙，进而起到能够提高重锤10a、10b与可动电极部12的接合强度的效果。

在上述第一～第三实施方式中，示出重锤10a、10b呈与可动电极部12a的中央带部121的形状对应的带状形状的例子。但是，重锤10a、10b能够设为以下所示的方式。

[重锤的变形例1]

图13示出重锤的变形例1，图13的(a)是重锤的俯视图，图13的(b)是沿图13的(a)的中心线L5-L5的剖视图，图13的(c)是沿图13的(a)的中心线L4-L4的剖视图。

图13所示的重锤10c具有带状部161与平板状部162一体成型的构造。带状部161具有与第一～第三实施方式中的重锤10a、10b相当的形状，并与可动电极部12的中央带部121接合。平板状部162在俯视时呈矩形，并具有比带状部161的面积大的面积。平板状部162具有覆盖固定电极部111的梳齿电极110以及可动电极部12的梳齿电极120的整体或一部分的大小。

平板状部162的x轴方向的中心线在xy面内与带状部161的x轴方向的中心线一致。也就是说，带状部161及平板状部162的x轴方向的中心线成为重锤10c的x轴方向的中心线L4。并且，平板状部162的y轴方向的中心线在xy面内与带状部161的y轴方向的中心线一致。也就是说，带状部161及平板状部162的x轴方向的中心线成为重锤10c的y轴方向的轴向的中心线L5。重锤10c的y轴方向的中心线L5成为在xy面内与线L1相同的位置，该线L1是通过连接部114的突起114a并与振动方向(x轴方向)平行的直线。

在重锤10c的带状部161形成有一对定位突起102和三个树脂存积部103。也就是说，在变形例1中，各树脂存积部103构成为多个分割树脂存积部之一。一对定位突起102的中心及各树脂存积部103的中心配置在中心线L5上。一对定位突起102的中心配置于相对于重锤10c的x轴方向的中心线L4对称的位置。各树脂存积部103的形状相对于重锤10c的x轴方向的中心线L4以及重锤10c的x轴方向的中心线L5形成为线对称。

图13中示出树脂存积部103是凹部的例子。但是，树脂存积部103也可以是在厚度方向上贯通重锤10c的贯通孔。并且，树脂存积部103也能够是设置于可动电极部12而并非设置于重锤10c的方式。示出重锤10c的平板状部162在俯视时呈矩形形状的例子，但若相对于重锤10c的x轴方向的中心线L4以及y轴方向的中心线L5呈对称形状，则也可以是其它的多边形形状。

[重锤的变形例2]

图14示出重锤的变形例2，图14的(a)是重锤的俯视图，图14的(b)是沿图14的(a)的中心线L5-L5的剖视图，图14的(c)是沿图14的(a)的中心线L4-L4的剖视图。

图14所示的重锤10d具有带状部161a与平板状部162a一体成型的构造。带状部161a具有与第一～第三实施方式中的重锤10a、10b相当的形状，并与可动电极部12的中央带部121接合。平板状部162a在俯视时呈圆形，并具有比带状部161a的面积大的面积。平板状部162a具有覆盖固定电极部111的梳齿电极110以及可动电极部12的梳齿电极120的整体或一部分的大小。

平板状部162a的x轴方向的中心线在xy面内与带状部161a的x轴方向的中心线一致。也就是说，带状部161a及平板状部162a的x轴方向的中心线成为重锤10d的x轴方向的中心线L4。并且，平板状部162a的y轴方向的中心线在xy面内与带状部161a的y轴方向的中心线一致。也就是说，带状部161a及平板状部162a的x轴方向的中心线成为重锤10d的y轴方向的轴向的中心线L5。重锤10d的y轴方向的中心线L5成为在xy面内与线L1相同的位置，该线L1是通过连接部114的突起114a并与振动方向(x轴方向)平行的直线。

在重锤10d的带状部161a形成有一对定位突起102和一个树脂存积部103。一对定位突起102的中心以及各树脂存积部103的中心配置在中心线L5上。一对定位突起102的中心配置于相对于重锤10d的x轴方向的中心线L4对称的位置。并且，树脂存积部103的形状设为相对于重锤10c的x轴方向的中心线L4及y轴方向的中心线L5线对称。

图14中示出树脂存积部103是凹部的例子。但是，树脂存积部103也可以是在厚度方向上贯通重锤10d的贯通孔。并且，树脂存积部103也能够是设置于可动电极部12而并非设置于重锤10d的方式。

[重锤的变形例3]

图15示出重锤的变形例3，图15的(a)是重锤的俯视图，图15的(b)是沿图15的(a)的中心线L5-L5的剖视图，图15的(c)是沿图15的(a)的中心线L4-L4的剖视图。

图15所示的重锤10e具有带状部161b与平板状部162b一体成型的构造。带状部161b具有与第一～第三实施方式中的重锤10a、10b相当的形状，并与可动电极部12的中央带部121接合。平板状部162b在俯视时呈矩形的框形，并具有比带状部161b的面积大的面积。平板状部162b具有覆盖固定电极部111的梳齿电极110以及可动电极部12的梳齿电极120的一部分的大小。

平板状部162b的x轴方向的中心线在xy面内与带状部161b的x轴方向的中心线一致。也就是说，带状部161b及平板状部162b的x轴方向的中心线成为重锤10e的x轴方向的中心线L4。并且，平板状部162b的y轴方向的中心线在xy面内与带状部161b的y轴方向的中心线一致。也就是说，带状部161b及平板状部162b的x轴方向的中心线成为重锤10e的y轴方向的轴向的中心线L5。重锤10e的y轴方向的中心线L5成为在xy面内与线L1相同的位置，该线L1是通过连接部114的突起114a并与振动方向(x轴方向)平行的直线。

在重锤10e的带状部161b形成有一对定位突起102和一个树脂存积部103。一对定位突起102的中心以及各树脂存积部103的中心配置在中心线L5上。一对定位突起102的中心配置于相对于重锤10e的x轴方向的中心线L4对称的位置。并且，树脂存积部103的形状设为相对于重锤10e的x轴方向的中心线L4及y轴方向的中心线L5线对称。

图15中示出树脂存积部103是凹部的例子。但是，树脂存积部103也可以是在厚度方向上贯通重锤10e的贯通孔。并且，树脂存积部103也能够是设置于可动电极部12而并非设置于重锤10d的方式。

作为上述重锤10a、10b的变形例1～3而示出的重锤10c～10e采用在带状部161、161a、161b一体地设有平板状部162、162a、162b的构造。因此，能够使重锤10c～10e的质量比重锤10a、10b大，从而能够增大振动发电元件1的发电效率。

此外，在上述的实施方式中，由SOI基板形成振动发电元件1，但也可以使用硅基板。在使用硅基板的情况下，例如，通过掺杂在从导电率较小的真性硅基板的表面离开预定厚度的区域内形成P型或N型的导电层，在导电层的下部的真性硅层形成固定部11，并在导电层形成固定电极部111、可动电极部12以及弹性支撑部13即可。

并且，在上述的振动发电元件1中，是可动电极部12在梳齿电极110、120的延伸方向(图1的x轴方向)上振动的结构，但在例如如日本专利6338071号公报所记载的振动发电元件那样在并列设置多个梳齿电极110的方向(图1的y轴方向)上振动那样的结构中，也能够应用本发明。

在上述内容中，对各种实施方式及变形例进行了说明，但本发明不限定于上述内容。也可以组合上述的各种实施方式及变形例、或者适当地施加变更，在本发明的技术思想的范围内考虑的其它方式也包括在本发明的范围内。

Claims (11)

1.一种振动发电元件，其特征在于，具备：

固定电极部，其具有多个梳齿电极；

可动电极部，其具有多个梳齿电极；

重锤，其固定于上述可动电极部；以及

树脂存积部，其设于上述重锤或上述可动电极部，并对将上述重锤固定于上述可动电极部的树脂进行收纳，

上述树脂存积部的壁面的至少一部分朝向与上述可动电极部或上述重锤接触的端部向外倾斜。

2.根据权利要求1所述的振动发电元件，其特征在于，

上述树脂存积部的中心设定在通过上述重锤的重心和上述可动电极部的重心的直线上。

3.根据权利要求1所述的振动发电元件，其特征在于，

收纳在上述树脂存积部内的上述树脂以因表面张力而在上述重锤或上述可动电极部的上表面凸起的状态收纳在上述树脂存积部内。

4.根据权利要求3所述的振动发电元件，其特征在于，

上述树脂存积部是设于上述重锤的固定于上述可动电极部的面侧的凹部。

5.根据权利要求3所述的振动发电元件，其特征在于，

上述树脂存积部是设于上述可动电极部的固定有上述重锤的面侧的凹部。

6.根据权利要求1所述的振动发电元件，其特征在于，

上述树脂存积部是在厚度方向上贯通上述重锤的贯通孔。

7.根据权利要求1～6任一项中所述的振动发电元件，其特征在于，

上述可动电极部中，在上述可动电极部的上述梳齿电极的排列方向的中心部具有沿与上述梳齿电极的排列方向正交的方向延伸的中央带部，上述重锤具有沿上述中央带部延伸的带状部，上述树脂存积部相对于上述重锤的与上述梳齿电极的排列方向正交的方向的中心设为对称。

8.根据权利要求7所述的振动发电元件，其特征在于，

上述重锤具有平板状部，该平板状部与上述带状部一体设置，并且至少覆盖上述固定电极部的上述梳齿电极以及上述可动电极部的上述梳齿电极的一部分。

9.根据权利要求1～6任一项中所述的振动发电元件，其特征在于，

上述重锤由比重比构成上述可动电极部的材料的比重大的材料形成。

10.根据权利要求7所述的振动发电元件，其特征在于，

上述重锤由比重比构成上述可动电极部的材料的比重大的材料形成。

11.根据权利要求8所述的振动发电元件，其特征在于，

上述重锤由比重比构成上述可动电极部的材料的比重大的材料形成。

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