CN113302834A - 振动发电元件 - Google Patents

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年吉洋
本间浩章
三屋裕幸
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University of Tokyo NUC
Saginomiya Seisakusho Inc
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University of Tokyo NUC
Saginomiya Seisakusho Inc
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N1/00—Electrostatic generators or motors using a solid moving electrostatic charge carrier
    • H02N1/06—Influence generators
    • H02N1/08—Influence generators with conductive charge carrier, i.e. capacitor machines

Abstract

振动发电元件具备：固定电极部及可动电极部，其形成于隔着绝缘层而设有第一层和第二层的基板的上述第二层；框体，其由隔着上述绝缘层而设置的上述第一层和上述第二层形成，且在上述第二层支撑上述固定电极部；弹性支撑部，其形成于上述第一层，且利用与上述框体的上述第一层连结的梁部来弹性地支撑上述可动电极部；以及第一导通部，其将上述可动电极部与上述弹性支撑部电连接。

Description

振动发电元件
技术领域
本发明涉及振动发电元件。
背景技术
近年来，开发了利用MEMS技术的非常小型的振动发电元件。例如，在专利文献1中，通过使形成有梳齿电极的可动电极部相对于形成有梳齿电极的固定部振动来进行发电。在专利文献1所记载的振动发电元件中，在三层构造的SOI(Silicon On Insulator：绝缘体上硅)基板的一个层上形成固定部、可动部、对可动部进行弹性支撑的支撑梁部，在可动部相对于固定部振动时，利用静电电容的变化来进行发电。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国专利第6338070号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，作为抑制振动发电元件的大型化并且实现发电量增大的方法之一，有增大振动发电元件中的固定部以及可动部的面积的比率来实现静电电容的变化的增大的方法。但是，在专利文献1所记载的振动发电元件中，需要支撑梁部的配置面积，因此支撑梁部成为阻碍固定部以及可动部的面积比率增大的主要原因。其结果，有因支撑梁部的部分而振动发电元件大型化的课题。
用于解决课题的方案
根据本发明的第一方案，是一种振动发电元件，其具备：固定电极部及可动电极部，其形成于隔着绝缘层而设有第一层和第二层的基板的上述第二层；框体，其由隔着上述绝缘层而设置的上述第一层和上述第二层形成，且在上述第二层支撑上述固定电极部；弹性支撑部，其形成于上述第一层，且利用与上述框体的上述第一层连结的梁部来弹性地支撑上述可动电极部；以及第一导通部，其将上述可动电极部与上述弹性支撑部电连接。
根据本发明的第二方案，在第一方案的振动发电元件中，优选上述第一导通部具备第一板状部件，该第一板状部件形成于与上述可动电极部连续的第二层，且以不隔着绝缘层的方式与上述弹性支撑部对置，上述第一板状部件具有：悬臂梁形状的第一变形部，其以不隔着上述绝缘层的方式与上述弹性支撑部对置；以及第一附着部，其与上述悬臂梁形状的第一变形部的前端连接，并以从上述前端向上述第一变形部的根基方向折回的方式延伸，且附着于上述弹性支撑部，上述第一变形部以及上述第一附着部形成有多个在上述第一板状部件的厚度方向上贯通的孔。
根据本发明的第三方案，在第一或第二方案的振动发电元件中，优选具备第二导通部，该第二导通部将上述框体的上述第一层与上述第二层电连接。
根据本发明的第四方案，在第三方案的振动发电元件中，优选上述第二导通部具备第二板状部件，该第二板状部件形成于上述框体的上述第二层，且以不隔着绝缘层的方式与上述框体的上述第一层对置，上述第二板状部件具有：悬臂梁形状的第二变形部，其以不隔着上述绝缘层的方式与上述框体的上述第一层对置；以及第二附着部，其与上述悬臂梁形状的第二变形部的前端连接，并以从上述前端向上述第二变形部的根基方向折回的方式延伸，且附着于上述框体的上述第一层，上述第二变形部以及上述第二附着部形成有多个在上述第二板状部件的厚度方向上贯通的孔。
根据本发明的第五方案，在第一方案至第四方案的任一方案的振动发电元件中，优选上述固定电极部具有多个固定梳齿，上述可动电极部具有多个可动梳齿，该多个可动梳齿配置为隔着间隙与上述多个固定梳齿啮合，上述弹性支撑部以能够在上述可动梳齿相对于上述固定梳齿的插入量发生变化的方向上位移的方式弹性支撑上述可动电极部。
根据本发明的第六方案，是一种振动发电元件，其具备：固定梳齿电极，其形成于隔着绝缘层层叠有第一层和第二层的基板的上述第一层；可动梳齿电极，其形成于上述第一层，且能够相对于上述固定梳齿电极移动；弹性支撑部，其形成于上述第二层，且弹性支撑上述可动梳齿电极；以及连接部，其形成于上述第一层，且将上述可动梳齿电极与上述弹性支撑部机械且电气地连接。
发明的效果
根据本发明，能够实现振动发电元件的小型化。
附图说明
图1是表示振动发电元件的一例的俯视图。
图2是表示振动发电元件的处理层和BOX层的形状的图。
图3是表示设于可动电极部的导通部的详细的图。
图4是表示设于支撑部的导通部的详细的图。
图5是表示振动发电元件的形成顺序的图。
图6是表示振动发电元件的形成顺序的图，是说明与图5的工序接续的工序的图。
图7是表示振动发电元件的形成顺序的图，是说明与图6的工序接续的工序的图。
图8是表示振动发电元件的形成顺序的图，是说明与图7的工序接续的工序的图。
图9是说明形成于导通部的贯通孔的尺寸的图。
图10是导通部的示意图。
图11是表示本实施方式的振动发电元件的比较例的图。
图12是表示收纳有振动发电元件的外壳的构造的部分剖视图。
图13是表示导通部的其它例子的图。
图14是表示本实施方式的振动发电元件的变形例的图。
具体实施方式
以下参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。图1是表示振动发电元件1的一例的俯视图。振动发电元件1使用SOI(Silicon On Insulator：绝缘体上硅)基板并利用一般的MEMS加工技术而形成。SOI基板是由Si的处理层2A、SiO2的BOX层2B以及Si的器件层2C构成的三层构造的基板。图2是表示振动发电元件1中的处理层2A和BOX层2B的形状的图。
(振动发电元件1的结构)
振动发电元件1具备：框形状的框体10；固定于框体10的四组固定电极部11；与固定电极部11成对的可动电极部12；弹性地支撑可动电极部12的弹性支撑部13；以及将可动电极部12与弹性支撑部13机械且电气地连接的导通部15。在图1中，器件层2C设于图示表面侧，四组固定电极部11以及可动电极部12形成于器件层2C，弹性支撑部13形成于背面侧的处理层2A。框体10由隔着BOX层2B设置的处理层2A和器件层2C形成。在框体10形成有两处机械且电气地连接表面侧的器件层2C和背面侧的处理层2A的导通部14。另外，在可动电极部12的中央也同样地形成有导通部15。在各固定电极部11设有电极焊盘111，在导通部14也设有电极焊盘145。
(弹性支撑部13)
如图2所示，弹性支撑部13形成于处理层2A。该弹性支撑部13具备：可动电极连结部130，其设为连结形成于器件层2C的可动电极部12；以及四组梁部131，其将可动电极连结部130弹性地支撑在形成于处理层2A的框体10。图1所示的器件层2C的导通部15经由后述的变形部151而与处理层2A的可动电极连结部130电连接。因此，SOI基板表面侧的可动电极部12经由导通部15而与SOI基板背面侧的可动电极连结部130导通。框体10形成为矩形的框形状，处理层2A的弹性支撑部13的四组梁部131与框体10的处理层2A连结。
如上所述，器件层2C的可动电极部12经由器件层2C的导通部15的变形部151而与处理层2A的可动电极连结部130连结，可动电极连结部130由梁131弹性支撑于框体10的处理层2A。
图2的影线所示的区域S0表示框体10的处理层2A与器件层2C之间的BOX层2B。区域S1表示器件层2C的固定电极部11与框体10的处理层2A之间的BOX层2B。区域S2表示器件层2C的导通部14与框体10的处理层2A之间的BOX层2B。区域S3表示器件层2C的可动电极部12与处理层2A的可动电极连结部130之间的BOX层2B。
(固定电极部11和可动电极部12)
如图1所示，四组固定电极部11分别具有在y方向上排列多个沿x方向延伸的固定梳齿110而成的梳齿列。可动电极部12具有与四组固定电极部11对应的四组可动梳齿组12A。各可动梳齿组12A构成为在y方向上排列多个沿x方向延伸的可动梳齿120而成的梳齿列。形成于固定电极部11的多个固定梳齿110和与该固定电极部11对应的可动梳齿组12A的多个可动梳齿120配置为，在静止状态(中立状态)下沿x方向具有预定的啮合长度，并隔着间隙相互啮合。
若来自外部的冲击施加于振动发电元件1，则梁部131弹性变形而可动电极部12沿图1的x方向振动。在固定梳齿110以及可动梳齿120的至少一方形成有驻极体，固定梳齿110与可动梳齿120的啮合长度因可动电极部12的振动而变化，从而进行发电。也可以在固定梳齿110以及可动梳齿120分别设有驻极体。
(导通部15)
图3是详细地示出设于可动电极部12的导通部15的图，图3(a)是俯视图，图3(b)是B1－B1剖视图。图3(c)是B2－B2剖视图。导通部15形成于器件层2C。导通部15具备框部150、变形部151、以及附着部152。变形部151的前端区域以及附着部152根据所谓的粘附现象而与形成于处理层2A的可动电极连结部130接触。框部150经由图2所示的区域S3的BOX层2B而固定于处理层2A的可动电极连结部130。变形部151的根基部分(图示左端)与框部150连接，前端(图示右端)经由连结部153而与附着部152连接。附着部152因设于器件层2C的导通部15的变形部151的挠曲变形，其底面的大致整个区域与处理层2A的可动电极连结部130接触。后述的图10示出了导通部15的外观形状。
在变形部151以及附着部152形成有多个用于蚀刻变形部151以及附着部152的下部的BOX层2B的贯通孔154。如后文所述，存在于变形部151以及附着部152与可动电极连结部130之间的BOX层2B通过蚀刻而被去除，变形部151的前端区域以及附着部152的整体因粘附现象而附着于可动电极连结部130。其结果，形成于器件层2C的可动电极部12与形成于处理层2A的可动电极连结部130通过导通部15而被导通。
(导通部14)
图4是详细地示出设于框体10的器件层2C的导通部14的图，图4(a)是俯视图，图4(b)是C－C剖视图。导通部14也具有与导通部15相同的构造的变形部141、附着部142以及连结部143，在变形部141以及附着部142形成有多个蚀刻用的贯通孔144。变形部141的根基部(图示下端)与导通部14的固定部140连接。如图4(b)所示，固定部140经由图2所示的区域S2的BOX层2B而固定于框体10的处理层2A。
存在于变形部141以及附着部142与框体10的处理层2A之间的BOX层2B通过蚀刻而被去除，变形部141的前端区域以及附着部142的整体因粘附现象而附着于框体10的处理层2A。其结果，形成于器件层2C的导通部14与框体10的处理层2A导通。如图2所示，在框体10的处理层2A连接有弹性支撑部13的梁部131。因此，导通部14经由框体10的处理层2A、弹性支撑部13以及导通部15而与可动电极部12导通。
(振动发电元件1的制造方法)
图5～8是表示利用了MEMS加工的振动发电元件1的形成顺序的一例的图。此外，在图5～图8中，示意性地示出了沿图1的单点划线L1的剖面。在图5(a)所示的工序中，在MEMS加工中所使用的SOI(Silicon On Insulator：绝缘体上硅)基板的表背两面，通过LP－CVD形成有SiN膜201以及Poly－Si膜202。就SOI基板的各层的厚度而言，例如处理层2A为500μm、BOX层2B为2μm、器件层2C为100μm。
在图5(b)所示的工序中，在SOI基板的表面侧(器件层2C侧的表面)形成抗蚀剂掩模，该抗蚀剂掩模用于保留形成电极焊盘111的区域的SiN膜201以及Poly－Si膜202，通过使用了SF6、CF4的RIE(Reactive Ion Etching：反应离子蚀刻)来蚀刻SiN膜201以及Poly－Si膜202。其结果，在器件层2C的表面形成SiN膜201以及Poly－Si膜202的图案。
在图5(c)所示的工序中，在基板的表背两面形成Al蒸镀膜203之后，形成用于蚀刻Al蒸镀膜203的抗蚀剂掩模(未图示)，使用该抗蚀剂掩模来形成用于蚀刻处理层2A以及器件层2C的Al掩模图案P1～P6。图案P1是设有固定电极部11的电极焊盘111的部分的图案，图案P2是与固定电极部11相关的固定梳齿110的图案，图案P3是与导通部15相关的图案，图案P4是与导通部14相关的图案。另外，背面侧的图案P5是与可动电极连结部130相关的图案，图案P6是与框体10相关的图案。
在图6(a)所示的工序中，使用基板表面侧的Al掩模图案P1～P4，并利用DeeP－RIE来蚀刻器件层2C。
在图6(b)所示的工序中，在基板表面侧形成保护用的铝蒸镀膜204以及抗蚀剂膜205，使用Al掩模图案P5、P6来蚀刻背面侧的SiN膜201以及Poly－Si膜202。
在图6(c)所示的工序中，使用基于形成在处理层2A上的SiN膜201、Poly－Si膜202以及Al蒸镀膜203的掩模图案，并利用DeeP－RIE来蚀刻处理层2A。
在图7(a)所示的工序中，通过SPM(Sulfuric acid Peroxide Mixture，硫酸过氧化物混合物)清洗，去除基板上的抗蚀剂膜205以及Al蒸镀膜203、204。并且，通过使用了SF6的RIE，来去除基板表面以及背面的Poly－Si膜202。此外，Poly－Si膜202的去除也可以在后述的BOX层2B的蚀刻之后进行。
在图7(b)所示的工序中，通过使用了BHF(缓冲氢氟酸)的湿蚀刻，去除露出的BOX层2B(SiO2)。利用BHF从由DeeP－RIE形成的处理层2A以及器件层2C的贯通孔蚀刻BOX层2B，从而固定梳齿110彼此分离。虽然图7(b)中未示出，但可动梳齿120彼此同样分离。另外，如图4所示，存在于导通部14的变形部141以及附着部142的下侧的BOX层2B利用BHF去除，变形部141的前端区域以及附着部142的整体附着于与下侧对置的处理层2A。虽然图7(b)中未示出，但如图3所示，存在于导通部15的变形部151以及附着部152的下侧的BOX层2B利用BHF去除，变形部151的前端区域以及附着部152的整体也附着于与下侧对置的处理层2A。
在图7(c)所示的工序中，为了形成驻极体膜，而在Si层的表面形成含有钾离子的SiO2膜206。
在图8(a)所示的工序中，通过使用了CF4气体的RIE，来去除基板背面的SiN膜201。并且，在图8(b)所示的工序中，在去除基板表面的SiN膜201后的区域形成金属膜(例如、铝)从而形成电极焊盘111。
根据上述的加工顺序，形成有未形成驻极体的振动发电元件1的MEMS加工体。然后，利用众所周知的驻极体形成方法(例如，参照日本国专利第5627130号公报等)，在固定梳齿110以及/或者可动梳齿120形成驻极体。
图9是说明形成于导通部15的变形部151以及附着部152的贯通孔154的尺寸的图。此外，对于形成于导通部14的变形部141以及附着部142的贯通孔144也相同，从而省略其说明。图9(a)是表示导通部15的一部分的俯视图，表示利用了图7(a)所示的BHF进行BOX层2B的蚀刻前的阶段的状况。
在图9(a)的俯视图中露出的部分的BOX层2B、以及介于图9(b)所示的附着部152与由处理层2A形成的可动电极连结部130之间的BOX层2B如图7(b)所示那样通过利用了BHF的蚀刻来去除。由于利用了浸入到贯通孔154以及槽孔155的蚀刻液的BOX层2B的蚀刻各向同性地进行，因此如图9(c)所示，露出的部分的BOX层2B的厚度减小，并且处于由符号R1所示的框部150的下部的BOX层2B以及处于由符号R2所示的附着部152的下部的BOX层2B也在图示左右方向上被蚀刻。
并且，如图9(d)所示，在露出的部分的BOX层2B的厚度成为零的蚀刻结束时，附着部152的下部的BOX层2B被完全去除。同样，形成有贯通孔154的变形部151的下部的BOX层2B也被去除，变形部151成为悬臂梁形状。图10是BOX层2B去除后的导通部15的示意图。设于附着部152的两侧的一对的变形部151构成从框部150延伸的悬臂梁，附着部152经由连结部153而与各变形部151的前端连接。附着部152以从变形部151的前端向框部150方向折回的方式延伸。
图9(d)的蚀刻处理的结果如图10所示，变形部151向可动电极连结部130的方向变形，变形部151的前端部分以及与前端部分连接的附着部152因粘附现象而紧固于可动电极连结部130的上表面。由此，形成于处理层2A的可动电极连结部130与形成于器件层2C的导通部15机械地且电气地连接而导通。如图2所示，可动电极连结部130经由梁部131而弹性支撑于框体10的处理层2A，而且，导通部15与可动电极部12连接，因此可动电极部12经由导通部15而与框体10的处理层2A导通。
贯通孔154彼此的间隔按照以下的观点来决定。如图9(d)所示，露出的BOX层2B通过纵向蚀刻而被去除时，优选大概同时，以存在于变形部151和附着部152之下的BOX层2B通过利用了从贯通孔154浸入的蚀刻液的侧方蚀刻而被去除的方式，来决定贯通孔154彼此的间隔t1。当然，也可以在露出的BOX层2B通过纵向蚀刻而被去除以前、以相邻的贯通孔154的BOX层2B侧连通的方式决定间隔t1。即，在将BOX层2B的厚度设为t2的情况下，设定为t1≤2×t2即可。
关于设于框体10的导通部14(参照图4)也具有与导通部15相同的构造，如图4所示，悬臂梁形状的变形部141的前端部分和附着部142紧固于框体10的处理层2A。其结果，形成有电极焊盘145的器件层2C与框体10的处理层2A导通。因而，能够从图1所示的导通部14的电极焊盘145和固定电极部11的电极焊盘111输出发电电力。
与图11的比较例进行比较并说明实施方式的振动发电元件1的作用效果。
(比较例)
图11是表示本实施方式的振动发电元件1的比较例的图。在图11所示的振动发电元件300中，四组弹性支撑部13与可动电极部12一起形成于器件层2C这一点与图1的振动发电元件1不同。在图11的振动发电元件中，对可动电极部12进行弹性支撑的弹性支撑部13与形成于器件层2C的固定部30连结。固定部30经由BOX层2B而固定在形成于处理层2A的框体10上。可动电极部12经由形成于器件层2C的弹性支撑部13以及固定部30而与电极焊盘145导通。
这样，在图11所示的比较例中，由于弹性支撑部13与可动电极部12一起形成于器件层2C，因此需要与梳齿区域独立地、以与梳齿区域相邻的方式配置弹性支撑部13的区域E。该区域E的存在阻碍振动发电元件的俯视观察时的形状的小型化。
(1)本实施方式的振动发电元件1具备：固定电极部11及可动电极部12，其由隔着作为绝缘层的BOX层2B而设有处理层2A和器件层2C的基板的器件层2C形成；框体10，其由隔着BOX层2B而设置的处理层2A和器件层2C形成且在器件层2C支撑固定电极部11；弹性支撑部13，其形成于处理层2A，利用与框体10的处理层2A连结的梁部131来弹性地支撑可动电极部12；以及导通部15，其将可动电极部12与弹性支撑部13电连接。
如图1所示，本实施方式的振动发电元件1在处理层2A形成有弹性支撑部13，在器件层2C形成有可动梳齿120及固定梳齿110，沿基板厚度方向而上下重叠地配置振动发电元件1的主要构成部件。其结果，能够将俯视图中的振动发电元件的面积抑制为大致可动梳齿120以及固定梳齿110的形成区域与框体10的区域的合计面积程度。反之，在比较例的结构的情况下，比本实施方式大型化相当于配置弹性支撑部的区域E。这样，本实施方式的振动发电元件1能够使振动发电元件1的设置面积比以往更小。换言之，能够抑制为与比较例的振动发电元件300相同程度的元件面积，并且实现发电量的增大。
然而，在图11的比较例中，由于可动电极部12、弹性支撑部13以及固定部30由连续的器件层2C形成，因此利用设于框体10上的固定部30的电极焊盘145以及固定电极部11的电极焊盘111，能够容易地输出发电电力。
另一方面，在本实施方式的振动发电元件1中，不存在如图11的固定部30那样与可动电极部12连续而且不动作的部位。因此，通过具备将可动电极部12与弹性支撑部13电连接的导通部15，从而框体10的处理层2A经由弹性支撑部13以及导通部15而与可动电极部12电连接。其结果，通过在框体10的处理层2A连接输出端子从而能够容易地输出发电电力。换言之，能够将输出端子设置于基板背面侧。
(2)如图3所示，作为导通部15的结构，也可以做成具备板状部件(变形部151和附着部152)的结构，该板状部件形成于与可动电极部12连续的器件层2C，不隔着BOX层2B地与形成于处理层2A的可动电极连结部130对置。在板状部件设有：悬臂梁形状的变形部151，其不隔着BOX层2B地与处理层2A对置；以及附着部152，其与变形部151的前端连接，以从该前端向变形部151的根基方向(x轴的负方向)折回的方式延伸，且附着于可动电极连结部130的处理层2A。在变形部151以及附着部152形成有多个贯通孔154，该贯通孔154用于去除介于通过利用了BHF的蚀刻而构成变形部151以及附着部152的器件层2C与可动电极连结部130的处理层2A之间的BOX层2B。导通部14也如图4所示那样成为与导通部15相同的结构。
在导通部15中，悬臂梁形状的变形部151仅在靠近前端的区域与处理层2A接触，因此仅通过变形部151无法获得充分的导通状态。因此，在导通部15中，通过设置与悬臂梁形状的变形部151的前端连结的折回构造的附着部152，从而可确保充分的接触面积。
(3)并且，通过具备将框体10的处理层2A与器件层2C电连接的导通部14，从而能够将与可动电极部12电连接的电极焊盘145配置在框体10的器件层侧。其结果，能够将作为输出端子的电极焊盘111、145这双方配置在基板表面侧(器件层侧)。向电极焊盘111、145的接近变得容易。
此外，在未设置导通部14的情况下，例如，如图12所示，也可以做成如下结构：在收纳有振动发电元件1的外壳40的元件载置部形成电极焊盘400，并在该电极焊盘400装配振动发电元件1的框体10的处理层2A。其结果，通过在电极焊盘400连接输出发电电力的配线，从而能够容易地进行发电电力的输出。
此外，作为导通部14、15，并不限于图3、4所示那样的结构，也可以是图13所示那样的结构。在图13(a)所示的结构中，形成到达处理层2A的贯通孔52，并在包含该贯通孔52的区域蒸镀金属蒸镀膜50。利用该金属蒸镀膜50将处理层2A与器件层2C电连接。另外，在图13(b)所示的结构中，通过在包含贯通孔52的区域配置导电胶51，从而将处理层2A与器件层2C电连接。
在上述的实施方式的图1所示的结构中，在框体10，以隔着间隙包围导通部14的周围的方式形成有器件层2C。但是，该部分的器件层2C不一定是必须的，也可以做成图14所示的振动发电元件100那样的框体10A。此外，在图14所示的变形例中，在由处理层2A形成的部分、即框体10A的处理层2A以及弹性支撑部13的梁部131实施了影线。
梁部131与框体10A的处理层2A连结，在框体10A上的器件层2C支撑有固定电极11。另外，导通部14形成于框体10A的器件层2C，导通部14的变形部141以及附着部142将框体10A的处理层2A与形成有电极焊盘145的器件层2C电连接。在图14所示那样的结构中，也能够起到与上述的图1的振动发电元件1相同的作用效果。
在以上的实施方式中，作为设置四组固定电极部11和可动电极部12而成的振动发电元件1进行了说明。但是，本发明并不限定于实施方式的振动发电元件的梳齿构造。在具有一组固定电极部和可动电极部的梳齿电极构造中也能够应用本发明。
另外，将在固定梳齿以及/或者可动梳齿形成有驻极体膜的振动发电元件作为一例进行了说明，但只要是能够输出所需的发电量的元件，则驻极体膜并非必须的结构。
在上述的实施方式中，以如下结构的振动发电元件1为例进行了说明，即，具备具有多个固定梳齿110的固定电极部11、以及具有以隔着间隙而与多个固定梳齿110啮合的方式配置的多个可动梳齿120的可动电极部12，且以能够在梳齿插入量变化的方向上位移的方式对可动电极部12进行弹性支撑，但本发明并不限定于这样构成的振动发电元件1。在以下振动发电元件中也能够应用本发明，例如，如日本国专利第6338070号公报所记载的振动发电元件那样，固定梳齿110与可动梳齿120以梳齿前端面对置的方式配置，且以可动梳齿120相对于固定梳齿110横向偏移的方式振动。
在上述说明中，对各种实施方式以及变形例进行了说明，但本发明并不限定于这些内容。在本发明的技术的思想的范围内考虑到的其它方式、例如应用于MEMS传感器的情况也包含在本发明的范围内。
以下的优先权基础申请以及专利公报的公开内容作为引用文而录入于此。
日本国特愿2019－008337号(2019年1月22日申请)
日本国专利第5627130号公报
日本国专利第6338070号公报
符号的说明
1、100—振动发电元件，2A—处理层，2B—BOX层，2C—器件层，10、10A—框体，11—固定电极部，12—可动电极部，13—弹性支撑部，14、15—导通部，130—可动电极连结部，131—梁部，141、151—变形部，142、152—附着部，144、154—贯通孔。

Claims (6)

1.一种振动发电元件，其特征在于，具备：
固定电极部及可动电极部，其形成于隔着绝缘层而设有第一层和第二层的基板的上述第二层；
框体，其由隔着上述绝缘层而设置的上述第一层和上述第二层形成，且在上述第二层支撑上述固定电极部；
弹性支撑部，其形成于上述第一层，且利用与上述框体的上述第一层连结的梁部来弹性地支撑上述可动电极部；以及
第一导通部，其将上述可动电极部与上述弹性支撑部电连接。
2.根据权利要求1所述的振动发电元件，其特征在于，
上述第一导通部具备第一板状部件，该第一板状部件形成于与上述可动电极部连续的第二层，且以不隔着绝缘层的方式与上述弹性支撑部对置，
上述第一板状部件具有：
悬臂梁形状的第一变形部，其以不隔着上述绝缘层的方式与上述弹性支撑部对置；以及
第一附着部，其与上述悬臂梁形状的第一变形部的前端连接，并以从上述前端向上述第一变形部的根基方向折回的方式延伸，且附着于上述弹性支撑部，
上述第一变形部以及上述第一附着部形成有多个在上述第一板状部件的厚度方向上贯通的孔。
3.根据权利要求1或2所述的振动发电元件，其特征在于，
具备第二导通部，该第二导通部将上述框体的上述第一层与上述第二层电连接。
4.根据权利要求3所述的振动发电元件，其特征在于，
上述第二导通部具备第二板状部件，该第二板状部件形成于上述框体的上述第二层，且以不隔着绝缘层的方式与上述框体的上述第一层对置，
上述第二板状部件具有：
悬臂梁形状的第二变形部，其以不隔着上述绝缘层的方式与上述框体的上述第一层对置；以及
第二附着部，其与上述悬臂梁形状的第二变形部的前端连接，并以从上述前端向上述第二变形部的根基方向折回的方式延伸，且附着于上述框体的上述第一层，
上述第二变形部以及上述第二附着部形成有多个在上述第二板状部件的厚度方向上贯通的孔。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的振动发电元件，其特征在于，
上述固定电极部具有多个固定梳齿，
上述可动电极部具有多个可动梳齿，该多个可动梳齿配置为隔着间隙与上述多个固定梳齿啮合，
上述弹性支撑部以能够在上述可动梳齿相对于上述固定梳齿的插入量发生变化的方向上位移的方式弹性支撑上述可动电极部。
6.一种振动发电元件，其特征在于，具备：
固定梳齿电极，其形成于隔着绝缘层层叠有第一层和第二层的基板的上述第一层；
可动梳齿电极，其形成于上述第一层，且能够相对于上述固定梳齿电极移动；
弹性支撑部，其形成于上述第二层，且弹性支撑上述可动梳齿电极；以及
连接部，其形成于上述第一层，且将上述可动梳齿电极与上述弹性支撑部机械且电气地连接。
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