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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung richtet sich auf einen kapazitiven elektrostatischen
Beschleunigungssensor, die Verwendung des kapazitiven elektrostatischen
Beschleunigungssensors in einem Winkelbeschleunigungssensor und
die Verwendung des kapazitiven elektrostatischen Beschleunigungssensors
in einem elektrostatischen Auslöser,
wobei kapazitiven elektrostatischen Beschleunigungssensor durch Halbleiter-Mikroautomation
hergestellt wird.
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Die 12 bis 15 zeigen einen Aufbau eines kapazitiven
elektrostatischen Beschleunigungssensors 300 aus dem Stand
der Technik. Insbesondere ist 12 eine
Draufsicht des kapazitiven elektrostatischen Beschleunigungssensors 300, 13 ist eine perspektivische
Ansicht des kapazitiven elektrostatischen Beschleunigungssensors 300, 14 ist eine Querschnittsansicht
an einer Schnittebenenlinie C-C von 12,
und 15 ist eine Querschnittsansicht
an einer Schnittebenenlinie D-D von 12.
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Der
kapazitive elektrostatische Beschleunigungssensor 300 erfasst
Beschleunigung auf der Grundlage einer Veränderung in der Kapazitanz zwischen
einer beweglichen Elektrode 307 und einer festen Elektrode 304.
Die feste Elektrode 304 besteht aus einem Trägerteil 304b,
das auf einem Substrat 301 wie beispielsweise einem Siliziumsubstrat
ausgebildet ist, und einer Vielzahl an kammartigen Elektroden 304a,
die vom Trägerteil 304b vorspringen. Die
bewegliche Elektrode 307 besteht aus einem Steg 307b und
einer Vielzahl an kammartigen Elektroden 307a, die von
dem Steg 307b vorspringen und abwechselnd zwischen jeder
der kammartigen Elektroden 304a der festen Elektrode 304 angeordnet sind.
Die bewegliche Elektrode 307 wird durch einen Balken 303 in
Abstand vom Substrat 301 gehalten, der mit dem auf dem
Substrat 301 ausgebildeten Trägerteil 302 verbunden
ist.
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Wenn
der kapazitive elektrostatische Beschleunigungssensor 300 in
einer Richtung, wie der Richtung Y von 12, durch Beschleunigung beaufschlagt
wird, wird der Balken 303 elastisch verformt, um die bewegliche
Elektrode 307 zu bewegen. Dadurch wird ein Abstand zwischen
der kammartigen Elektrode 307 a und der kammartigen
Elektrode 304a verändert,
um die Kapazität
zwischen der festen Elektrode 304 und der beweglichen Elektrode 307 zu verändern.
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Folglich
kann die Beschleunigung quantitativ erfaßt werden, indem diese Veränderung
in der Kapazität
von außen überwacht
wird.
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Die
Breite des Balkens 303 (die Länge in einer Richtung X von 12) ist so ausgelegt, dass
sie grösser
ist als die Breiten des Trägerteils 302 und
des Stegs 307b der beweglichen Elektrode 307,
damit die Steifigkeit des Balkens 303 herabgesetzt wird.
Hier ist die Steifigkeit des Balkens 303 in Abhängigkeit von
der Konfiguration des Balkens 303 festgelegt. Die Biegsamkeit
des Balkens 303 steigt mit der Senkung seiner Steifigkeit,
um dadurch die Sensitivität der
beweglichen Elektrode 307 für Beschleunigung zu erhöhen.
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Ferner
ist eine Diagnostikelektrode 308 auf dem Substrat 301 ausgebildet,
um beispielsweise Ausfall und Fehlfunktion zu diagnostizieren. Wenn
an die Diagnostikelektrode 308 eine Spannung angelegt wird,
wird eine auf die kammartigen Elektrode 307a der beweglichen
Elektrode 307 wirkende elektrostatische Kraft erzeugt.
Dann wird die bewegliche Elektrode 307 bei der Aufnahme
der elektrostatischen Kraft verschoben, um zu diagnostizieren, ob
die bewegliche Elektrode 307 normal funktioniert oder nicht.
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Jede
dieser Elektroden ist unter Verwendung der Halbleiter-Automation
durch die Verarbeitung eines auf dem Substrat 301 aufgebrachten
leitenden Materials wie beispielsweise Polysilizium oder Einkristallsilizium
ausgebildet.
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Bei
dem oben beschriebenen kapazitiven elektrostatischen Beschleunigungssensor 300 kann das
Problem darin bestehen, dass wenn die kammartige Elektrode 307a der
beweglichen Elektrode 307 und die kammartige Elektrode 304a der
festen Elektrode 304 durch eine übermässige Beschleunigung beaufschlagt
werden, sie miteinander kollidieren und beide Elektroden beschädigt werden.
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Ein
solches Problem kann auch bei einem kapazitiven Winkelbeschleunigungssensor
und einem elektrostatischen Auslöser
auftreten.
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Aus
der
DE 40 22 464 A1 ist
beispielsweise ein aus einem Siliziumträger hergestellter Beschleunigungssensor-
bekannt. Aus dem Siliziumträger sind
zumindest ein feststehender Rahmen und mindestens eine in dem Rahmen
befestigte, auslenkbare seismische Masse herausstrukturiert. Ferner
sind Mittel zur Erfassung von Auslenkungen in der Trägerebene
der seismischen Masse vorhanden. Dabei ist vorgesehen, daß die seismische
Masse über
zwei symmetrisch angeordnete, in der Trägerebene verbiegbare Stege
mit dem Rahmen verbunden ist. Die Auslenkung der seismischen Masse
in der Trägerebene
wird somit an zwei gegenüberliegenden
Seiten der seismischen Masse piezoresistiv oder kapazitiv erfasst.
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Aus
der
DE 198 32 906
C1 ist ferner ein kapazitiver Drehratensensor bekannt,
der aus einer federnd gelagerten, spiegelsymmetrisch ausgebildeten seismischen
Masse, an der kammartig Elektroden befestigt sind, und aus zwei
Gruppen von spiegelsymmetrisch angeordneten kammartigen Gegenelektroden
besteht. Um zu erreichen, daß der
Drehratensensor eine möglichst
gute Temperaturkompensation aufweist, ist vorgesehen, daß jeweils
an einem Träger
Gegenelektroden befestigt sind und zwischen die an der seismischen
Masse befestigten Elektroden eingreifen, wobei der Träger der
Gegenelektroden allein im Bereich der der Symmetrieachse am nächsten liegenden
Punkte auf einem Keramikträger befestigt
ist.
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Des
weiteren ist aus der Druckschrift
DE 197 04 359 A1 ein Halbleitersensor zum
Messen einer physikalischen Größe sowie
ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Sensors bekannt. Dabei
ist vorgesehen, daß der
Halbleitersensor ein Substrat und eine Trägerstruktur beinhaltet, die
bewegliche Elektroden aufweist und mit einem gegebenen Abstand von
einer oberen Oberfläche
des Substrats beabstandet ist. Ferner sind erste feste Elektroden
und zweite feste Elektroden fest auf der oberen Oberfläche des
Substrats vorgesehen. Jede erste feste Elektrode liegt einer Seite
einer entsprechenden beweglichen, kammartig ausgebildeten Elektrode
gegenüber,
während
jede zweite feste Elektrode der anderen Seite der entsprechenden
beweglichen Elektrode gegenüberliegt.
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Bei
diesem aus dem Stand der Technik bekannten Beschleunigungssensor
besteht allerdings das Problem darin, daß bei einer übermäßigen Beschleunigung
die kammartig ausgebildete Elektrode der beweglichen Elektrode und
die kammartig ausgebildete Elektrode der gegenüberstehenden festen Elektrode
miteinander kollidieren und dadurch beide Elektroden beschädigt werden.
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In
Anbetracht der bei den aus dem Stand der Technik bekannten und zuvor
diskutierten Beschleunigungssensoren liegt der vorliegenden Erfindung nun
die Aufgabe zugrunde, einen kapazitiven elektrostatischen Beschleunigungssensor
dahingehend weiterzubilden, daß selbst
bei einer übermäßigen Beschleunigung
die gegenüberliegenden
Elektroden nicht miteinander kollidieren können, um etwaige Beschädigungen
dieser zu vermeiden.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen
kapazitiven elektrostatischen Beschleunigungssensor gelöst, der
folgendes aufweist: ein Substrat; ein erstes auf dem Substrat ausgebildetes
Trägerteil;
eine erste bewegliche Elektrode, die durch das erste Trägerteil
vom Substrat beabstandet gehalten ist, um als Reaktion auf eine
ausgeübte
physikalische Größe verschiebbar
zu sein; ein zweites auf dem Substrat ausgebildetes Trägerteil;
und eine zweite bewegliche Elektrode, die durch das zweite Trägerteil
vom Substrat beabstandet gehalten ist, um als Reaktion auf eine
ausgeübte
physikalische Größe verschiebbar
zu sein, und die mindestens einem Abschnitt der ersten beweglichen
Elektrode gegenüberliegt,
wobei die Beträge
der Bewegung der ersten und zweiten beweglichen Elektroden während der Beaufschlagung
durch Beschleunigung unterschiedlich sind.
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Vorteilhafte
Weiterentwicklungen des Beschleunigungssensors und vorteilhafte
Verwendungen des Beschleunigungssensors in einem Winkelbeschleunigungssensor,
um Winkelbeschleunigung durch die Veränderung von Kapazität zwischen
den beiden beweglichen Elektroden zu erfassen, sowie in einem elektrostatischen
Auslöser
sind in den Unteransprüchen
ausgeführt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Ein
erster Aspekt der vorliegenden Erfindung richtet sich auf einen
kapazitiven elektrostatischen Beschleunigungssensor mit: einem Substrat,
einem ersten, auf dem Substrat ausgebildeten Trägerteil; einer ersten beweglichen
Elektrode, die durch das erste Trägerteil vom Substrat beabstandet
gehalten wird; einem zweiten auf dem Substrat ausgebildeten Trägerteil;
und einer zweiten beweglichen Elektrode, die durch das zweite Trägerteil
vom Substrat beabstandet gehalten ist, bei dem die Beträge an Bewegung
der ersten und der zweiten beweglichen Elektrode während der
Beaufschlagung durch Beschleunigung unterschiedlich sind.
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Nach
einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst der kapazitive
elektrostatische Beschleunigungssensor nach der ersten Ausführungsform
ferner eine Diagnostikelektrode, bei dem ein Abstand zwischen der
Diagnostikelektrode und mindestens einer der ersten und zweiten
beweglichen Elektroden grösser
ist als ein Abstand zwischen der ersten beweglichen Elektrode und
der zweiten beweglichen Elektrode.
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Nach
einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfassen bei dem
kapazitiven elektrotischen Beschleunigungssesor nach der ersten
Ausführungsform
die zweite bewegliche Elektrode und das zweite Trägerteil
eine Vielzahl von diesen.
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Nach
einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfassen bei dem
kapazitiven elektrostatischen Beschleunigungssensor nach der dritten
Ausführungsform
die erste bewegliche Elektrode und das erste Trägerteil auch eine Vielzahl
von diesem.
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Ein
fünfter
Aspekt der vorliegenden Erfindung richtet sich auf einen kapazitiven
elektrostatischen Beschleunigungssensor mit: einem Substrat; einem
auf dem Substrat ausgebildeten Trägerteil; eines beweglichen
Elektrode, die durch das Trägerteil vom
Substrat beabstandet gehalten ist; und einer dem auf Substrat ausgebildeten
festen Elektrode bei dem eine der festen Elektroden und ein Paar
der beweglichen Elektroden und das Trägerteil eine Vielzahl von diesen
umfasst.
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Nach
einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst bei dem
kapazitiven elektrostatischen Beschleunigungssensor nach der fünften Ausführungsform
eine weitere der festen Elektroden und das Paar der beweglichen Elektroden
und das Trägerteil
ebenfalls eine Vielzahl von diesen.
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Ein
siebter Aspekt der vorliegenden Erfindung richtet sich auf einen
kapazitiven elektrostatischen Winkelbeschleunigungssensor mit: einem Substrat,
einem auf dem Substrat ausgebildeten ersten Trägerteil; einer ersten beweglichen
Elektrode, die durch das erste Trägerteil vom Substrat beabstandet
gehalten ist; einem zweiten auf dem Substrat ausgebildeten Trägerteil;
und einer zweiten beweglichen Elektrode, die durch das zweite Trägerteil
vom Substrat beabstandet gehalten ist, bei dem die Beträge der Bewegung
der ersten und zweiten beweglichen Elektrode während der Beaufschlagung durch Winkelbeschleunigung
unterschiedlich sind, und bei dem mindestens eine der ersten oder
zweiten beweglichen Elektroden angesteuert wird, indem eine Potentialdifferenz
zwischen der ersten beweglichen Elektrode und der zweiten beweglichen
Elektrode angelegt wird.
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Ein
achter Aspekt der vorliegenden Erfindung richtet sich auf einen
elektrostatischen Auslöser mit:
einem Substrat; einem auf dem Substrat ausgebildeten ersten Trägerteil;
einer ersten beweglichen Elektrode; die durch das erste Trägerteil
vom Substrat beabstandet gehalten ist; einem auf dem Substrat ausgebildeten
zweiten Trägerteil;
und einer zweiten beweglichen Elektrode, die durch das zweite Trägerteil
vom Substrat beabstandet gehalten ist, bei dem mindestens eine der
ersten und zweiten beweglichen Elektroden angesteuert wird, indem
eine Potentialdifferenz zwischen der ersten beweglichen Elektrode und
der zweiten beweglichen Elektrode angelegt wird.
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Nach
dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die ersten und
zweiten beweglichen Elektroden beweglich vorgesehen, und die Beträge der Bewegung
beider beweglichen Elektroden sind während der Beaufschlagung durch
Beschleunigung unterschiedlich. Ähnlich
einem kapazitiven elektrostatischen Beschleunigungssensor mit einer
festen Elektrode und einer beweglichen Elektrode aus dem Stand der
Technik kann deshalb die Beschleunigung durch die Änderung
in der Kapazität
zwischen der ersten beweglichen Elektrode und der zweiten beweglichen
Elektrode erfasst werden. Da sowohl die ersten als auch die zweiten
Elektroden beweglich ausgelegt sind, ist es ferner unwahrscheinlich,
dass die ersten und zweiten beweglichen Elektroden miteinander kollidieren,
selbst wenn eine übermässige Beaufschlagung
durch Beschleunigung stattfindet. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein
Schaden an den ersten und zweiten beweglichen Elektroden auftritt, ist
daher gering.
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Da
nach dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Abstand zwischen
der Diagnostikelektrode und mindestens einer der ersten oder zweiten
beweglichen Elektroden grösser
ist als ein Abstand zwischen der ersten beweglichen Elektrode und
der zweiten bewegliche Elektrode, ist es unwahrscheinlich, dass
die ersten und zweiten beweglichen Elektroden und die Diagnostikelektrode
miteinander kollidieren, wenn eine übermässige Beaufschlagung durch
Beschleunigung stattfindet. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Schaden
an den ersten und zweiten beweglichen Elektroden und der Diagnostikelektrode auftritt,
ist daher gering.
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Nach
dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung, umfasst die zweite
bewegliche Elektrode und das zweite Trägerteil eine Vielzahl an Paaren. Selbst
wenn deshalb ein Problem wie ein Kurzschluss zwischen einer aus
der Vielzahl an zweiten beweglichen Elektroden und der ersten beweglichen Elektrode
auftritt, kann die Beschleunigung durch Erfassen der Änderung
in der Kapazität
zwischen einer anderen zweiten beweglichen Elektrode und der ersten
beweglichen Elektrode erfasst werden. Aus diesem Grunde kann eine
hohe Zuverlässigkeit
gegen Fehlfunktion realisiert werden.
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Nach
dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfassen die erste
bewegliche Elektrode und das erste Trägerteil ebenfalls eine Vielzahl
an Paaren. Deshalb kann ein Problem wie beispielsweise ein Nicht-Verschieben
der ersten beweglichen Elektrode verhindert werden, das bei dem
Aufbau auftreten kann, bei dem nur die zweite bewegliche Elektrode
bzw. das zweite Trägerteil
eine Vielzahl an Paaren umfasst. Aus diesem Grunde kann eine höhere Zuverlässigkeit
realisiert werden.
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Nach
dem fünften
Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die bewegliche Elektrode
bzw. das Trägerteil
eine Vielzahl an Paaren, oder die feste Elektrode umfasst eine Vielzahl.
Selbst wenn also ein Problem wie beispielsweise ein Kurzschluss
zwischen einer von einer Vielzahl an Elektroden und dem anderen
Elektrodentyp auftritt, kann die Beschleunigung durch Erfassen der Änderung
in der Kapazität
zwischen einer anderen von einer Vielzahl an Elektroden und dem
anderen Elektrodentyp erfasst werden. Aus diesem Grunde kann eine
hohe Zuverlässigkeit
gegen Fehlfunktion realisiert werden.
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Nach
dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfassen die bewegliche
Elektrode bzw. das Trägerteil
eine Vielzahl an Paaren, und die feste Elektrode umfasst eine Vielzahl.
Selbst wenn also in einem Paar der festen Elektroden und der beweglichen
Elektroden eine Abweichung von der Normalität auftritt, wie beispielsweise
eine Unterbrechung von aus einem Paar heraus geführten Signalleitungen, können, um
die Beschleunigung in den übrigen
Paaren ermitteln zu können,
die Signale von einem anderen Paar erfasst werden. Aus diesem Grunde
kann eine höhere
Zuverlässigkeit
gegen Fehlfunktion realisiert werden.
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Nach
dem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann selbst bei einer übermässigen Beaufschlagung
durch Winkelbeschleunigung der kapazitive elektrostatische Winkelbeschleunigungssensor mit
einer niedrigen Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der ersten und zweiten
beweglichen Elektroden erhalten werden.
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Nach
dem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann selbst bei einer übermässigen Beaufschlagung
durch Winkelbeschleunigung der elektrostatische Auslöser mit
einer niedrigen Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der ersten und zweiten beweglichen
Elektroden erhalten werden.
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Diese
und andere Merkmale, Ausführungsformen
und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden
genauen Beschreibung der vorliegenden Erfindung zusammen mit den
dazugehörigen
Zeichnungen deutlicher.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Draufsicht eines kapazitiven elektrostatischen Beschleunigungssensors
nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
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2 ist
eine perspektivische Ansicht des kapazitiven elektrostatischen Beschleunigungssensors
nach der ersten bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
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3 und 4 sind
Querschnittsansichten des kapazitiven elektrostatischen Beschleunigungssensors
nach der ersten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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5 ist
eine Draufsicht eines kapazitiven elektrostatischen Beschleunigungssensors
nach einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
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6 ist
eine Draufsicht einer Abwandlung des kapazitiven elektrostatischen
Beschleunigungssensors nach der zweiten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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7 ist
eine Draufsicht eines kapazitiven elektrostatischen Beschleunigungssensors
nach einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
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8 ist
eine Draufsicht einer Abwandlung des kapazitiven elektrostatischen
Beschleunigungssensors nach der dritten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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9 ist
eine Draufsicht eines kapazitiven elektrostatischen Beschleunigungssensors
nach einer vierten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
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10 ist
eine Draufsicht eines kapazitiven elektrostatischen Beschleunigungssensors
nach einer fünften
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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11 ist
eine Draufsicht eines kapazitiven elektrostatischen Winkelbeschleunigungssensors nach
einer sechsten bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
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12 ist
eine Draufsicht eines kapazitiven elektrostatischen Beschleunigungssensors
aus dem Stand der Technik;
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13 ist
eine perspektivische Ansicht des kapazitiven elektrostatischen Beschleunigungssensors
aus dem Stand der Technik;
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14 und 15 sind
Querschnittsansichten des kapazitiven elektrostatischen Beschleunigungssensors
aus dem Stand der Technik.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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<Erste bevorzugte Ausführungsform>
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Durch
das Bereitstellen einer beweglichen Elektrode anstelle einer festen
Elektrode aus dem Stande der Technik, wird in der ersten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ein kapazitiver elektrostatischer Beschleunigungssensor mit
einer geringen Wahrscheinlichkeit der Beschädigung einer Elektrode selbst,
wenn eine übermässige Beaufschlagung
durch Beschleunigung stattfindet, bereit gestellt.
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Die 1 bis 4 zeigen
einen Aufbau eines kapazitiven elektrostatischen Beschleunigungssensors 100 nach
der ersten bevorzugten Ausführungsform.
Insbesondere ist 1 eine Draufsicht des kapazitiven
elektrostatischen Beschleunigungssensors 100, 2 ist
eine perspektivische Ansicht des kapazitiven elektrostatischen Beschleunigungssensors 100, 3 ist
eine Querschnittsansicht an einer Schnittebenenlinie A-A von 1,
und 4 ist eine Querschnittsansicht an einer Schnittebenenlinie
B-B von 1.
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Der
kapazitive elektrostatische Beschleunigungssensor 100 hat
eine erste bewegliche Elektrode 4 und eine zweite bewegliche
Elektrode 7. Die Beschleunigung wird auf der Basis der Änderung
in der Kapazitanz zwischen diesen beiden beweglichen Elektroden
erfasst. Die erste bewegliche Elektrode 4 besteht aus einem
Rahmen 4b und einer Vielzahl an kammartigen Elektroden 4a,
die vom Rahmen 4b vorspringen. Die erste bewegliche Elektrode 4 ist durch
ein auf dem Substrat 1 ausgebildetes Trägerteil 2 durch einen
Balken 3 vom Substrat 1, wie beispielsweise einem
Siliziumsubstrat, beabstandet gehalten. Die zweite bewegliche Elektrode 7 besteht aus
einem Steg 7b und einer Vielzahl an kammartigen Elektroden 7a,
die von dem Steg 7b vorspringen, und abwechselnd zwischen
jeder der kammartigen Elektroden 4a der ersten beweglichen Elektrode
angeordnet sind. Die zweite Elektrode 7 ist durch ein auf
dem Substrat 1 ausgebildetes Trägerteil 5 durch einen
Balken 6 vom Substrat 1 beabstandet gehalten.
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Die
ersten und zweiten beweglichen Elektroden 4 und 7 haben
in der ersten bevorzugten Ausführungsform
deshalb eine kammartige Form, um grössere Bereiche der sich gegenüber liegenden
Elektroden auf einem relativ einen Raum unterzubringen, als dies
der Fall wäre
bei einem Aufbau, der einfach zwei plattenartige Elektroden so anordnet,
dass sie sich gegenüber
liegen.
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Die
vorliegende Erfindung kann auf einen kapazitiven elektrostatischen
Beschleunigungssensor mit einer anderen Form angewandt werden.
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Ferner
sind die ersten und zweiten beweglichen Elektroden 4 und 7,
wie in 2 gezeigt ist, von den Trägerteilen 2 und 5 in
einer balkenartigen Befestigung (in der diese Elektroden mit beiden
Enden befestigt sind) gehalten. Diese Elektroden können beispielsweise
auch einseitig eingespannt gehalten werden.
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Wird
der kapazitive elektrostatische Beschleunigungssensor 100 in
einer Richtung wie beispielsweise der in 1 gezeigten
Richtung Y beaufschlagt, werden die Balken 3 und 6 elastisch
verformt, um die ersten und zweiten Elektroden 4 und 7 zu
bewegen. Dadurch wird ein Abstand zwischen der kammartigen Elektrode 7a und
der kammartigen Elektrode 4a verändert, um die Kapazität zwischen der
ersten beweglichen Elektrode 4 und der zweiten beweglichen
Elektrode 7 zu verändern.
Folglich kann die Beschleunigung quantitativ erfasst werden, indem
diese Veränderung
in der Kapazität
von aussen überwacht
wird.
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Die
Steifigkeiten der Balken 3 und 6 der ersten und
zweiten beweglichen Elektroden 4 und 7 sind so
ausgelegt, dass die Beträge
der Bewegung der ersten und zweiten beweglichen Elektroden 4 und 7 während der
Beaufschlagung durch Beschleunigung unterschiedlich sind. Denn wenn
die Beträge
der Bewegung der ersten und zweiten beweglichen Elektroden 4 und 7 gleich
sind, verändert
sich der Abstand zwischen diesen Elektroden nicht und ruft auch
keine Änderung
in der Kapazität
zwischen ihnen hervor.
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Die
Steifigkeiten der Balken 3 und 5 sind durch die
Breiten w, die Längen
l (= 11 + 12), die Dicken (in 1 in einer
Richtung z) der Balken 3, 6, und die Elastizitätsmoduln
der Bestandteile der Balken 3, 6 bestimmt. Deshalb
kann jede Steifigkeit der ersten und zweiten beweglichen Elektroden
durch Steuerung jedes dieser Parameter gesteuert werden.
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Wie
vorstehend erwähnt
wurde, umfasst der kapazitive elektrostatische Beschleunigungssensor nach
der ersten bevorzugten Ausführungsform
die ersten und zweiten beweglichen Elektroden 4 und 7, deren
Beträge
der Bewegung während
einer Beaufschlagung durch Beschleunigung unterschiedlich sind.
Deshalb kann, ähnlich
einem kapazitiven elektrostatischen Beschleunigungssensor aus dem Stand
der Technik mit einer festen Elektrode und einer beweglichen Elektrode,
die Beschleunigung durch die Veränderung
in der Kapazität
zwischen den ersten und den zweiten beweglichen Elektroden erfasst
werden.
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Ferner
ist es bei dem kapazitiven elektrostatischen Beschleunigungssensor
mit der beweglichen Elektrode anstatt der festen Elektrode aus dem
Stand der Technik unwahrscheinlich, dass zwei bewegliche Elektroden
selbst bei einer übermässigen Beaufschlagung
durch Beschleunigung miteinander kollidieren. Folglich ist die Wahrscheinlichkeit
einer Beschädigung
der ersten und zweiten Elektroden gering.
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Ferner
ist eine Diagnostikelektrode 8 auf dem Substrat 1 ausgebildet,
um beispielsweise Ausfall und Fehlfunktion zu diagnostizieren. Wird
eine Spannung an die Diagnostikelektrode 8 angelegt, wird
eine auf die kammartige Elektrode 7a der zweiten Elektrode 7 wirkende
elektrostatische Kraft erzeugt. Die zweite bewegliche Elektrode 7 wird
dann bei Aufnahme der elektrostatischen Kraft verschoben, um zu
diagnostizieren, ob die zweite bewegliche Elektrode 7 normal
funktioniert oder nicht.
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Die
Diagnostikelektrode 8 ist in dieser bevorzugten Ausführungsform
vorgesehen, um hauptsächlich
eine auf die zweite bewegliche Elektrode 7 wirkende Kraft
zu erzeugen. Die Diagnostikelektrode 8 kann auch in einer
solchen Position, wie beispielsweise zwischen der kammartigen Elektrode 7a und der
der kammartigen Elektrode 4a angeordnet sein, um ferner
eine elektrostatische Kraft auf die erste bewegliche Elektrode 4 auszuüben. Darüber hinaus kann
die Diagnostikelektrode 8 auch an einer Position angeordnet
sein, um hauptsächlich
auf die erste bewegliche Elektrode 4 eine elektrostatische
Kraft auszuüben.
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Vorzugsweise
wird ein Abstand zwischen der Diagnostikelektrode 8 und
der ersten Elektrode 4 oder der zweiten Elektrode 7 grösser festgelegt,
als ein Abstand zwischen der ersten beweglichen Elektrode 4 und
der zweiten beweglichen Elektrode 7. Wie beispielsweise
in 1 gezeigt ist, werden die Abstände d1a und d2a zwischen den
Diagnostikelektroden 8 und den kammartigen Elektroden 7a der zweiten
beweglichen Elektrode 7 vorzugsweise grösser festgelegt als die Abstände d1b
und d2b zwischen den kammartigen Elektroden 4a der ersten
beweglichen Elektrode 4 und den kammartigen Elektroden 7a der
zweiten beweglichen Elektrode 7. Das heisst, dass vorzugsweise
die Verhältnisse
d1a > d1b und d2a > d2b eingehalten werden.
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Es
ist daher unwahrscheinlich, dass die ersten und zweiten beweglichen
Elektroden 4, 7 und die Diagnostikelektrode 8 miteinander
kollidieren, und die Wahscheinlichkeit einer Beschädigung der
ersten und zweiten beweglichen Elektroden 4, 7 und
der Diagniostikelektrode wird dadurch gering.
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Jede
dieser Elektroden ist unter Verwendung der Halbleiter-Automation
durch die Verarbeitung eines auf dem Substrat 1 aufgebrachten
leitenden Materials wie beispielsweise Polysilizium oder Einkristallsilizium
ausgebildet. Wie vorstehend erwähnt
wurde, wird das Siliziumsubstrat zum Beispiel als Substrat 1 eingesetzt.
Als weiteres Beispiel kann das Substrat 1 ein Glassubstrat
sein.
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Im
Gegensatz zu Siliziumsubstrat ist die Verwendung eines Glassubstrats
billiger.
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<Zweite bevorzugte Ausführungsform>
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Die
zweite bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist eine Abwandlung des kapazitiven elektrostatischen
Beschleunigungssensors nach der ersten bevorzugten Ausführungsform.
In der zweiten bevorzugten Ausführungsform
ist eine Vielzahl an beweglichen Elektroden eines Typs vorgesehen,
um einen kapazitiven elektrostatischen Beschleunigungssensor mit
hoher Zuverlässigkeit
gegen Fehlfunktion zu realisieren.
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5 ist
eine Draufsicht eines kapazitiven elektrostatischen Beschleunigungssensors 101 nach der
zweiten bevorzugten Ausführungsform. Ähnlich dem
kapazitiven elektrostatischen Beschleunigungssensor 100 nach
der ersten bevorzugten Ausführungsform,
umfasst der kapazitive elektrostatische Beschleunigungssensor 101 eine
erste bewegliche Elektrode 14 von kammartiger Form und
zweite bewegliche Elektroden 17a, 17b von kammartiger Form.
In dieser Ausführungsform
sind jedoch zwei bewegliche Elektroden als zweite bewegliche Elektroden 17a und 17b vorgesehen.
Aufgrund dessen unterscheidet sich die Form der ersten beweglichen Elektrode 14 leicht
von derjenigen der ersten beweglichen Elektrode des kapazitiven
elektrostatischen Beschleunigungssensors 100.
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Die
erste Elektrode 14 und die zweiten beweglichen Elektroden 17a, 17b sind
vom Substrat 11, wie beispielsweise einem Siliziumsubstrat,
durch auf dem Substrat 11 ausgebildete Trägerteile 12, 15a und 15b durch
die Balken 13 bzw. 16a, 16b beabstandet
gehalten. Zwei Paar Trägerteile 15a und 15b sind
in Anlehnung an den Aufbau mit zwei beweglichen Elektroden 17a und 17b vorgesehen.
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Der
kapazitive elektrostatische Beschleunigungssensor 101 umfasst
ferner die Diagnostikelektroden 18a und 18b.
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Bei
dem kapazitiven elektrostatischen Beschleunigungssensor mit einer
Vielzahl an beweglichen Elektroden eines Typs kann selbst bei Auftreten eines
Problems in einer von der Vielzahl an beweglichen Elektroden eines
Typs, die Veränderung
in der Kapazität
zwischen einer anderen von der Vielzahl an Elektroden eines Typs
und einer beweglichen Elektrode des anderen Typs erfasst werden.
Dadurch kann eine hohe Zuverlässigkeit
gegen Fehlfunktion realisiert werden.
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Selbst
wenn, wie in 5 gezeigt ist, ein Fremdkörper FB
eingeführt
wird, um ein Problem wie beispielsweise einen Kurzschluss zwischen
der ersten beweglichen Elektrode 14 und der zweiten beweglichen
Elektrode 17a hervor zu rufen, kann dennoch die Veränderung
in der Kapazität
zwischen der ersten beweglichen Elektrode 14 und der zweiten
beweglichen Elektrode 17a erfasst werden.
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Der
Gedanke, eine Vielzahl an Elektroden eines Typs nach der zweiten
bevorzugten Ausführungsform
vorzusehen, kann ferner auf den in den 12 bis 15 gezeigten
kapazitiven elektrostatischen Beschleunigungssensor 300 angewandt
werden.
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Das
heisst, eine feste Elektrode 314 kann in einem kapazitiven
elektrostatischen Beschleunigungssensor 300 von 6 zum
Beispiel anstatt des Trägerteils 12,
des Balkens 13 und der ersten beweglichen Elektrode 14 von 5 vorgesehen
sein. Oder umgekehrt kann eine Vielzahl an festen Elektroden vorgesehen
sein. Deshalb kann bei einem kapazitiven elektrostatischen Beschleunigungssensor
nach dem Stand der Technik mit einer Vielzahl an Elektroden eines
Typs selbst beim Auftreten eines Problems in einer von einer Mehrzahl
an Elektroden eines Typs, die Veränderung in der Kapazität zwischen
einer anderen von der Vielzahl an Elektroden eines Typs und einer
Elektrode des anderen Typs erfasst werden. Folglich kann eine hohe
Zuverlässigkeit
gegen Fehlfunktion realisiert werden.
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<Dritte bevorzugte Ausführungsform>
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Die
dritte bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist eine Abwandlung des kapazitiven elektrostatischen
Beschleunigungssensors nach der zweiten bevorzugten Ausführungsform.
In der dritten Ausführungsform
ist eine Vielzahl an Paaren vorgesehen, die jeweils aus beiden Typen
beweglicher Elektroden als ein Paar bestehen, um einen kapazitiven
elektrostatischen Beschleunigungssensor mit einer höheren Zuverlässigkeit
gegen Fehlfunktion zu realisieren.
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7 ist
eine Draufsicht eines kapazitiven elektrostatischen Beschleunigungssensors 102 nach der
dritten bevorzugten Ausführungsform. Ähnlich dem
kapazitiven elektrostatischen Beschleunigungssensor 100 nach
der ersten bevorzugten Ausführungsform
besitzt der kapazitive elektrostatische Beschleunigungssensor 102 erste
bewegliche Elektroden 24a, 24b von kammartiger
Form und zweite bewegliche Elektroden 27a, 27b von
kammartiger Form. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform sind jedoch zwei
Paare 20a und 20b vorgesehen, die jeweils aus
den ersten und zweiten beweglichen Elektroden bestehen.
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Die
ersten und zweiten beweglichen Elektroden 24a, 24b, 27a und 27b sind
durch auf dem Substrat 21 ausgebildete Trägerteile 22a, 22b, 25a und 25b durch
Balken 23a, 23b, 26a bzw. 26b vom
Substrat 21, wie beispielsweise einem Siliziumsubstrat, beabstandet
gehalten. Die Trägerteile 22a, 25a und 22b, 25b sind
jeweils in Anlehnung an den Aufbau mit Paaren, die jeweils aus den
ersten und zweiten beweglichen Elektroden 24a, 27a und 24b, 27b besteht,
in Paaren ausgebildet.
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Ferner
umfasst der kapazitive elektrostatische Beschleunigungssensor 102 Diagnostikelektroden 28a und 28b.
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Bei
dem kapazitiven elektrostatischen Beschleunigungssensor mit einer
Vielzahl an Paaren, wovon jedes aus beiden Typen beweglicher Elektroden
besteht, kann selbst wenn ein Problem in einem Paar unter einer
Vielzahl von Paaren auftritt, wovon jedes aus den ersten und zweiten
beweglichen Elektroden besteht, die Veränderung in der Kapazität zwischen
den ersten und zweiten beweglichen Elektroden eines anderen Paars
erfasst werden.
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Bei
der zweiten bevorzugten Ausführungsform
kann es vorkommen, dass die erste bewegliche Elektrode 14 nicht
verschoben wird, wenn ein Fremdkörper
FB eingeführt
wird. Wird die erste bewegliche Elektrode 14 nicht verschoben,
wird keine Veränderung
in der Kapazität
zwischen der ersten beweglichen Elektrode 14 und der zweiten
beweglichen Elektrode 17a hervorgerufen, um dadurch die
Erfassung von Beschleunigung zu verhindern.
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Bei
dem kapazitiven elektrostatischen Beschleunigungssensor 102 mit
einer Vielzahl an Paaren, wovon jedes als ein Paar aus beiden Typen
beweglicher Elektroden nach der dritten bevorzugten Ausführungsform
besteht, kann andererseits, selbst wenn ein Problem in einem Paar
auftaucht, die Beschleunigung zwischen Elektroden des anderen Paars
unter einer Vielzahl an Paaren erfasst werden. Folglich kann im
Vergleich mit der zweiten bevorzugten Ausführungsform eine höhere Zuverlässigkeit
gegen Fehlfunktion realisiert werden.
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Signalleitungen
können
unabhängig
aus jeder der ersten und zweiten Elektroden 24a, 24b, 27a, 27b heraus
geführt
werden. Oder es kann eine Signalleitung aus allen ersten beweglichen
Elektroden 24a, 24b und eine Signalleitung aus
allen zweiten beweglichen Elektroden 27a, 27b heraus
geführt
werden, um insgesamt zwei Signalleitungen heraus zu führen.
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Bei
der Erwägung
der oben genannten Probleme wie Bruch der Signaldrähte und
Kurzschluss empfiehlt es sich, die Signalleitungen nach der ersten Methode
zu entnehmen.
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Der
Gedanke, eine Vielzahl an Paaren bereit zu stellen, wovon jedes
aus beiden Typen von Elektroden nach der dritten bevorzugten Ausführungsform
besteht, kann ferner auf den in den 12 bis 15 gezeigten
kapazitiven elektrostatischen Beschleunigungssensor 300 aus
dem Stand der Technik angewandt werden. Das heisst, feste Elektroden 324a und 324b können am
kapazitiven elektrostatischen Beschleunigungssensor 302 von 8 beispielsweise
anstatt der Trägerteile 22a, 22b,
der Balken 23a, 23b und den ersten beweglichen
Elektroden 24a, 24b von 7 vorgesehen
sein. Deshalb kann bei einem kapazitiven elektrostatischen Beschleunigungssensor
nach dem Stand der Technik mit einer Vielzahl an Paaren, wovon jedes
als ein Paar aus einer festen und einer beweglichen Elektrode besteht, selbst
wenn eine Abweichung von der Norm in einem Paar auftritt, die Beschleunigung
dennoch in einem anderen Paar unter einer Vielzahl an Paaren erfasst werden.
Tritt ein Bruch in einer Signalleitung einer festen Elektrode eines
Paars auf, kann eine aus einem anderen Paar heraus geführte Signalleitung
erfasst werden. Folglich kann im Vergleich mit der zweiten bevorzugten
Ausführungsform
eine höhere
Verlässlichkeit
gegen Fehlfunktion realisiert werden.
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<Vierte bevorzugte Ausführungsform>
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Die
vierte bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist eine Abwandlung des kapazitiven elektrostatischen
Beschleunigungssensors nach der dritten bevorzugten Ausführungsform.
Wie in 9 gezeigt ist, sind vier Paare vorgesehen, wovon
jedes als ein Paar aus beiden Typen beweglicher Elektroden besteht.
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Das
heisst, ein kapazitiver elektrostatischer Beschleunigungssensor 103 hat
vier Paare (30a bis 30d), wovon jedes als ein
Paar aus einer ersten beweglichen Elektrode 34a von kammartiger
Form, einer zweiten beweglichen Elektrode 37a von kammartiger
Form, auf einem Substrat 31 ausgebildeten Trägerteilen 32a, 35a,
Balken 33a, 36a und einer Diagnostikelektrode 38a besteht.
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Der
kapazitive elektrostatische Beschleunigungssensor 103 nach
der vierten bevorzugten Ausführungsform
besitzt eine grössere
Anzahl an Paaren beweglicher Elektroden als die dritte bevorzugte
Ausführungsform.
Folglich kann im Vergleich mit der dritten bevorzugten Ausführungsform
eine höhere
Zuverlässigkeit
gegen Fehlfunktion realisiert werden.
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<Fünfte
bevorzugte Ausführungsform>
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Die
fünfte
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist auch eine Abwandlung des kapazitiven
elektrostatischen Beschleunigungssensors nach der dritten bevorzugten
Ausführungsform.
Wie in 10 gezeigt ist, sind acht Paare
vorgesehen, wovon jedes als ein Paar aus beiden Typen beweglicher
Elektroden besteht.
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Das
heisst, ein kapazitiver elektrostatischer Beschleunigungssensor 104 hat
acht Paare (40a bis 40h), wovon jedes als ein
Paar aus einer ersten beweglichen Elektrode 44a von kammartiger
Form, einer zweiten beweglichen Elektrode 47a von kammartiger
Form, auf einem Substrat 41 ausgebildeten Trägerteilen 42a, 45a,
Balken 43a, 46a und einer Diagnostikelektrode 48a besteht.
Wie in 10 gezeigt ist, sind diese Paare
seitlich in vier Reihen und vertikal in vier Reihen fluchtend angeordnet.
Die oben bzw. unten angeordneten Paare teilen sich die Trägerteile
(42ae, 42bf, 42cg bzw. 42dh).
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Der
kapazitive elektrostatische Beschleunigungssensor 104 nach
der fünften
bevorzugten Ausführungsform
besitzt eine grössere
Anzahl an beweglichen Elektroden als die dritte bevorzugte Ausführungsform.
Folglich kann im Vergleich mit der dritten bevorzugten Ausführungsform
eine höhere
Zuverlässigkeit
gegen Fehlfunktion realisiert werden.
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<Sechste bevorzugte Ausführungsform>
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Bei
der sechsten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, ist der Gedanke nach der vorliegenden
Erfindung, eine bewegliche Elektrode anstatt einer festen Elektrode
aus dem Stand der Technik vorzusehen, auf einen kapazitiven elektrostatischen
Winkelbeschleunigungssensor zur Erfassung von Winkelbeschleunigung
angewandt.
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11 zeigt
einen kapazitiven elektrostatischen Winkelbeschleunigungssensor 200 nach
der sechsten bevorzugten Ausführungsform.
Der in 11 gezeigte kapazitive elektrostatische
Winkelbeschleunigungssensor besitzt erste bewegliche Elektroden 54 und
zweite bewegliche Elektroden 57, um Winkelbeschleunigung
durch die Veränderung der
Kapazitanz zwischen diesen beiden beweglichen Elektroden zu erfassen.
Wie in 11 gezeigt ist, sind die ersten
und zweiten beweglichen Elektroden 54 und 57 darüber hinaus
eine nach der anderen in einer vertikalen Richtung angeordnet (d.h.,
die ersten und zweiten beweglichen Elektroden 54 und 57 sind jeweils
zu zweien in einer Richtung Y angeordnet). Die oben und unten angeordneten
ersten beweglichen Elektroden 54 sind kurzgeschlossen.
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Die
erste bewegliche Elektrode 54 besteht aus einem Steg 54b und
einer Vielzahl an kammartigen Elektroden 54a, die von dem
Steg 54b vorspringen. Die erste bewegliche Elektrode 54 ist
durch ein auf dem Substrat 51, wie beispielsweise einem
Siliziumsubstrat, ausgebildetes Trägerteil 52 durch einen Balken 53 vom
Substrat 51 beabstandet gehalten. Die zweite bewegliche
Elektrode 57 besteht aus einem Steg 57b und einer
Vielzahl an kammartigen Elektroden 57a, die von dem Steg 57b vorspringen und
abwechselnd zwischen jeder der kammartigen Elektroden 54a der
ersten beweglichen Elektrode 54 angeordnet sind. Beide
oben und unten angeordneten zweiten beweglichen Elektroden sind
von einem Trägerteil 55 durch
einen Balken 56 vom Substrat 51 beabstandet gehalten.
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Eine
dritte bewegliche Elektrode 64 ist ferner in 11 vorgesehen,
die zwischen den zweiten beweglichen Elektroden 57 untergebracht
ist. Die dritte bewegliche Elektrode 64 besteht aus einem
Steg 64b und einer Vielzahl an kammartigen Elektroden 64a, die
von dem Steg 64b vorspringen. Die dritte bewegliche Elektrode 64 ist
durch ein auf dem Substrat 51 ausgebildetes Trägerteil 62 durch
einen Balken 63 vom Substrat 51 beabstandet gehalten.
Das Ziel, die dritte bewegliche Elektrode 64 vorzusehen,
die mit der ersten beweglichen Elektrode 54 kurzgeschlossen
ist, ist es, den grossen Bereich der ersten beweglichen Elektrode 54,
die der zweiten beweglichen Elektrode 57 gegenüberliegt,
sicher zu stellen. Deshalb kann die dritte bewegliche Elektrode 64 und
die erste bewegliche Elektrode 54 als eine Einheit angesehen
werden. Ferner kann der kapazitive elektrostatische Winkelbeschleunigungssensor
nach der sechsten bevorzugten Ausführungsform funktionieren, indem
er einfach nur mit einer der ersten oben oder unten angeordneten
beweglichen Elektroden 54 oder mit der dritten beweglichen
Elektrode 64 versehen ist.
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Wenn
der kapazitive elektrostatische Winkelbeschleunigungssensor 200 durch
eine Winkelbeschleunigung um eine Richtung X als Achse in 11 beaufschlagt
wird, wird ein Balken 56 elastisch verformt, so dass die
oben und unten angeordneten zweiten beweglichen Elektroden 57 sich
in einander entgegengesetzte Richtungen verdrehen (in 11,
erhält
eine eine Kraft in Richtung Z, und die andere erhält eine
Kraft in umgekehrter Richtung). Die oben und unten angeordneten
zweiten beweglichen Elektroden 57 nehmen gleichzeitig jeweils
eine Zentrifugalkraft auf, um sich dadurch in eine Richtung Y zu
bewegen, und zwar voneinander weg.
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Der
gegenüber
liegende Bereich zwischen der kammartigen Elektrode 57a und
den kammartigen Elektroden 54a, 64a wird dadurch
verändert,
um die Veränderung
in der Kapazitanz zwischen der ersten beweglichen Elektrode 54,
der dritten beweglichen Elektrode 64 und der zweiten beweglichen Elektrode 57 hervor
zu rufen. Folglich kann die Beschleunigung quantitativ erfasst werden,
indem diese Veränderung
in der Kapazität
von aussen überwacht wird.
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Bei
einem kapazitiven elektrostatischen Winkelbeschleunigungssensor
nach dem Stand der Technik wurde eine feste Elektrode anstatt der
ersten beweglichen Elektrode 54 vorgesehen. Bei dem kapazitiven
elektrostatischen Winkelbeschleunigungssensor nach der sechsten
bevorzugten Ausführungsform
mit einer beweglichen anstatt einer festen Elektrode, erhält die oben
und unten angeordnete erste beweglich Elektrode 54 eine
Zentrifugalkraft, um sich in eine Richtung Y zu bewegen, um ebenfalls
voneinander beabstandet zu sein, selbst wenn eine Winkelbeschleunigung
stattfindet, um die oben und unten angeordneten zweiten beweglichen
Elektroden 57 in eine Richtung Y zu bewegen, und zwar voneinander weg.
Aufgrund dessen ist es unwahrscheinlich, dass die erste bewegliche
Elektrode 54 und die zweite bewegliche Elektrode 57 miteinander
kollidieren. Deshalb ist die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der
ersten und zweiten beweglichen Elektroden gering. Die Steifigkeiten
der Balken 53 und 56 sind so ausgelegt, dass die
Beträge
der Bewegung der ersten und zweiten beweglichen Elektroden 54 und 57 während der
Beaufschlagung durch Beschleunigung unterschiedlich sind.
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Im
Gegensatz zu dem kapazitiven elektrostatischen Winkelbeschleunigungssensor
nach dem Stand der Technik mit einer festen Elektrode als dritte Elektrode,
besitzt der kapazitive elektrostatische Winkelbeschleunigungssensor
nach der sechsten bevorzugten Ausführungsform eine bewegliche
Elektrode als dritte Elektrode 64. Aufgrund dessen ist
es unwahrscheinlich, dass die ersten und dritten beweglichen Elektroden 54, 64 und
die zweite bewegliche Elektrode 57 miteinander kollidieren,
selbst wenn eine übermässige Beschleunigung
in einer Richtung X von 11 stattfindet.
Folglich ist die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der ersten, zweiten
und dritten Elektroden gering.
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Darüber hinaus
kann die zweite bewegliche Elektrode durch eine elektrostatische
Kraft angesteuert werden, indem ein Wechselstron zwischen den ersten,
dritten beweglichen Elektroden 54, 56 und der zweiten
beweglichen Elektrode 57 angelegt wird, um eine Potentialdifferenz
zwischen diesen hervor zu rufen. Das heisst, der kapazitive elektrostatische
Winkelbeschleunigungssensor 200 kann auch die Funktion
eines elektrostatischen Auslösers
haben.
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Obwohl
die Erfindung im Einzelnen aufgezeigt und beschrieben wurde, ist
die vorangehende Beschreibung in allen Aspekten verdeutlichend und nicht
einschränkend.
Deshalb können
selbstverständlich
zahlreiche Abwandlungen und Variationen ersonnen werden, ohne dass
dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen würde.