DE112016000355T5 - Sensor - Google Patents

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DE112016000355T5
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Yuki Maegawa
Hideki Ueda
Hideaki Fujiura
Takeshi Uemura
Hiroshi Nakatsuka
Tsuyoshi Sakaue
Rie Okamoto
Shoya Kida
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Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
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Abstract

Ein Sensor umfasst ein Sensorelement, eine Baugruppe, die das Sensorelement in einem Inneren der Baugruppe aufnimmt, eine in der Baugruppe angeordnete Erdungselektrode, einen Deckel, der eine Öffnung der Baugruppe bedeckt, und eine Leitung, die sich von der Baugruppe erstreckt. Die Leitung umfasst erste und zweite Abschnitte. Der erste Abschnitt der Leitung ist elektrisch mit der Erdungselektrode verbunden und erstreckt sich entlang einer Seitenfläche der Baugruppe mit einem Spalt, der zwischen dem ersten Abschnitt und der Seitenfläche vorgesehen ist. Der zweite Abschnitt der Leitung ist zwischen dem Deckel und der Baugruppe angeordnet und erstreckt sich in Richtung des Inneren der Baugruppe. In diesem Sensor kann die Öffnung ohne Löten abgedichtet werden und den Deckel zuverlässig mit der Erdungselektrode verbinden.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Sensor zur Verwendung in elektronischen Geräten.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 36 ist eine perspektivische Explosionsansicht des herkömmlichen Sensors 90. Eine herkömmliche Halbleiterbaugruppe umfasst das Sensorelement 1, die Schaltungskomponente 2a, die Baugruppe 3, den Metalldeckel 4 und die Elektrode 5. Die Elektrode 5 ist mit Erde verbunden. Der Metalldeckel 4 und die Baugruppe 3 sind durch Löten miteinander verbunden.
  • Ein herkömmlicher Sensor, ähnlich dem Sensor 90, ist beispielsweise in der PTL 1 offenbart.
  • PTL 2 offenbart ein Sensorelement, das eine Beschleunigung erfasst.
  • Diese herkömmlichen Sensoren verwenden Löten zum Verbinden, und somit entstehen Kosten, um die Verbindung zwischen einer Erdungselektrode und einem Metalldeckel und die Abdichtung zu warten.
  • Ein herkömmlicher Sensor, der in der PTL 3 offenbart ist, umfasst Träger, die drehbar Lote halten, und erfasst Beschleunigungen entlang zweier Achsen.
  • PTL 4 offenbart ein Sensorelement, das eine Winkelgeschwindigkeit erfasst.
  • Ein in der PTL 5 offenbarter herkömmlicher Sensor umfasst eine Sensoreinheit, eine Integrationseinheit und einen Komparator. Die Integrationseinheit tastet ein Ausgangssignal der Sensoreinheit mit einer vorgegebenen Abtastfrequenz ab und integriert dann das abgetastete Signal. Der Komparator vergleicht einen Spannungswert eines Ausgangssignals aus der Integrationseinheit mit einer Referenzspannung. Der Komparator kann einen von der Integrationseinheit ausgeführten Integrationsprozess beenden, wenn eine Ausgangsspannung der Integrationseinheit eine vorbestimmte Spannung (z. B. Referenzspannung Vref) erreicht. In PTL 5 wird die Abtastung mit der vorbestimmten Abtastfrequenz ausgeführt um zu verhindern, dass eine Rauschkomponente passiert, um so eine Rauschkomponente zu reduzieren, die in ein Spannungssignal von der Sensoreinheit eintritt. Das heißt, die Integrationseinheit führt eine Rauschunterdrückung durch.
  • LITERATURVERZEICHNIS
  • PATENTLITERATUR
    • PTL 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2006-10625
    • PTL 2: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2014-238281
    • PTL 3: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2011-112391
    • PTL 4: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2007-101203
    • PTL 5: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2011-47775
  • ÜBERSICHT
  • Ein Sensor umfasst ein Sensorelement, eine Baugruppe, die das Sensorelement in einem Inneren der Baugruppe aufnimmt, eine in der Baugruppe angeordnete Erdungselektrode, einen Deckel, der eine Öffnung der Baugruppe bedeckt, und eine Leitung, die sich von der Baugruppe erstreckt. Die Leitung umfasst erste und zweite Abschnitte. Der erste Abschnitt der Leitung ist elektrisch mit der Erdungselektrode verbunden und erstreckt sich entlang einer Seitenfläche des Gehäuses mit einem Spalt, der zwischen dem ersten Abschnitt und der Seitenfläche vorgesehen ist. Der zweite Teil des Leitung ist zwischen dem Deckel und dem Gehäuse angeordnet und erstreckt sich in Richtung des Inneren des Gehäuses.
  • Bei diesem Sensor kann die Öffnung ohne Löten abgedichtet werden und den Deckel zuverlässig mit der Erdungselektrode verbinden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1A ist eine perspektivische Ansicht eines Sensors gemäß der beispielhaften Ausführungsform 1.
  • 1B ist eine perspektivische Explosionsansicht des Sensors gemäß Ausführungsform 1.
  • 2 ist eine Querschnittsansicht des Sensors gemäß Ausführungsform 1.
  • 3 ist eine vergrößerte Ansicht des Sensors gemäß Ausführungsform 1.
  • 4 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung eines Vorgangs für die Herstellung des Sensors gemäß Ausführungsform 1.
  • 5 ist eine vergrößerte Ansicht eines weiteren Sensors gemäß Ausführungsform 1.
  • 6 ist eine vergrößerte Ansicht eines weiteren Sensors gemäß Ausführungsform 1.
  • 7A ist eine perspektivische Ansicht eines Sensors gemäß der beispielhaften Ausführungsform 2.
  • 7B ist eine perspektivische Ansicht eines Baugruppensubstrats des Sensors gemäß Ausführungsform 2 zur Veranschaulichung eines Inneren des Baugruppensubstrats.
  • 8 ist eine Draufsicht auf das Baugruppensubstrat des Sensors gemäß Ausführungsform 2 zur Veranschaulichung des Inneren des Baugruppensubstrats.
  • 9A ist eine Querschnittsansicht des Sensors entlang der Linie 9A-9A, die in 8 dargestellt ist.
  • 9B ist eine Querschnittsansicht des Sensors entlang der Linie 9B-9B, die in 8 dargestellt ist.
  • 10A ist eine Draufsicht auf ein Sensorelement des Sensors gemäß Ausführungsform 2.
  • 10B ist eine Querschnittsansicht des Sensorelementes, das in 10A gezeigt ist.
  • 11 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Sensorelementes des Sensors gemäß Ausführungsform 2.
  • 12 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines weiteren Sensorelementes des Sensors gemäß Ausführungsform 2.
  • 13 ist eine Querschnittsansicht des Sensorelementes des Sensors gemäß Ausführungsform 2, während eine Beschleunigung in einer Richtung einer X-Achse nicht auf das Sensorelement angewendet wird.
  • 14 ist ein äquivalentes Schaltbild des Sensors gemäß Ausführungsform 2 zur Veranschaulichung eines Betriebs des Sensors, der eine Beschleunigung in Richtung der X-Achse erfasst.
  • 15 ist eine Querschnittsansicht des Sensorelementes des Sensors gemäß Ausführungsform 2, während eine Beschleunigung von 1G in Richtung der X-Achse auf den Sensor angewendet wird.
  • 16 ist ein äquivalentes Schaltbild des Sensors gemäß Ausführungsform 2 zur Veranschaulichung eines Betriebs des Sensors, der die Beschleunigung in Richtung der X-Achse erfasst.
  • 17 ist eine perspektivische Ansicht eines weiteren Substrats des Sensorelementes gemäß Ausführungsform 2.
  • 18A ist eine Draufsicht auf ein Sensorelement eines anderen Sensors gemäß Ausführungsform 2.
  • 18B ist eine Querschnittsansicht des Sensorelementes des Sensors, der in 18A gezeigt ist.
  • 19A ist eine Querschnittsansicht eines Sensors gemäß der beispielhaften Ausführungsform 3.
  • 19B ist eine Querschnittsansicht des Sensors gemäß Ausführungsform 3.
  • 20A ist eine Draufsicht auf ein Sensorelement des Sensors gemäß Ausführungsform 3.
  • 20B ist eine Querschnittsansicht des Sensorelementes, das in 20A gezeigt ist.
  • 21 ist eine Draufsicht auf ein Baugruppensubstrat eines Sensors gemäß der beispielhaften Ausführungsform 4 zur Veranschaulichung eines Inneren des Baugruppensubstrats.
  • 22 ist eine Draufsicht auf ein Sensorelement des Sensors gemäß Ausführungsform 4.
  • 23 ist eine Draufsicht auf ein Baugruppensubstrat eines weiteren Sensors gemäß Ausführungsform 4 zur Veranschaulichung eines Inneren des Baugruppensubstrats.
  • 24 eine Draufsicht auf ein Sensorelement des in 23 gezeigten Sensors.
  • 25 ist eine Draufsicht auf ein Baugruppensubstrat eines Sensors gemäß der beispielhaften Ausführungsform 5 zur Veranschaulichung eines Inneren des Baugruppensubstrats.
  • 26 eine Draufsicht auf ein Sensorelement des in 25 gezeigten Sensors.
  • 27 ist eine Draufsicht auf ein Baugruppensubstrat eines weiteren Sensors gemäß Ausführungsform 5 zur Veranschaulichung eines Inneren des Baugruppensubstrats.
  • 28 eine Draufsicht auf ein Sensorelement des in 27 gezeigten Sensors.
  • 29 ist eine Draufsicht auf ein Baugruppensubstrat eines Sensors gemäß der beispielhaften Ausführungsform 6 zur Veranschaulichung eines Inneren des Baugruppensubstrats.
  • 30 eine Draufsicht auf ein Sensorelement des in 29 gezeigten Sensors.
  • 31 ist eine Draufsicht auf ein Baugruppensubstrat eines weiteren Sensors gemäß Ausführungsform 6 zur Veranschaulichung einer internen Konfiguration des Baugruppensubstrats.
  • 32 ist ein Schaltbild eines Sensors gemäß der beispielhaften Ausführungsform 7.
  • 33 zeigt eine Wellenform eines Ausgangssignals, das durch eine Schalteinheit von einer Sensoreinheit des Sensors gemäß Ausführungsform 7 ausgegeben wird.
  • 34A zeigt eine Wellenform eines Ausgangssignals, das einer korrelierten Doppelabtasteinheit des Sensors gemäß Ausführungsform 7 zugeführt wird.
  • 34B veranschaulicht eine Wellenform eines Ausgangssignals, das der korrelierten Doppelabtasteinheit des Sensors gemäß Ausführungsform 7 zugeführt wird.
  • 35 veranschaulicht eine Beziehung zwischen einem Rauschverringerungseffekt und einer Frequenz eines Ausgangssignals von einer Integrationseinheit des Sensors gemäß Ausführungsform 7.
  • 36 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines herkömmlichen Sensors.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Beispielhafte Ausführungsform 1
  • 1A und 1B sind eine perspektivische Ansicht und eine perspektivische Explosionsansicht des Sensors 10 gemäß der beispielhaften Ausführungsform 1. 2 ist eine Querschnittsansicht des Sensors 10.
  • Der Sensor 10 umfasst ein Sensorelement 12, eine Baugruppe 14, die das Sensorelement 12 darin aufnimmt, eine in der Baugruppe 14 vorgesehene Erdungselektrode 15, einen Deckel 16, der die Öffnung 14a des Gehäuses 14 bedeckt, und eine Leitung 11, die sich von der Baugruppe 14 erstreckt.
  • Das Sensorelement 12 ist beispielsweise eine Vorrichtung, die eine Beschleunigung erfasst.
  • Die Schaltungskomponente 13a ist mit dem Sensorelement 12 beispielsweise über einen Metalldraht elektrisch verbunden, verarbeitet ein elektrisches Signal, wie beispielsweise ein Signal, das eine Beschleunigung anzeigt, das von dem Sensorelement 12 ausgegeben wird, und gibt das verarbeitete Signal aus der Baugruppe 14 aus.
  • Der Deckel 16 ist aus einem Metallmaterial, wie etwa rostfreiem Stahl, hergestellt und in einer Position angeordnet, in der er die Öffnung 14a der Baugruppe 14 bedeckt. Mit anderen Worten befindet sich der Deckel 16 in einer Position, in der er das Sensorelement 12 und die Schaltungskomponente 13a bedeckt.
  • Der Sensor 10 umfasst eine Leitung 11, die sich von der Baugruppe 14 erstreckt, das Sensorelement 12, das auf einer Oberseite der Leitung 11 angeordnet ist, die Schaltungskomponente 13a, die auf der Oberseite der Leitung 11 angeordnet ist, die Baugruppe 14, die in sich das Sensorelement 12 und die Schaltungskomponente 13a aufnimmt, die Erdungselektrode 15, die mit der Leitung 11 elektrisch verbunden ist, und den Deckel 16, der eine Öffnung der Baugruppe 14 abdeckt.
  • Das Baugruppe 14 ist beispielsweise aus einem Harzmaterial, wie etwa einem Flüssigkristallpolymer hergestellt. Die Baugruppe 14 weist einen Bodenteil 14e und eine Seitenwand 14f auf, die sich von dem Bodenteil 14e nach oben in Richtung D10a erstreckt und den Innenraum 14b umgibt. Der Innenraum 14b öffnet sich aus der Baugruppe 14 durch die Öffnung 14a nach außen. Die Seitenwand 14f der Baugruppe 14 weist eine Innenwandfläche 14c auf, die dem Innenraum gegenüber der Seitenfläche 14h zugewandt ist. Die Seitenfläche 14h der Seitenwand 14f der Baugruppe 14 weist einen Abschnitt 14j auf, der der Leitung 11 zugewandt ist und sich weiter als ein sich annähernder Deckel 16 nach innen neigt. Das ”nach innen” bezieht sich hier auf eine Richtung zu dem Raum, in dem die Schaltungskomponente 13a und das Sensorelement 12 untergebracht sind. Ein großer Zwischenraum 14k kann zwischen der Leitung 11 und dem Abschnitt 14j der Seitenfläche 14h der Baugruppe 14 ausgebildet sein und ermöglicht es, dass die Leitung 11 leicht gebogen wird, so dass die Leitung 11 eine Federfunktion haben kann. Die Leitung 11 ist mit dem Deckel 16 elektrisch verbunden.
  • Die Leitung 11 weist einen Abschnitt 11k auf, der aus der Baugruppe 14 hervorragt. Der Abschnitt 11k der Leitung 11 umfasst die Abschnitte 11a und 11b.
  • Der Abschnitt 11a der Leitung 11 ragt von der Baugruppe 14 hervor und erstreckt sich entlang der Seitenfläche 14h der Baugruppe 14. In 2 erstreckt sich der Abschnitt 11a der Leitung 11 in Aufwärtsrichtung D10a, ist aber nicht auf diese Richtung beschränkt. Beispielsweise kann sich der Abschnitt 11a der Leitung 11 entlang der nach innen gerichteten Neigung der Seitenfläche 14h der Baugruppe 14 erstrecken.
  • Der Abschnitt 11a ist mit der Erdungselektrode 15 elektrisch verbunden. Auf diese Weise kann ein Potential des Deckels 16, der mit dem Abschnitt 11b der Leitung 11 verbunden ist, auf ein Massepotential reduziert werden.
  • Der Abschnitt 11b der Leitung 11 erstreckt sich in Richtung des Inneren des Gehäuses 14 und ist zwischen dem Deckel 16 und dem Baugruppe 14 angeordnet. Der Abschnitt 11b der Leitung 11 ist somit elektrisch mit dem Deckel 16 verbunden.
  • Diese Konfiguration bewirkt, dass die Spitze 11c (Abschnitt 11b) der gebogenen Leitung 11 durch eine Federkraft auf den Deckel 16 gedrückt wird, wodurch die elektrische Verbindung zwischen der Leitung 11 und dem Deckel 16 stabilgehalten wird.
  • 3 ist eine vergrößerte Ansicht des Sensors gemäß Ausführungsform 1. Der Abschnitt 11b ist in der Ausnehmung 20 angeordnet, die in dem oberen Rand 14g der Seitenwand 14f des Gehäuses 14 ausgebildet ist. Der obere Rand 14g der Seitenwand 14f bildet die Oberseite 14p der Baugruppe 14. Die Aussparung 20 hat eine Bodenfläche 20a und innere Seitenflächen 20b, die sich von der Bodenfläche 20a erstrecken und mit der Oberseite 14p des oberen Randes 14g der Baugruppe 14 verbunden sind.
  • Die Tiefe der Ausnehmung 20, d. h. der Abstand von der Bodenfläche 20a zur Oberseite 14p in Aufwärtsrichtung D10a, ist vorzugsweise größer als die Dicke T11 des Abschnitts 11b der Leitung 11. In diesem Fall ist, wenn ein Deckel 16 an der Baugruppe angebracht ist, der Spalt 19 zwischen der Bodenfläche 20a der Aussparung 20 des Gehäuses 14 und dem Abschnitt 11b der Leitung 11 ausgebildet. In dieser Konfiguration wird, ob die Leitung 11 den Deckel 16 in geeigneter Weise berührt, mit einer Röntgenprüfung bestimmt, die in einer Querrichtung ausgeführt wird, wodurch die Inspektion vereinfacht wird. Die Tiefe der Ausnehmung 20 ist nicht notwendigerweise größer als die Dicke T11 des Abschnitts 11b. Beispielsweise kann die Tiefe der Ausnehmung 20 im wesentlichen gleich der Dicke T11 des Abschnitts 11b sein. In diesem Fall kann der obere Rand 14g der Baugruppe 14 im wesentlichen bündig mit dem Abschnitt 11b der Leitung 11 sein, wodurch die Größe der Baugruppe 14 verringert wird.
  • Der Abschnitt 11b der Leitung 11 weist eine Seitenfläche 11f auf, die der inneren Seitenfläche 20b der Ausnehmung 20 zugewandt ist. Wie in 3 gezeigt ist, ist die Seitenfläche 11f des Abschnitts 11b vorzugsweise von der inneren Seitenfläche 20b der Ausnehmung 20 des Gehäuses 14 mit dem Spalt 21 zwischen der Seitenfläche 11f des Abschnitts 11b und der inneren Seitenfläche 20b der Ausnehmung 20 entfernt. Diese Konfiguration verhindert, dass die Seitenfläche 11f des Abschnitts 11b nicht durch die Baugruppe 14 behindert wird, d. h. verhindert, dass die Baugruppe 14 eine Bewegung das Abschnittes 11b verhindert, wodurch vermieden wird, dass die Baugruppe 14 die Federeigenschaft der Leitung 11 verringert. Die Spitze 11c des Abschnitts 11b ragt in Bezug auf die Innenwandfläche 14c der Baugruppe 14 nach innen (Linie L14, die in 2 gezeigt ist), d. h. in Richtung des Innenraums 14b hervor. Bei dieser Konfiguration wird, ob die Leitung 11 in geeigneter Weise angeordnet ist oder nicht, beispielsweise mit einer Röntgenprüfung in Aufwärtsrichtung D11a bestimmt, so dass die Inspektion vereinfacht werden kann.
  • Mehrere Anschlüsse 30, die mit einem externen Substrat verbunden sind, erstrecken sich von der Baugruppe 14.
  • Ein Verfahren zur Herstellung des Sensors 10 mit der obigen Konfiguration wird nachfolgend beschrieben.
  • 4 ist eine Querschnittsansicht des Sensors 10 zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Herstellung des Sensors 10.
  • Das Ende 40 der Baugruppe 14 ragt in Aufwärtsrichtung D10a von der Oberseite 14p des oberen Randes 14g der Seitenwand 14f der Baugruppe 14 hervor. Zunächst werden, wie in 4 gezeigt, das Sensorelement 12 und die Schaltungskomponente 13a an dem Bodenteil 14e der Baugruppe 14 beispielsweise mit einem Klebstoff befestigt.
  • Als nächstes wird der Deckel 16 angeordnet, während er die Spitze (Abschnitt 11b) der Leitung 11 drückt, wobei das Ende 40 der Baugruppe 14 nach innen gebogen wird, so dass der Deckel 16 zwischen dem Ende 40 und der Spitze (Abschnitt 11b) der Leitung 11 sandwichartig angeordnet wird.
  • Dieser Vorgang verbindet den Deckel 16 mit der Erdungselektrode 15, so dass das Sensorelement 12 und die Schaltungskomponente 13a in der Baugruppe 14 abgeschirmt und damit elektrisch gegen äußere elektromagnetische Wellen und statische Elektrizität geschützt werden können.
  • Da die mit dem Deckel 16 verbundene Leitung 11 durch einen Biegevorgang gebogen wird, so dass der Zwischenraum 14k an der Seitenfläche 14h der Baugruppe 14 ausgebildet wird, wird die Spitze 11c der Leitung 11, die mit dem Deckel 16 verbunden ist, als eine Feder verwendet und die Spitze 11c kontinuierlich auf den Deckel 16 gedrückt. So kann beispielsweise ein Vorgang mit Löten beseitigt werden.
  • In Übereinstimmung mit der Ausführungsform 1 wird der Deckel 16 nach unten in Richtung D10b angeordnet, worauf das Ende 40 der Baugruppe in Richtung D10c gebogen wird, so dass der Deckel 16 in dem Harz aufgenommen und fixiert wird. So kann beispielsweise ein Fixiervorgang unter Verwendung eines Klebstoffs beseitigt werden.
  • 5 ist eine vergrößerte Ansicht eines weiteren Sensors 10a gemäß Ausführungsform 1. In 5 sind Bauteile, die mit jenen des Sensors, der in den 1A bis 4 gezeigt ist, identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen. Bei dem Sensor 10a ist der Abschnitt 11b der Leitung 11 in zwei Abschnitte 11j durch den Schlitz 11h geteilt. Mit anderen Worten hat der Abschnitt 11b der Leitung 11 hat einen Schlitz 11h, der darin vorgesehen ist. Bei dem Sensor 10a kann der andere, wenn einer von zwei Abschnitten 11j der Leitung 11 eine Federeigenschaft verliert, den Deckel 16 berühren.
  • Der Schlitz 11h ist im wesentlichen in der Mitte des Abschnitts 11b der Leitung 11 in einer Breitenrichtung angeordnet.
  • 6 ist eine vergrößerte Ansicht eines weiteren Sensors 10b gemäß Ausführungsform 1. In 6 sind Bauteile, die mit jenen des in den 1A bis 4 gezeigten Sensors identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen. Der Abschnitt 11b der Leitung 11 hat eine Unterseite 11g und eine Oberseite 11e gegenüber der Unterseite 11g. Die Unterseite 11g ist der Bodenfläche 20a der Ausnehmung 20 zugewandt. Die Oberseite 11e weist nach oben in Richtung D10a. Die Seitenfläche 11f ist mit der Oberseite 11e und der Unterseite 11g verbunden. Bei dem Sensor 10b weist der Abschnitt 11b der Leitung 11 einen Vorsprung 11m auf, der von der Oberseite 11e in Aufwärtsrichtung D10a hervorragt. Selbst wenn sich Schneidspäne auf einer Oberfläche des Abschnitts 11b befinden, berührt der Deckel 16 den Abschnitt 11b der Leitung 11 einwandfrei.
  • Der Vorsprung 11m ist im wesentlichen in der Mitte des Abschnitts 11b in der Breitenrichtung angeordnet. Der Vorsprung 11m ist auf der Oberseite 11e des Abschnitts 11b der Leitung 11 angeordnet, der dem Deckel 16 zugewandt ist.
  • Der in 6 gezeigte Vorsprung 11m hat eine halbkugelförmige Gestalt, kann aber auch eine andere Form aufweisen, wie eine konische Form oder eine Pyramidenform.
  • Beispielhafte Ausführungsform 2
  • 7A ist eine perspektivische Ansicht des Sensors 100 gemäß der beispielhaften Ausführungsform 2. Der Sensor 100 umfasst das Baugruppensubstrat 104, den Leitungsanschluss 105, der von dem Baugruppensubstrat 104 hervorragt, und den Deckel 191, der auf dem Baugruppensubstrat 104 vorgesehen ist.
  • 7B ist eine perspektivische Ansicht des Sensors 100 zur Veranschaulichung einer internen Konfiguration des Baugruppensubstrats 104 mit Sensorelementen 101 und 102 des darauf montierten Sensors 100. 7B zeigt den Sensor 100, während sich der Deckel 191 des auf dem äußeren Substrat 106 angebrachten Baugruppensubstrats 104 öffnet.
  • Das Baugruppensubstrat 104 hat einen Innenraum 104b, der sich an der Öffnung 104p öffnet. Der Deckel 191 deckt die Öffnung 104p ab. Die Sensorelemente 101 und 102 und die Erfassungsschaltung 103 sind an der Bodenfläche 104c des Innenraums 104b des Baugruppensubstrats 104 angebracht. Die Erfassungsschaltung 103 ist elektrisch mit den Sensorelementen 101 und 102 verbunden, führt verschiedene Tätigkeiten auf der Basis von Ausgängen aus den Sensorelementen 101 und 102 aus und erfasst eine physikalische Größe.
  • Der Leitungsanschluss 105 ist aus dem Baugruppensubstrat 104 gezogen. Der Leitungsanschluss 105, der sich von dem Baugruppensubstrat 104 erstreckt, ist so konfiguriert, dass er mit dem externen Substrat 106 verbunden ist.
  • Der Sensor 100 ist ein kapazitiver Sensor, der eine Beschleunigung erkennt. Der Sensor 100 wird mit einer MEMS-Technik hergestellt.
  • Jedes der Sensorelemente 101 und 102 umfasst ein Lot zum Erfassen einer Beschleunigung in einer Richtung entlang einer Z-Achse und ein Lot zum Erfassen einer Beschleunigung in einer Richtung entlang einer X-Achse. Das heißt, es sind mehrere Lote in jedem der Sensorelemente 101 und 102 vorgesehen, um Beschleunigungen in zwei Achsenrichtungen zu erfassen.
  • 8 ist eine Draufsicht des Sensors 100. Die Sensorelemente 101 und 102 sind mit der Erfassungsschaltung 103 mit leitfähigen Drähten 103a aus Metall verbunden. 7B zeigt keine leitfähigen Drähte 103a.
  • 9A ist eine Querschnittsansicht des Sensors 100 entlang der Linie 9A-9A, die in 8 gezeigt ist. 9B ist eine Querschnittsansicht des Sensors 100 entlang der Linie 9B-9B, die in 8 gezeigt ist.
  • Die Bodenfläche 104c des Innenraums 104b in dem Baugruppensubstrat 104 weist eine Vertiefung 104a mit einer Bodenfläche 104d auf. Die Sensorelemente 101 und 102 sind nebeneinander auf der Bodenfläche 104d der Aussparung 104a des Baugruppensubstrats 104 angeordnet.
  • 10A ist eine Draufsicht auf die Sensorelemente 101 und 102. 10B ist eine Querschnittsansicht der Sensorelemente 101 und 102 und zeigt Querschnitte der Sensorelemente 101 und 102 entlang der Linie 9A-9A, die in 8 gezeigt ist. 11 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Sensorelementes 101. Das Sensorelement 101 weist aufeinander angeordnete Substrate 130, 131a und 131b auf. Das Substrat 130 ist zwischen den Substraten 131a und 131b angeordnet. Das Substrat 130 hat eine Oberfläche 1130, eine Oberfläche 2130 gegenüber der Oberfläche 1130 und einander gegenüberliegende Oberflächen 3130 und 4130, die mit den Oberflächen 1130 und 2130 verbunden sind. Das Substrat 131a hat eine Oberfläche 1131a, eine Oberfläche 2131a gegenüber der Oberfläche 1131a und Seitenflächen 3131a und 4131a, die gegenüberliegend zueinander mit den Oberflächen 1131a und 2131a verbunden sind. Das Substrat 131b hat eine Oberfläche 1131b und eine Oberfläche 2131b gegenüber der Oberfläche 1131b. Die Oberfläche 2131a des Substrats 131a ist mit der Oberfläche 1130 des Substrats 130 verbunden. Die Oberfläche 1131b des Substrats 131b ist mit der Oberfläche 2130 des Substrats 130 verbunden. Die Seitenfläche 3130 des Substrats 130 ist bündig mit der Seitenfläche 3131a des Substrats 131a. Die Seitenfläche 4130 des Substrats 130 ist bündig mit der Seitenfläche 4131a des Substrats 131a.
  • Das Substrat 130 umfasst ein Halteteil 113 mit einer Rahmenform, die den Innenraum 116 umgibt, das Lot 111 und ein Paar von Trägern 112a und 112b, die das Lot 111 mit dem Halteteil 113 verbinden. Das Lot 111 erfasst eine Beschleunigung in einer Richtung entlang der Achse AX1, während der Sensor 100 eine Beschleunigung in einer Richtung entlang der Z-Achse erfasst.
  • Das Lot 111 fungiert als Elektrode. In der folgenden Beschreibung wird, wenn die Aufmerksamkeit auf die Funktion des Lotes 111 als eine Elektrode gerichtet ist, das Lot 111 als gemeine Elektrode 111m dargestellt. Das Lot 111 hat eine Oberfläche 1111, die der Oberfläche 2131a des Substrats 131a zugewandt ist.
  • Das Substrat 131a ist mit festen Elektroden 115a und 115c und Durchgangsleitern 114a und 114c zum Extrahieren elektrischer Signale aus den festen Elektroden 115a und 115c zu einer Außenseite des Substrats 131a versehen. Die festen Elektroden 115a und 115b sind auf der Oberfläche 2131a des Substrats 131a angeordnet. Die festen Elektroden 115a und 115b sind einer Fläche 1111 des Lotes 111 zugewandt, wobei Zwischenräume zwischen der Oberfläche 1111 des Lotes 111 und jeder der festen Elektroden 115a und 115b angeordnet sind.
  • Eine Stirnfläche jedes Durchgangsleiters ist mit einer Metallplattierung oder anderen Materialien bedeckt, die als Elektrodenkontakt zum Verbinden mit einem leitfähigen Draht dienen, wobei der Durchgangsleiter einen Elektrodenkontakt umfasst.
  • Das Substrat 131b ist auf der Bodenfläche 104d der Ausnehmung 104a des Baugruppensubstrats 104 angeordnet.
  • Ein oder mehrere Durchgangsleiter 114a und 114c bilden eine Durchgangsleitergruppe 114. Die Durchgangsleiter 114a und 114c erstrecken sich zu den Seitenflächen 3131a und 4131a des Substrats 131a, um die elektrische Extraktion zu erleichtern, wenn das Sensorelement 101 seitlich ausgerichtet ist. Mit anderen Worten sind die Stirnflächen der Durchgangsleiter 114a und 114c der Durchgangsleitergruppe 114 von den Seitenflächen 3131a und 4131a des Substrats 131a freigelegt.
  • Das Substrat 130 kann beispielsweise ein SOI-Substrat sein. Somit können die Seitenflächen 3130 und 4130 des Substrats 130 zum Extrahieren eines elektrischen Signals aus der gemeinen Elektrode 111m (Lot 111) nach außen verwendet werden. Das elektrische Signal aus der gemeinen Elektrode 111m kann aus dem Durchgangsleiter 114b extrahiert werden, der auf einer Seitenfläche 3130 des Substrats 130 vorgesehen ist.
  • Das Paar Träger 112a und 112b erstreckt sich entlang der Halteachse AX21 parallel zur Achse AX2 senkrecht zur Achse AX1. Die Träger 112a und 112b sind einander gegenüberliegend in Bezug auf das Lot 111 auf der Halteachse AX21, erstrecken sich von dem Lot 111 in Richtungen entlang der Halteachse AX21 einander gegenüberliegend und sind mit dem Halteteil 113 verbunden, das eine Rahmenform aufweist, um das Lot 111 in Bezug auf das Halteteil 113 im Innenraum 116 beweglich zu halten.
  • Das heißt, die Achse AX1 und die Achse AX2 sind senkrecht zueinander und erstrecken sich parallel zur Oberfläche 1111 des Lotes 111.
  • 12 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Sensorelementes 102. Das Sensorelement 102 umfasst aufeinander gestapelte Substrate 140, 141a und 141b. Das Substrat 140 ist zwischen dem Substrat 141a und dem Substrat 141b angeordnet. Das Substrat 140 weist eine Oberfläche 1140 und eine Oberfläche 2140 gegenüber der Oberfläche 1140 auf. Das Substrat 141a weist eine Oberfläche 1141a und eine Oberfläche 2141a gegenüber der Oberfläche 1141a auf. Das Substrat 141b hat eine Oberfläche 1141b und eine Oberfläche 2141b gegenüber der Oberfläche 1141b. Die Oberfläche 2141a des Substrats 141a ist mit der Oberfläche 1140 des Substrats 140 verbunden, während die Oberfläche 1141b des Substrats 141b mit der Oberfläche 2140 des Substrats 140 verbunden ist.
  • Die Substrate 1300 und 140 können Halbleitersubstrate sein, die Silizium enthalten. Die Substrate 131a, 131b, 141a und 141b können Glas enthalten.
  • Das Substrat 140 umfasst ein Halteteil 123 mit einer Rahmenform, die den Innenraum 126, das Lot 121 und ein Paar von Trägern 122a und 122b verbindet, die das Lot 121 mit dem Halteteil 123 verbinden. Das Lot 121 erfasst eine Beschleunigung entlang der Achse AX3, und der Sensor 100 erfasst eine Beschleunigung in einer Richtung entlang der X-Achse.
  • Das Lot 121 dient als Elektrode. Wenn sich die folgende Beschreibung auf die Funktion des Lotes 121 als eine Elektrode konzentriert, wird das Lot 121 als gemeine Elektrode 121m bezeichnet. Das Lot 121 hat eine Oberfläche 1121, die der Oberfläche 2141a des Substrats 141a gegenüberliegt, mit einem Spalt zwischen den Flächen 1121 des Lotes 121 und der Oberfläche 2141a des Substrats 141a.
  • Das Substrat 141a umfasst feste Elektroden 125a und 125c und Durchgangsleiter 124a, 124b, 124c und 124d. Die Durchgangsleiter 124a und 124c extrahieren elektrische Signale, die man von den festen Elektroden 125a und 125c erhält, nach außen. Die Durchgangsleiter 124b und 124d extrahieren elektrische Signale nach außen, die man von der gemeinsamen Elektrode 121m erhält. Die festen Elektroden 125a und 125c sind auf der Oberfläche 2141a des Substrats 141a angeordnet. Die Oberfläche 1121 des Lotes 121 weist die festen Elektroden 125a und 125c mit einem Spalt zwischen der Oberfläche 1121 des Lotes 121 und jeder der Elektroden 125a und 125c auf.
  • Die Durchgangsleiter 124b und 124d sind elektrisch mit der gemeinsamen Elektrode 121m (Lot 121) verbunden.
  • Das Substrat 141b ist auf dem Baugruppensubstrat 104 derart angeordnet, dass die Oberfläche 2141b auf der Bodenfläche 104d der Vertiefung 104a des Baugruppensubstrats 104 angeordnet ist.
  • Die Durchgangsleiter 124a, 124b, 124c und 124d (Durchgangsleitergruppe 124) erstrecken sich zur Oberfläche 1141a des Substrats 141a derart, dass sie elektrische Signale aus dem Sensorelement 101 extrahieren. Mit anderen Worten sind die jeweilige Enden der Durchgangsleiter 124a, 124b, 124c und 124d der Durchgangsleitergruppe 124 von der Oberfläche 1141a des Substrats 141a freigelegt.
  • Jede der jeweiligen Randflächen der Durchgangsleiter 124a, 124b, 124c und 124d ist mit einer leitfähigen Beschichtung überzogen, wie z. B. einer Metallplattierung, die als ein Elektrodenkontakt dient, um mit dem leitfähigen Draht 103a verbunden zu werden. Die Durchgangsleiter 124a, 124b, 124c und 124d umfassen Metallkontakte ähnlich dem Sensorelement 101.
  • Das Paar von Trägern 122a und 122b erstreckt sich entlang der Halteachse AX41 parallel zur Achse AX4 senkrecht zur Achse AX3. Insbesondere sind die Träger 122a und 122b einander gegenüberliegend in Bezug auf das Lot 121 auf der Halteachse AX41, erstrecken sich entlang der Halteachse AX41 in entgegengesetzten Richtungen und sind mit dem Halteteil 123 verbunden, der eine Rahmenform aufweist, um das Lot 121 in Bezug auf den Halteteil 123 im Innenraum 126 beweglich zu halten. Die Achse AX3 und die Achse AX4 sind senkrecht zueinander und erstrecken sich parallel zur Oberfläche 1121 des Lotes 121.
  • Die Achse AX5 senkrecht zur Achse AX1 und Achse AX2 ist definiert. Achse AX6 senkrecht zur Achse AX3 und Achse AX4 ist definiert.
  • Bei dem Sensor 100 gemäß Ausführungsform 2 sind die Sensorelemente 101 und 102 so angeordnet, dass die Achse AX5 senkrecht zur Achse AX6 ist.
  • Ein Betrieb des Sensors 100 gemäß Ausführungsform 2 wird nachfolgend beschrieben.
  • 13 ist eine Querschnittsansicht des Sensorelementes 102 entlang der Linie 13-13, die in 12 gezeigt ist, bei der eine Beschleunigung in einer Richtung entlang der X-Achse nicht auf das Sensorelement 102 wirkt. 14 ist ein äquivalentes Schaltbild des Sensors 100 zur Veranschaulichung eines Betriebs des Sensors 100, der eine Beschleunigung in einer Richtung entlang der X-Achse erfasst. Wenngleich eine Beschleunigung in der Richtung entlang der X-Achse nicht wirkt, wie es in 14 gezeigt ist, ist die Kapazität C1 zwischen dem Lot 121 und der festen Elektrode 125a und die Kapazität C2 zwischen dem Lot 121 und der festen Elektrode 125c gleich der parasitären Kapazität C0. Die Erfassungsschaltung 103 berechnet einen Differenzwert (C1 – C2 = C0 – C0 = 0) zwischen den Kapazitäten C1 und C2 und gibt den Differenzwert als X-Ausgang aus.
  • 15 ist eine Querschnittsansicht des Sensorelementes 102, wenn eine Beschleunigung von 1G auf das Sensorelement 102 in einer Richtung entlang der X-Achse wirkt. 16 ist ein äquivalentes Schaltbild des Sensors 100, wenn eine Beschleunigung von 1G auf das Sensorelement 102 in der Richtung entlang der X-Achse wirkt.
  • Wenn eine Beschleunigung von 1G in der X-Achsenrichtung wirkt, wie in 15 gezeigt, dreht sich das Lot 121 um die Träger 122a und 122b, d. h. um die Halteachse AX41. Wie in 16 gezeigt, ist die Kapazität C1 zwischen dem Lot 121 und der festen Elektrode 125a die Kapazität (C0 + ΔC), die die Summe der parasitären Kapazität C0 und der Empfindlichkeitskapazität ΔC ist, während die Kapazität C2 zwischen dem Lot 121 und der festen Elektrode 125c die Kapazität (C0 – ΔC) ist, die die Summe der parasitären Kapazität C0 und der Empfindlichkeitskapazität –ΔC ist. Die Erfassungsschaltung 103 berechnet einen Differenzwert (C1 – C2 = 2·ΔC) zwischen den Kapazitäten C1 und C2 und gibt den Differenzwert als X-Ausgang aus.
  • Das Sensorelement 102 erfasst somit eine Beschleunigung in einer Richtung entlang der X-Achse auf der Grundlage einer Änderung der Kapazitäten. Das Sensorelement 101 erfasst eine Beschleunigung in einer Richtung entlang einer Z-Achse ähnlich dem Sensorelement 102 mit Ausnahme der Stelle, von der sich eine Elektrode erstreckt.
  • Bei den Sensorelementen 101 und 102 drehen sich die Lote 111 und 121 um die Halteachsen AX21 bzw. AX41 aufgrund von Beschleunigungen entlang von Achsen, die nicht von einer zu detektierenden Achse sind. Somit korrigiert die Erfassungsschaltung 103 eine Ausgabe des Sensorelementes 102 aufgrund einer Beschleunigung in einer Richtung entlang der Z-Achse auf der Grundlage eines Erfassungsergebnisses einer Beschleunigung in der Richtung entlang der Z-Achse durch das Sensorelement 101 und korrigiert eine Ausgabe des Sensorelementes 101 infolge einer Beschleunigung in einer Richtung entlang der X-Achse auf der Grundlage eines Erfassungsergebnisses einer Beschleunigung in einer Richtung entlang der X-Achse durch das Sensorelement 102.
  • Bei dem in der PTL 3 offenbarten herkömmlichen Sensor befinden sich die X-Achse, die Y-Achse und die Z-Achse allesamt auf derselben Ebene. Um also eine Ausgabe infolge einer Beschleunigung entlang von Achsen außer einer Erfassungsachse zu korrigieren, müssen drei Achsen der X-Achse, der Y-Achse und der Z-Achse erfasst werden, wodurch die Größe des Sensors zunimmt.
  • Der Sensor 100 gemäß Ausführungsform 2 bietet die folgenden Vorteile (1) bis (4):
    • (1) Beim Erfassen der Beschleunigung entlang der X-Achse und der Z-Achse wird die Empfindlichkeit gegenüber Beschleunigungen entlang anderer Achsen reduziert.
    • (2) Fehler bei der Montage der Sensorelemente 101 und 102 werden reduziert.
    • (3) Die Verbindung zwischen den Sensorelementen 101 und 102 und der Erfassungsschaltung 103 ist vereinfacht.
    • (4) Eine Ausgabe, während der keine Beschleunigung wirkt, wird stabilisiert.
  • Vorteil (1) wird im Folgenden detailliert beschrieben. Die Sensorelemente 101 und 102 sind so angeordnet, dass die Halteachse AX21, auf der die Träger 112a und 112b des Sensorelementes 101 angeordnet sind, parallel zu der Halteachse AX41 (Achse AX4) ist, auf der sich die Träger 122a und 122b des Sensorelementes 102 auf einer Projektionsebene des Sensors 100 von oben, das heißt, in einer Ansicht von oben angeordnet sind. Bei einer derartigen Anordnung dreht sich das Lot 111 des Sensorelementes 101 leicht aufgrund der Beschleunigung in einer Richtung entlang der X-Achse um die Halteachse AX21, wird aber aufgrund einer Beschleunigung in einer Richtung entlang der Y-Achse kaum verschoben. Andererseits dreht sich das Lot 121 des Sensorelementes 102 leicht aufgrund der Beschleunigung in einer Richtung entlang der Z-Achse um die Halteachse AX41, wird aber aufgrund einer Beschleunigung in einer Richtung entlang der Y-Achse kaum verschoben. Das Sensorelement 101 dient zum Erfassen einer Beschleunigung in einer Richtung entlang der Z-Achse, während das Sensorelement 102 zum Erfassen einer Beschleunigung in einer Richtung entlang der X-Achse verwendet wird. Somit kann eine Korrektur auf der Grundlage der Ergebnisse der Erfassungen ausgeführt werden. Da die Lote 111 und 121 aufgrund einer Beschleunigung in einer Richtung entlang der Y-Achse kaum verschoben werden, erfasst der Sensor 100 Beschleunigungen entlang zweier Achsen (X-Achse und Z-Achse), während die Empfindlichkeit gegenüber einer Beschleunigung entlang der anderen Achse (Y-Achse) verringert wird.
  • Vorteil (2) wird im Folgenden beschrieben. Da die Achse AX5 im Sensorelement 101 senkrecht zur Achse AX6 im Sensorelement 102 ist, weisen die Sensorelemente 101 und 102, von oben betrachtet, völlig unterschiedliche Formen (Erscheinungen) auf (siehe 10B). Als Ergebnis kann, während die Sensorelemente 101 und 102 auf dem Baugruppensubstrat 104 montiert werden, eine Verwechslung zwischen den Sensorelementen 101 und 102 verhindert werden.
  • Vorteil (3) wird im Folgenden beschrieben. Die Höhe der Seitenfläche 3130 des Sensorelementes 101 ist im wesentlichen gleich der Höhe der Oberfläche 1141a des Sensorelementes 102. Als ein Ergebnis müssen die Bedingungen für die Verbindung zwischen der Erfassungsschaltung 103 und jedem der Sensorelemente 101 und 102 für den Fall beispielsweise einer Verbindung mit Draht-Bonden nicht justiert werden, und die Verbindung kann leicht ausgeführt werden.
  • Die Höhe der Seitenfläche 3130 des Sensorelementes 101 ist vorzugsweise gleich der Höhe der Oberfläche 1141a des Sensorelementes 102 durch Einstellen der Dicken der Substrate 131b und 141b. Eine Verringerung der Dicken des Substrats 131a und des Substrats 141a ermöglicht es, dass die Durchgangsleiter leicht ausgebildet werden können.
  • Die Vorteile (4) werden im Folgenden beschrieben. Das Lot 111 und die Träger 112a und 112b des Sensorelementes 101 haben die gleichen Strukturen wie diejenigen des Lotes 121 und der Träger 122a und 122b des Sensorelementes 102. Die Sensorelemente 101 und 121 sind während der Drehung um 90 Grad zueinander angeordnet, so dass Beschleunigungen in Richtungen entlang verschiedener Achsen, d. h. der X-Achse und der Y-Achse, erkannt werden. Bei jedem des Sensorelementes 101 und des Sensorelementes 102 werden, da feste Elektroden nur auf einer Oberfläche (Oberfläche 2131a des Substrats 131a und Oberfläche 2141a des Substrats 141a, die in den 11 und 12 gezeigt ist) vorgesehen sind, selbst wenn sich ein Spalt zwischen der Oberfläche 1111 des Lotes 111 und jeder der festen Elektroden 115a und 115c und ein Spalt zwischen der Oberfläche 1121 des Lotes 121 und jeder der festen Elektroden 125a und 125c ändern, diese Änderungen aufgehoben und beeinflussen nicht die von den Elektroden ausgegebenen Signale. Somit kann der Sensor 100, der eine Beschleunigung in einer Richtung entlang der Z-Achse und eine Beschleunigung in einer Richtung senkrecht zur Z-Achse erfasst, einen Ausgang stabilisieren, den man erhält, wenn keine Beschleunigung wirkt.
  • In der obigen Beschreibung haben das Substrat 131a des Sensorelementes 101 und das Substrat 141a des Sensorelementes 102 unterschiedliche Strukturen, können aber dieselbe Struktur aufweisen. In diesem Fall können ähnliche Vorteile erzielt werden. Die Durchgangsleiter 114a und 114c sind vorzugsweise bezüglich des Lotes 111 symmetrisch zueinander, während die Durchgangsleiter 124a, 124b, 124c und 124d bezüglich des Lotes 121 symmetrisch zueinander sind. Diese Anordnung gleicht auch Änderungen der oben beschriebenen Spalte aus, wenn Expansion oder Kontraktion aufgrund einer Temperaturänderung auftritt.
  • 17 ist eine perspektivische Ansicht eines weiteren Substrats 131a des Sensorelementes 101. In 17 sind Bauteile, die mit denen des in 11 dargestellten Substrats 131a identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen. Bei dem Substrat 131a, das in 11 gezeigt ist, sind die Durchgangsleiter 114a und 114c mit den festen Elektroden 115a bzw. 115c verbunden. Das in 17 gezeigte Substrat 131a umfasst weiterhin die auf der Oberfläche 1131a vorgesehenen Durchgangsleiter 114b und 114d. Die Durchgangsleiter 114b und 114d sind mit der gemeinen Elektrode 111m (Lot 111) verbunden, um elektrische Signale zu extrahieren.
  • Bei dem Substrat, das in 17 gezeigt ist, erlauben die Durchgangsleiter 114a, 114b, 114c und 114d, dass die Durchgangsleiter 114b und 114d symmetrisch zueinander in Bezug auf das Lot 111 in einer Projektionsebene von oben, d. h. in einer Ansicht von oben, angeordnet sind. Eine Änderung jedes der Spalte zwischen dem Lot 111 (der gemeinsamen Elektrode 111m) und der jeweiligen festen Elektrode 115a und 115b, die durch eine Temperaturänderung aufgrund einer Differenz zwischen den linearen Ausdehnungskoeffizienten der Substrate 130, 131a und 131b verursacht wird, d. h. Änderungen der Kapazitäten C1 und C2, können einander gleichen. Somit kann das Sensorelement 101 stabil in Bezug auf die Temperatur arbeiten.
  • 18A und 18B sind eine Draufsicht bzw. eine Querschnittsansicht eines weiteren Sensors 100a gemäß Ausführungsform 2. In 18A und 18B sind Bauteile, die mit jenen des Sensors aus 7A bis 16 identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen. 18A und 18B zeigen Querschnitte des Sensors 100a, aus den gleichen Positionen wie in 10A bzw. 10B. Der in den 18A und 18B gezeigte Sensor weist anstelle des Sensorelementes 102 ein Sensorelement 152 auf.
  • Der Sensor 100 gemäß Ausführungsform 2 erfasst Beschleunigungen in Richtungen entlang zweier Achsen, d. h. der X-Achse und der Z-Achse. Der in den 18A und 18B gezeigte Sensor 100a erfasst Beschleunigungen in Richtungen von zwei Achsen, d. h. der Y-Achse und der Z-Achse. Das Sensorelement 152 hat die gleiche Konfiguration wie das Sensorelement 102 des in den 7A bis 16 gezeigten Sensors 100, der die Substrate 130, 131a und 131b umfasst. Das Sensorelement 152 umfasst Durchgangsleiter 174a und 174b, die mit den festen Elektroden 125a und 125b verbunden sind, und den Durchgangsleiter 174c, der mit der gemeinen Elektrode 121m verbunden ist, ähnlich den Durchgangsleitern 124a und 124b und dem Durchgangsleitleiter 124c des Sensorelementes 102. Ein Paar von Trägern 112a und 112b ist auf der Halteachse AX41 angeordnet. Die Achse AX5 ist parallel zur Oberfläche 1121 des Lotes 121 und steht senkrecht zu der Achse AX4 (Halteachse AX41). Die Achse AX3 des Sensorelementes 102 ist parallel zu der Achse AX2 und der Halteachse AX21 des Sensorelementes 101. Die Achse AX6 des Sensorelementes 152 steht senkrecht zur Achse AX5 des Sensorelementes 101 und die Achsen AX5 und AX6 erstrecken sich in verschiedenen Richtungen. Die Achse AX4 des Sensorelementes 152 erstreckt sich in einer Richtung entlang der X-Achse. Das Sensorelement 152 erfasst eine Beschleunigung in einer Richtung entlang der Y-Achse. Da das Sensorelement 101 eine Beschleunigung in einer Richtung entlang der Z-Achse erfasst, kann der Sensor 100a Beschleunigungen in Richtungen entlang zweier Achsen, d. h. der Y-Achse und der Z-Achse, erfassen. Der in den 18A und 18B gezeigte Sensor kann die Vorteile (2) bis (4) bieten.
  • Beispielhafte Ausführungsform 3
  • 19A und 19B sind Querschnittsansichten des Sensors 100b gemäß der beispielhaften Ausführungsform 3. In 19A und 19B sind Bauteile, die mit jenen des Sensors 100 gemäß Ausführungsform 2 identisch sind, die 9A und 9B gezeigt ist, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet versehen. Der Sensor 100b hat im wesentlichen das gleiche Aussehen wie der Sensor 100 gemäß Ausführungsform 2. 19A und 19B zeigen Querschnitte des Sensors 100b, aus denselben Positionen wie in 9A bzw. 9B.
  • 20A ist eine Draufsicht des Sensors 100b. 20B ist eine Querschnittsansicht des Sensors 100b. 20A und 20B zeigen Querschnitte des Sensors 100b aus denselben Positionen wie in 10A bzw. 10B.
  • Die Bodenfläche 104c des Innenraums 104b im Baugruppensubstrat 104 des Sensors 100b weist Ausnehmungen 204a und 204b mit unterschiedlichen Tiefen auf, die darin vorgesehen sind. Die Ausnehmungen 204a und 204b haben Bodenflächen 204c und 204d mit unterschiedlichen Tiefen. Gemäß Ausführungsform 3 sind die Ausnehmungen 204a und 204b miteinander verbunden. Die Sensorelemente 101 und 102 sind nebeneinander in den Ausnehmungen 204a bzw. 204b derart angeordnet, dass die Sensorelemente 101 und 102 auf den Bodenflächen 204c und 204d der Ausnehmungen 204a und 204b des Baugruppensubstrats 104 angeordnet sind.
  • Bei dem Sensor 100b gemäß Ausführungsform 3 haben die Sensorelemente 101 und 102 unterschiedliche Dicken in einer Richtung entlang der Z-Achse, wie in 19A und 20B gezeigt. Die Tiefen der Ausnehmungen 204a und 204b in dem Baugruppensubstrat 104 sind in Übereinstimmung mit den Dicken der Sensorelemente 101 und 102 festgelegt. Gemäß Ausführungsform 3 ist die Dicke des Sensorelementes 101 entlang einer Richtung entlang der Z-Achse größer als die Dicke des Sensorelementes 102 in einer Richtung entlang der Z-Achse. Die Tiefe der Ausnehmung 204b ist kleiner als die Tiefe der Ausnehmung 204a.
  • Die Ausnehmungen 204a und 204b gestatten es, dass die Höhe von dem untersten Teil der Bodenfläche des Baugruppensubstrats 104 (d. h. der Bodenfläche 204c der Ausnehmung 204a) zu der Oberseite des Sensorelementes 101 im wesentlichen gleich der Höhe von diesem untersten Teil zu der Oberseite des Sensorelementes 102 ist. Diese Konfiguration ermöglicht es dem Sensor 100b, dass die Lote 111 und 121 bezüglich der Temperatur stabil sind.
  • In dem Sensor 100b sind die Achse AX2 und die Achse AX4 in verschiedenen Höhen positioniert. Die Achse AX2 verläuft im wesentlichen durch die Mitte (die Mitte im Querschnitt) des Lotes 111, während die Achse AX4 im wesentlichen durch die Mitte (die Mitte im Querschnitt) des Lotes 121 verläuft.
  • Diese Ausgestaltung bietet neben den oben beschriebenen Vorteilen (1) bis (4) einen Vorteil (5).
    • (5) Die Merkmale der Sensorelemente 101 und 102 können unabhängig voneinander eingestellt werden.
  • Vorteil (5) wird unten detailliert erläutert. Die Sensorelemente 101 und 102 sind in dem Baugruppensubstrat 104 in Ausrichtungen angeordnet, die sich um 90 Grad voneinander unterscheiden. Wie in 11 und 12 gezeigt, haben die Substrate 131a und 141a unterschiedliche Strukturen. Um eine Änderung in einem Spalt zwischen dem Lot und der festen Elektrode aufgrund einer Temperaturänderung der Sensorelemente 101 und 102 zu optimieren, ist es notwendig, die Dicken der Substrate 131b und 141b zu ändern. Das Baugruppensubstrat 104 gemäß Ausführungsform 3 ermöglicht es, dass die Merkmale der Sensorelemente 101 und 102 unabhängig voneinander zusätzlich zu dem Vorteil einer einfachen Verbindung mit der Erfassungsschaltung 103 unabhängig voneinander eingestellt werden können.
  • Gemäß der Ausführungsform 3 haben die Ausnehmungen 204a und 204b des Baugruppensubstrats 104 unterschiedliche Tiefen. Die Ausnehmungen 204a und 204b können dieselbe Tiefe aufweisen, während die Sensorelemente 101 und 102 unterschiedliche Dicken aufweisen können, wodurch dieselben Wirkungen erzeugt werden. In diesem Fall kann das Baugruppensubstrat 104 leicht hergestellt werden, wobei eine Veränderung beim Ausbilden des Baugruppensubstrats 104 die Eigenschaften weniger beeinflusst.
  • Beispielhafte Ausführungsform 4
  • 21 ist eine Draufsicht des Baugruppensubstrats 104 des Sensors 300 gemäß der beispielhaften Ausführungsform 4 zur Veranschaulichung einer internen Konfiguration des Baugruppensubstrats 104. 22 ist eine Draufsicht auf die Sensorelemente 301 und 302 des Sensors 300. In 21 und 22 sind Bauteile, die mit denen des Sensors 100 gemäß der in den 7A bis 16 dargestellten Ausführungsform 2 identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Das Sensorelement 301 umfasst die Substrate 130, 131a und 131b des Sensors 101 gemäß der Ausführungsform 2, die aufeinander gestapelt sind, und die Durchgangsleiter 314a, 314b und 314c, die mit den festen Elektroden 115a und 115c und der gemeinen Elektrode 111m (Lot 111) verbunden sind. Das Sensorelement 302 umfasst die Substrate 140, 141a und 141b des Sensors 102 gemäß der Ausführungsform 2, die aufeinander gestapelt sind, und die Durchgangsleiter 324a, 324b und 324c, die mit den festen Elektroden 125a und 125c und der gemeinen Elektrode 121m (Lot 121) verbunden sind.
  • Die Durchgangsleiter 314a, 314b, 314c, 324a, 324b und 324c sind an Stellen angeordnet, die leicht mit der Erfassungsschaltung 103 verbunden werden können. Die Durchgangsleiter 314a, 314b und 314c sind parallel zu der Erfassungsschaltung 103 angeordnet.
  • Die Durchgangsleiter 324a und 324c sind nebeneinander auf dem Substrat 141a angeordnet, während der Durchgangsleiter 324b auf dem Substrat 141b angeordnet ist.
  • Die Durchgangsleiter 314a, 314b, 314c, 324a, 324b und 324c sind mit der Erfassungsschaltung 103 mit leitfähigen Drähten 1314a, 1314b, 1314c, 1324a, 1324b bzw. 1324c aus Metall verbunden.
  • Die leitfähigen Drähte 1314a, 1314b, 1314c, 1324a, 1324b und 1324c sind im wesentlichen parallel zueinander in einer Draufsicht, d. h. in einer Ansicht von oben.
  • Die leitfähigen Drähte 1314a, 1314b, 1314c, 1324a, 1324b und 1324c haben bogenförmige Formen in einer Draufsicht, d. h. in einer Ansicht.
  • Der leitfähige Draht 1324b, der den Durchgangsleiter 324b mit der Erfassungsschaltung 103 verbindet, erstreckt sich im wesentlichen parallel zu dem leitfähigen Draht 1324c, der den Durchgangsleiter 324c mit der Erfassungsschaltung 103 verbindet, in einer Draufsicht, d. h. in einer Ansicht von oben.
  • Die leitfähigen Drähte 1324b und 1324c haben bogenartige Formen, die in der Richtung D300a in einer Draufsicht, d. h. in einer Ansicht von oben, hervorragen. Der leitfähige Draht 1324a hat eine bogenförmige Gestalt, die in Richtung D300b entgegengesetzt zur Richtung D300a in einer Draufsicht, d. h. in einer Ansicht von oben, hervorragt. Mit anderen Worten ist der Abstand zwischen dem leitfähigen Draht 1324a und dem leitfähigen Draht 1324b kleiner als der Abstand zwischen dem leitfähigen Draht 1324a und dem leitfähigen Draht 1324c. Mit anderen Worten haben die leitfähigen Drähte 1324a und 1324c bogenartige Formen, die in entgegengesetzten Richtungen in einer Draufsicht, d. h. in einer Ansicht von oben, hervorragen.
  • Der Sensor 300 gemäß Ausführungsform 4 unterscheidet sich von den Sensoren gemäß den Ausführungsformen 1 und 2 dadurch, dass die Sensorelemente 301 und 302 eine identische Form aufweisen und Sensorelemente 301 und 302 in dem Baugruppensubstrat 104 angeordnet sind, wobei sie um 90 Grad zueinander gedreht sind.
  • Andere Teile der Konfiguration und des Betriebs, zum Beispiel des Sensors 300, sind ähnlich zu denen der anderen Ausführungsformen.
  • Diese oben beschriebene Konfiguration bietet neben den Vorteilen (2), (3) und (4) unten einen Vorteil.
    • (6) Bei der Erfassung entlang der X-Achse und der Y-Achse kann die Empfindlichkeit entlang der anderen Achsen reduziert werden.
  • Vorteil (6) wird im Folgenden beschrieben. Da das Sensorelement 301 und das Sensorelement 302 im Baugruppensubstrat 104 angeordnet sind, während sie um 90° zueinander verdreht sind, sind die Sensorelemente 301 und 302 so angeordnet, dass die Achse AX2 (Halteachse AX21) des Sensorelementes 301 parallel zur Achse AX4 (Halteachse AX41) des Sensorelementes 302 in einer Draufsicht des Sensors 300, also in einer Ansicht von oben ist. Bei dieser Anordnung bewegt sich das Lot 111 in dem Sensorelement 301 aufgrund einer Beschleunigung in einer Richtung entlang der X-Achse leicht um die Halteachse AX21, wird aber aufgrund einer Beschleunigung in der Z-Achsenrichtung kaum verschoben. Andererseits dreht sich in dem Sensorelement 302 das Lot 121 aufgrund einer Beschleunigung in einer Richtung entlang der Y-Achse leicht um die Halteachse AX41, wird aber aufgrund einer Beschleunigung in einer Richtung entlang der Z-Achse kaum verschoben. Da das Sensorelement 301 zum Erfassen einer Beschleunigung in einer Richtung entlang der X-Achsenrichtung verwendet wird und das Sensorelement 302 zum Erfassen einer Beschleunigung in einer Richtung entlang der Y-Achse verwendet wird, kann ein Ausgang eines Sensorelementes auf der Grundlage eines Erfassungsergebnisses des anderen Sensorelementes korrigiert werden. Eine Beschleunigung in einer Richtung entlang der Z-Achse verschiebt die Lote 111 und 121 der Sensorelemente 301 und 302 strukturell kaum. Obwohl die Erfassung entlang zweier Achsen (X-Achse und Y-Achse) erfolgt, kann die Empfindlichkeit entlang der anderen Achse (Z-Achse) leicht reduziert werden.
  • Da außerdem das Sensorelement 301 und das Sensorelement 302 in den Positionen der Durchgangsleiter darin unterschiedlich sind, kann ein Fehler bei der Anbringung des Sensorelementes 301 und des Sensorelementes 302 reduziert werden.
  • 23 ist eine Draufsicht des Baugruppensubstrats 104 eines weiteren Sensors 300a gemäß Ausführungsform 4 zur Veranschaulichung einer internen Konfiguration des Baugruppensubstrats 104. 24 ist eine Draufsicht auf die Sensorelemente 301 und 302 des Sensors 300a. In 23 und 24, sind Bauteile, die mit jenen des in den 21 und 22 gezeigten Sensors 300 identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen. Bei dem in 21 und 22 gezeigten Sensor 300 sind das Sensorelement 301 und das Sensorelement 302 direkt mit der Erfassungsschaltung 103 über leitfähige Drähte verbunden. Andererseits sind bei dem Sensor 300a, der in 23 und 24 gezeigt ist, die Sensorelemente 301 und 302 mit der Erfassungsschaltung 103 über das Baugruppertsubstrat 104 verbunden. In diesem Fall haben das Sensorelement 301 und das Sensorelement 302 eine identische Konfiguration und können angeordnet sein, während sie um 90 Grad unterschiedlich zueinander gedreht sind. Somit kann deren Herstellung vereinfacht werden.
  • Beispielhafte Ausführungsform 5
  • 25 ist eine Draufsicht des Baugruppensubstrats 104 des Sensors 400 gemäß der beispielhaften Ausführungsform 5 zur Veranschaulichung einer internen Konfiguration des Baugruppensubstrats 104. 26 ist eine Draufsicht auf die Sensorelemente 401 und 402 des Sensors 400. In 25 und 26 sind Bauteile, die mit jenen des Sensors 100 gemäß Ausführungsform 2, der in 7A bis 16 gezeigt ist, identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Das Sensorelement 401 umfasst die Substrate 130, 131a und 131b des Sensors 101 gemäß der Ausführungsform 2, die aufeinander gestapelt sind, und die Durchgangsleiter 414a, 414b und 414c, die mit den festen Elektroden 115a und 115c und der gemeinen Elektrode 111m (Lot 111) verbunden sind. Das Sensorelement 402 umfasst die Substrate 140, 141a und 141b des Sensors 102 gemäß der Ausführungsform 2, die aufeinander gestapelt sind, und die Durchgangsleiter 424a, 424b und 424c, die mit den festen Elektroden 125a und 125c und der gemeinen Elektrode 121m (Lot 121) verbunden sind.
  • Die Durchgangsleiter 414a, 414b, 414c, 424a, 424b und 424c sind an Stellen angeordnet, die einfach mit der Erfassungsschaltung 103 verbunden werden können.
  • Die Durchgangsleiter 414a, 414b und 414c sind parallel zur Erfassungsschaltung 103 angeordnet.
  • Die Durchgangsleiter 424a und 424c sind nebeneinander auf dem Substrat 141a angeordnet. Der Durchgangsleiter 424b ist auf dem Substrat 141b angeordnet.
  • Das Sensorelement 401 erfasst eine Beschleunigung in einer Richtung entlang einer Z-Achse und entspricht dem Sensorelement 101 gemäß Ausführungsform 2. Das Sensorelement 402 erfasst eine Beschleunigung in einer Richtung entlang einer Y-Achse und entspricht dem Sensorelement 102 gemäß Ausführungsform 2. Im Gegensatz zu dem Sensor 100 gemäß Ausführungsform 2, stimmen bei dem Sensor 400 die Halteachse AX21 (Achse AX2), entlang der sich die Träger 112a und 112b des Sensorelementes 401 erstrecken, und die Achse AX41 (Achse AX4) entlang der sich die Träger 122a und 122b des Sensorelementes 402 erstrecken, im wesentlichen mit einer Richtung entlang einer X-Achse überein.
  • Andere Teile der Konfiguration und des Betriebs des Sensors 400 sind ähnlich jenen von Sensoren gemäß den anderen Ausführungsformen.
  • Diese Ausgestaltung bietet neben den Vorteilen (2), (3) und (4) einen Vorteil, der im Folgenden beschrieben ist.
    • (7) Bei der Erfassung entlang der Y-Achse und der Z-Achse kann die Empfindlichkeit entlang der anderen Achsen reduziert werden.
  • Vorteil (7) wird im Folgenden beschrieben. Die Sensorelemente 401 und 402 sind in dem Baugruppensubstrat 104 so angeordnet, dass die Achse AX2 und die Achse AX4 mit einer Richtung entlang der X-Achse zusammenfallen. Bei dieser Anordnung bewegt sich das Lot 111 in dem Sensorelement 401 aufgrund einer Beschleunigung in einer Richtung entlang der Z-Achse leicht um die Halteachse AX21, wird aber aufgrund einer Beschleunigung in einer Richtung entlang der X-Achse kaum verschoben. Andererseits dreht sich in dem Sensorelement 302 das Lot 121 aufgrund einer Beschleunigung in einer Richtung entlang der Y-Achse um AX41, wird aber aufgrund einer Beschleunigung in einer Richtung entlang der X-Achse kaum verschoben. Da das Sensorelement 401 zum Erfassen einer Beschleunigung in einer Richtung entlang der Z-Achse verwendet wird und das Sensorelement 402 zum Erfassen einer Beschleunigung in einer Richtung entlang der Y-Achse verwendet wird, kann ein Ausgang eines Sensorelementes auf der Grundlage eines Erfassungsergebnisses des anderen Sensorelementes korrigiert werden. Eine Beschleunigung in einer Richtung entlang der X-Achse verschiebt die Lote 111 und 121 der Sensorelemente 401 und 402 strukturell nur wenig. Obwohl die Erfassung entlang zweier Achsen (Y-Achse und Z-Achse) erfolgt, kann die Empfindlichkeit gegenüber der anderen Achse (X-Achse) ohne Probleme reduziert werden.
  • Da sich die Sensorelemente 401 und 402 in den Konfigurationen, wie in 25 und 26 gezeigt, und in den Positionen der Durchgangsleiter unterscheiden, kann darüber hinaus ein Fehler, der durch eine Verwechslung zwischen den Sensorelementen 401 und 402 bei der Montage verursacht wird, reduziert werden.
  • 27 ist eine Draufsicht des Baugruppensubstrats 104 eines weiteren Sensors 400a gemäß Ausführungsform 5 zur Veranschaulichung einer internen Konfiguration des Baugruppensubstrats 104. 28 ist eine Draufsicht auf die Sensorelemente 401 und 402 des Sensors 400a. In 27 und 28 sind Bauteile, die mit denen des Sensors aus 25 und 26 identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen. Bei dem Sensor in 25 und 26 sind das Sensorelement 401 und das Sensorelement 402 direkt mit der Erfassungsschaltung 103 verbunden. Bei dem in den 27 und 28 gezeigten Sensor sind die Sensorelemente 401 und 402 durch das Baugruppensubstrat 104 mit der Erfassungsschaltung 103 verbunden. Bei einer derartigen Anordnung der Durchgangsleiter weisen das Sensorelement 401 und das Sensorelement 402 unterschiedliche Konfigurationen auf, wobei ein Fehler bei der Anbringung des Sensorelementes 401 und des Sensorelementes 402 ähnlich der oben beschriebenen Konfiguration reduziert werden kann.
  • Beispielhafte Ausführungsform 6
  • 29 ist eine Draufsicht des Baugruppensubstrats 104 des Sensors 500 gemäß der beispielhaften Ausführungsform 6 zur Veranschaulichung einer internen Konfiguration des Baugruppensubstrats 104. 30 ist eine Draufsicht auf die Sensorelemente 501, 502 und 506 des Sensors 500. In 29 und 30 sind Bauteile, die mit jenen des Sensors 100 gemäß der Ausführungsform 2, die in 7A bis 16 dargestellt ist, identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Der Sensor 500 umfasst drei Sensorelemente: das Sensorelement 501, das eine Beschleunigung in einer Richtung entlang einer Z-Achse erfasst; das Sensorelement 502, das eine Beschleunigung in einer Richtung entlang einer X-Achse erfasst; und das Sensorelement 506, das eine Beschleunigung in einer Richtung entlang einer Y-Achse erfasst.
  • Wie in 30 gezeigt, haben die Sensorelemente 502 und 506 unterschiedliche Breiten W1 und W2.
  • Das Sensorelement 501 umfasst die Substrate 130, 131a und 131b des Sensors 101 gemäß Ausführungsform 2, die aufeinander gestapelt sind, und die Durchgangsleiter, die mit den festen Elektroden 115a und 115c und der gemeinen Elektrode 111m (Lot 111) verbundenen sind. Das Sensorelement 502 umfasst die Substrate 140, 141a und 141b des Sensors 102 gemäß der Ausführungsform 2, die aufeinander gestapelt sind, und die mit den festen Elektroden 125a und 125c und der gemeinen Elektrode 121m (Lot 121) verbundenen Durchgangsleiter. Ähnlich wie bei den Sensorelementen 501 und 502 umfasst das Sensorelement 506 aufeinander gestapelte Substrate und über feste Elektroden verbundene und über eine gemeine Elektrode (ein Lot) verbundene Leiter.
  • Im Gegensatz zu den Sensoren gemäß den Ausführungsformen 2 bis 5 kann der Sensor 500 gemäß Ausführungsform 6 Beschleunigungen in Richtungen entlang von drei Achsen, d. h. entlang der X-Achse, der Y-Achse und der Z-Achse, erfassen.
  • Diese Ausgestaltung bietet neben den Vorteilen (2), (3) und (4) einen Vorteil, der im Folgenden beschrieben wird.
    • (8) Die Empfindlichkeit gegenüber anderen Achsen kann reduziert werden.
  • Vorteil (8) wird im Folgenden beschrieben. Der Sensor 500 umfasst drei Sensorelemente: das Sensorelement 501, das eine Beschleunigung in einer Richtung entlang der Z-Achse erfasst; das Sensorelement 502, das eine Beschleunigung in einer Richtung entlang der X-Achse erfasst, und ein Sensorelement 506, das eine Beschleunigung in einer Richtung entlang der Y-Achse erfasst. Somit kann der Sensor 500 Beschleunigungen in Richtungen entlang der X-Achse, der Y-Achse und der Z-Achse erfassen. Ein Ausgang eines Sensorelementes kann auf der Grundlage von Erfassungsergebnissen der anderen Sensorelemente korrigiert werden. Das heißt, ein Ausgang für eine Beschleunigung in einer Richtung entlang einer Achse kann leicht auf der Grundlage der Achsen korrigiert werden, die sich von der einen Achse für die Erfassung unterscheiden.
  • 31 ist eine Draufsicht des Baugruppensubstrats 104 eines weiteren Sensors 500a gemäß Ausführungsform 6 zur Veranschaulichung einer internen Konfiguration des Baugruppensubstrats 104. In 31 sind Bauteile, die mit jenen des Sensors 500, der in 29 und 30 gezeigt ist, identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen. Bei dem Sensor, der in 29 und 30 gezeigt ist, sind drei Sensorelemente 501, 502 und 506 in dem Baugruppensubstrat 104 untergebracht. Bei dem Sensor, der in 31 gezeigt ist, haben die Sensorelemente 502 und 506 die gleiche Konfiguration in der Dickenrichtung und sind somit integriert. Insbesondere kann jedes der drei Substrate des Sensorelementes 502 mit einem der drei Substrate des Sensorelementes 506 verbunden sein, so dass die Sensorelemente 502 und 506 integriert werden können.
  • Gemäß dieser Ausführungsform erfasst jedes Sensorelement eine Beschleunigung. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt, und ein Sensorelement kann eine Winkelgeschwindigkeit erfassen.
  • In den vorstehenden Ausführungsformen bezeichnen Begriffe, wie beispielsweise ”Oberseite”, ”Unterseite”, ”Aufwärtsrichtung”, ”Draufsicht” und ”über”, die Richtungen angeben, relative Richtung, die auf der Basis lediglich von relativen Positionsbeziehungen zwischen Bauteilen von Sensoren bestimmt sind, und geben keine absoluten Richtungen an, wie etwa eine vertikale Richtung.
  • Beispielhafte Ausführungsform 7
  • 32 ist ein Schaltbild des Sensors 690 gemäß der beispielhaften Ausführungsform 7. Der Sensor 690 umfasst eine Sensoreinheit 601, eine Integrationseinheit 605, die ein elektrisches Signal, das von der Sensoreinheit 601 ausgegeben wird, integriert, und eine korrelierte Doppelabtasteinheit 609. Die Integrationseinheit 605 umfasst einen Operationsverstärker 602 mit einem nicht invertierten Eingangsanschluss 602b, einem invertierten Eingangsanschluss 602a und einem Ausgangsanschluss 602c, einen Kondensator 603, der zwischen dem invertierten Eingangsanschluss 602a und dem Ausgangsanschluss 602c des Operationsverstärkers 602 geschaltet ist, und einen Widerstand 604, der mit dem Kondensator 603 parallelgeschaltet ist. Die korrelierte Doppelabtasteinheit 609 umfasst Operationsverstärker 606 mit einem nicht invertierten Eingangsanschluss 606b, einem invertierten Eingangsanschluss 602a und einem Ausgangsanschluss 606c. Der Operationsverstärker 606 verstärkt eine Spannungsdifferenz zwischen dem nicht invertierten Eingangsanschluss 606b und dem invertierten Eingangsanschluss 602a und gibt das resultierende Signal aus dem Ausgangsanschluss 606c aus. Der Sensor 690 kann ferner die Schalteinheiten 612 und 615 umfassen.
  • Bei dem in der PTL 5 offenbarten herkömmlichen Sensor wird das Rauschen nur unzureichend entfernt, indem das Rauschen in einer Integrationseinheit entfernt wird.
  • Bei dem Sensor 690 gemäß Ausführungsform 7 entfernt die korrelierte Doppelabtasteinheit 609, die als Verarbeitungsschaltung in einer nachfolgenden Stufe der Integrationseinheit 605 dient, Rauschen, so dass die Messgenauigkeit des Sensors 690 weiter verbessert werden kann. Dieser Vorgang wird nachfolgend beschrieben.
  • Die Sensoreinheit 601 liefert die Ausgangssignale S601a und S601b an die Schalteinheit 612. Die Schalteinheit 612 gibt abwechselnd die Ausgangssignale S601a und S601b als Ausgangssignal S612 in der Periode Δt aus.
  • 33 veranschaulicht das Ausgangssignal S612, das von der Sensoreinheit 601 der Integrationseinheit 605 über die Schalteinheit 612 zugeführt wird. In 33, repräsentiert die horizontale Achse die Zeit und die vertikale Achse einen Wert des Ausgangssignals. Bei dem Ausgangssignal S612, das in 33 gezeigt ist, sind die Phasen jeweils zu Δt/2 umgekehrt. Das Ausgangssignal S612 umfasst eine Rauschkomponente mit einem Wert, der sich zeitlich zufällig ändert.
  • Ein Ausgangssignal aus der Sensoreinheit 601 wird als Ausgangssignal S613 der korrelierten Doppelabtasteinheit 609 über die Integrationseinheit 605 zugeführt. Ein Ausgangssignal aus der Sensoreinheit 601 wird als Ausgangssignal S614 der korrelierten Doppelabtasteinheit 609 durch die Integrationseinheit 605 zugeführt. Die Schalteinheit 615 umfasst Demodulatoren 613 und 614. Der Demodulator 613 tastet bei der Periode Δt das Ausgangssignal S605 aus der Integrationseinheit 605 ab und hält dies und gibt das Ausgangssignal S613 aus. Der Demodulator 614 tastet das Ausgangssignal S605 in der Periode Δt mit einer Zeitverschiebung von Δt/2 zu dem Signal S613 ab und hält dies und gibt das Ausgangssignal S614 aus. 34A zeigt die Ausgangsspannung S613. 34B zeigt die Ausgangsspannung S614. In 34A und 34B stellt die horizontale Achse die Zeit dar, und die vertikale Achse repräsentiert den Wert eines Signals. Das Rauschen kann entfernt werden, indem eine Differenz zwischen dem Ausgangssignal S613 und dem Ausgangssignal S614 ermittelt wird. Das heißt, die in den Ausgangssignalen S613 und S614 enthaltenen Rauschkomponenten ändern sich zufällig. Die Rauschkomponenten werden in der korrelierten Doppelabtasteinheit 609 durch die Bestimmung der Periode Δt auf einen kleinen Wert gegeneinander aufgehoben. Folglich kann die Genauigkeit der Messung durch den Sensor 690 weiter verbessert werden. Die Integrationseinheit 605 umfasst einen Kondensator 603 und einen Widerstand 604. Somit kann, wie in 33 gezeigt, für den Fall, dass ein Ausgangssignal aus der Sensoreinheit 601 ein kontinuierliches Signal ist, der Kondensator 603 effektiv durch das Ausgangssignal S612 geladen werden.
  • Die Sensoreinheit 601 umfasst ein Sensorelement 601a, das eine physikalische Größe in ein elektrisches Signal umwandelt und das elektrische Signal ausgibt. Hierbei kann das elektrische Signal ein Stromsignal oder ein Spannungssignal sein. Das Sensorelement 601a ist beispielsweise eines der Sensorelemente gemäß den obigen Ausführungsformen. Bauteile mit Ausnahme des Sensorelementes 601a des Sensors 690 entsprechen der Schaltungskomponente 13a und den Erfassungsschaltungen 103, 203, 303, 403 und 503 gemäß den obigen Ausführungsformen.
  • Der Kondensator 607 ist zwischen den invertierten Eingangsanschluss 606a und den Ausgangsanschluss 606c des Operationsverstärkers 606 geschaltet. Der Widerstand 610 ist zwischen den invertierten Eingangsanschluss 606a und den Ausgangsanschluss 606c des Operationsverstärkers 606 und parallel zum Kondensator 607 geschaltet. Der Kondensator 608 ist zwischen den nicht invertierten Eingangsanschluss 606b und den Ausgangsanschluss 606c des Operationsverstärkers 606 geschaltet. Der Widerstand 611 ist zwischen den nicht invertierten Eingangsanschluss 606b und den Ausgangsanschluss 606c des Operationsverstärkers 606 und parallel zu dem Kondensator 608 geschaltet.
  • Der Kondensator 607 speichert das Ausgangssignal S613, das von der Integrationseinheit 605 über die Schalteinheit 615 ausgegeben wird. Der Kondensator 608 speichert Ausgangssignale S614, die von der Integrationseinheit 605 über die Schalteinheit 615 ausgegeben werden. Die korrelierte Doppelabtasteinheit 609 gibt vorzugsweise eine Differenz zwischen einer Spannung des Kondensators 607 und einer Spannung des Kondensators 608 aus. Wie oben beschrieben, arbeitet der Operationsverstärker 606 als ein invertierender Verstärker, indem er eine Differenz zwischen einem als Ausgangssignal S613 gespeicherten Signal und einem Signal ermittelt, das als Ausgangssignal S614 gespeichert ist. Die korrelierte Doppelabtasteinheit 609 kann keinen der Kondensatoren 607 und 608 enthalten oder kann keinen der Kondensatoren 607 und 608 enthalten. Solange die korrelierte Doppelabtasteinheit 609 eine Differenz zwischen den Ausgangssignalen S613 und S614 mit einer Zeitverschiebung zwischen den Signalen ermitteln kann, solange die Demodulatoren 613 und 614 bei einer vorherigen Stufe des Operationsverstärkers 606 die Ausgangssignale S613 und S614 mit einer Zeitverschiebung ausgeben können, kann die korrelierte Doppelabtasteinheit 609 keinen der Kondensatoren 607 und 608 enthalten.
  • Wie in 32 gezeigt, weist die korrelierte Doppelabtasteinheit 609 vorzugsweise einen parallel mit dem Kondensator 607 geschalteten Widerstand 610 und einen parallel mit dem Kondensator 608 geschalteten Widerstand 611 auf. Die zusammengesetzte Doppelabtasteinheit 609 kann so konfiguriert sein, dass sie keine Differenz zwischen dem in dem Kondensator 607 gespeicherten Ausgangssignal S613 und dem in dem Kondensator 608 gespeicherten Ausgangssignal ermittelt. Wenn die Frequenzen der Ausgangssignale S613 und S614 niedriger als eine Grenzfrequenz des Operationsverstärkers 606 sind, kann der Operationsverstärker 606 als ein invertierender Verstärker fungieren. In diesem Fall wird eine tatsächliche Impedanz einer Rückkopplungseinheit auf der Grundlage der Widerstände 610 und 611 bestimmt. Wenn andererseits die Frequenzen der Ausgangssignale S613 und S614 höher sind als die Grenzfrequenz des Operationsverstärkers 606, kann der Operationsverstärker 606 als Integrationsschaltung fungieren. In diesem Fall wird eine Impedanz der Rückkopplungseinheit auf der Grundlage der Kondensatoren 607 und 608 bestimmt. Somit ermöglichen die Widerstände 610 und 611, dass der Operationsverstärker 606 sowohl als invertierender Verstärker als auch als Integrationsschaltung arbeitet.
  • Die Sensoreinheit 601 kann zwei Ausgangssignale S601a und S601b ausgeben. Der Sensor 690 kann eine Schalteinheit 612 umfassen, die ein Signal aus zwei Ausgangssignalen S601a und S601b bestimmt, die von der Sensoreinheit 601 ausgegeben werden. Die Schalteinheit 612 bewirkt, dass zwei Ausgangssignale S601a und S601b von der Sensoreinheit 601 selektiv periodisch bezogen werden. Wie es in 33 gezeigt ist, umfasst für den Fall, dass die Sensoreinheit 601 an sich das kontinuierliche Ausgangssignal S612 mit einer periodisch umgekehrten Phase in der Periode Δt ausgibt, der Sensor 690 nicht notwendigerweise die Schalteinheit 612.
  • Wie in 32 gezeigt, demoduliert der Demodulator 613 das Ausgangssignal S605 aus der Integrationseinheit 605 und speichert das demodulierte Signal im Kondensator 607. Der Demodulator 614 demoduliert das Ausgangssignal S605 aus der Integrationseinheit 605 und speichert das demodulierte Signal in dem Kondensator 608. Die Schalteinheit 615 leitet das Ausgangssignal S605 aus der Integrationseinheit 605 in den invertierten Eingangsanschluss 606a oder den nicht invertierten Eingangsanschluss 606b des Operationsverstärkers 606 ein. Das heißt, der Demodulator 613 und der Demodulator 614 fungieren als Schalteinheit 615. Die Demodulatoren an sich können Schaltfunktionen haben.
  • Für den Fall, dass der Sensor 690 die Schalteinheit 612 umfasst, wird die Frequenz (die Umkehrung der Periode Δt), mit der die Schalteinheit 612 geschaltet wird, vorzugsweise gleich einer Frequenz, mit der die Schalteinheit 615 geschaltet wird. Auf der anderen Seite ist, wie in 33 gezeigt, für den Fall, dass die Sensoreinheit 601 ein kontinuierliches Ausgangssignal S612 mit einer periodisch umgekehrten Phase in der Periode Δt ausgibt, die Frequenz, bei der die Schalteinheit 615 umgeschaltet wird, vorzugsweise die Umkehrung der Periode Δt, wodurch die Ausgangssignale S613 und S614 mit entgegengesetzten Phasen in der Schalteinheit 615 bereitgestellt werden.
  • Die Zeitsteuerung für die korrelierte Doppelabtasteinheit 609, um die Differenz zwischen den Ausgangssignalen S613 und S614 zu erhalten, um das Rauschen zu reduzieren, wird nachfolgend beschrieben. 35 zeigt eine Beziehung zwischen der Frequenz des Ausgangssignals S605 von der Integrationseinheit 605 und einer relativen Effektivität eines Rauschverringerungseffekts. In 35 stellt die horizontale Achse die Frequenz f605 des Ausgangssignals S605 dar, und die vertikale Achse repräsentiert den Absolutwert eines Anteils H(f) der Rauschgröße in dem Signal S609, das von der korrelierten Doppelabtasteinheit 609 ausgegeben wird, in Bezug auf jedes der Signale S613 und S614, die in die korrelierte Doppelabtasteinheit 609 eingegeben werden. Der Wert ”1” auf der vertikalen Achse zeigt an, dass die Menge an Rauschen in einem Signal, das in die korrelierte Doppelabtasteinheit 609 eingegeben wird, gleich der Menge an Rauschen in einem Signal ist, das von der korrelierten Doppelabtasteinheit ausgegeben wird 609. Der Wert ”2” auf der vertikalen Achse zeigt an, dass die Menge an Rauschen in einem Signal, das von der korrelierten Doppelabtasteinheit 609 ausgegeben wird, doppelt so groß ist wie die Menge an Rauschen in einem Signal, das in die korrelierte Doppelabtasteinheit 609 eingegeben wird. Zunächst ist die korrelierte doppelte Abtastfrequenz Fcds, die eine Frequenz ist, bei der man die Differenz zwischen den Ausgangssignalen S613 und S614 erhält, d. h. die korrelierte Doppelabtasteinheit 609 führt den Subtraktionsvorgang aus, vorzugsweise so hoch wie möglich. Die Wirkung der Rauschreduzierung nimmt zu, wenn die Anzahl der Subtraktionsprozesse zunimmt. Eine Erhöhung der Anzahl der Subtraktionsprozesse erhöht jedoch den Verarbeitungsaufwand dementsprechend. Somit wird das Rauschen vorzugsweise mit reduziertem Bearbeitungsaufwand ausreichend reduziert. Lärm und korrelierte doppelte Abtastfrequenz Fcds haben Korrelation. Wenn man einen Unterschied in dem Rauschen, das in den Signalen S613 und S614 bei der korrelierten Doppelabtastfrequenz Fcds enthalten ist, erhält, kann das Rauschen mit einer Frequenz gleich der korrelierten Doppelabtastfrequenz Fcds vollständig entfernt werden. Hier ist, wie in 35 gezeigt, bei korrelierter doppelter Abtastung in Bezug auf das Rauschen für die Frequenz des Ausgangssignals S605 aus der Integrationseinheit 605 gleich oder niedriger als Fcds/6 der Absolutwert des Verhältnisses H(f) nicht größer als 1 (Eins), und es wurde experimentell bestätigt, dass Rauschen ausreichend reduziert wird. Somit verringert die Frequenz Fcds wenigstens des Sechsfachen der Frequenz eines Ausgangssignals von der Integrationseinheit das Rauschen ausreichend bei niedrigerem Verarbeitungsaufwand. Die korrelierte doppelte Abtastfrequenz Fcds wird somit als wenigstens das Sechsfache der Frequenz f605 des Ausgangssignals S605 aus der Integrationseinheit 605 bestimmt.
  • Das Sensorelement 601a der Sensoreinheit 601 weist vorzugsweise eine Struktur auf, die ein Objekt umfasst, das periodisch zwischen zwei Erfassungselektroden bewegbar ist. Beispielsweise umfasst das Sensorelement 601a eine Erfassungselektrode 651, eine Erfassungselektrode 652 und eine bewegliche Einheit 656. Die bewegliche Einheit 656 umfasst Elektroden 653 und 654. Der Kondensator 607 speichert ein Ausgangssignal entsprechend einer Spannungsdifferenz zwischen der Elektrode 653 und der Erfassungselektrode 651. Der Kondensator 608 Speichert vorzugsweise ein Ausgangssignal entsprechend einer Spannungsdifferenz zwischen der Elektrode 654 und der Erfassungselektrode 652. Die Sensoreinheit 601 gibt ein Ausgangssignal S612 aus, das in 33 gezeigt ist, an die Schalteinheit 612 aus.
  • Die Sensoreinheit 601 ist vorzugsweise ein Winkelgeschwindigkeitssensor, der eine Winkelgeschwindigkeit erfassen kann, oder ein Beschleunigungssensor, der eine Beschleunigung erfassen kann. Diese Sensoren sind Sensoren mit jeweils einer periodisch bewegbaren Struktur. Diese Struktur ist auch auf andere Arten von Sensoren, wie beispielsweise einen Infrarotsensor, anwendbar, die keine Struktur aufweisen, die periodisch bewegbar ist.
  • Für den Fall, dass die die Sensoreinheit 601 ein Winkelgeschwindigkeitssensor ist, umfasst der Sensor 690 vorzugsweise eine korrelierte Doppelabtasteinheit 609, die einem Winkelgeschwindigkeitssensor entspricht. Insbesondere für den Fall, dass der Sensor 690 einen Winkelgeschwindigkeitssensor, der eine Winkelgeschwindigkeit um die X-Achse erfasst, und einen Winkelgeschwindigkeitssensor umfasst, der eine Winkelgeschwindigkeit um die Y-Achse unabhängig voneinander erfasst, umfasst der Sensor 690 vorzugsweise eine korrelierte Doppelabtasteinheit 609 für den X-Achsen-Winkelgeschwindigkeitssensor und eine weitere korrelierte Doppelabtasteinheit 609 für den Y-Achsen-Winkelgeschwindigkeitssensor. Das heißt, die Anzahl der Sensoreinheiten 601 ist vorzugsweise gleich der Anzahl der korrelierten Doppelabtasteinheiten 609. Ähnlich umfasst der Sensor 690 vorzugsweise eine Integrationseinheit 605 für den X-Achsen-Winkelgeschwindigkeitssensor und die Integrationseinheit 605 für den Y-Achsen-Winkelgeschwindigkeitssensor. Das heißt, die Anzahl der Sensoreinheiten 601 ist vorzugsweise gleich der Anzahl der Integrationseinheiten 605. Der Sensor 690 kann eine korrelierte Doppelabtasteinheit 609 für Winkelgeschwindigkeitssensoren umfassen, die mehrere Winkelgeschwindigkeiten um mehrere Achsen erfassen. In diesem Fall wird die Anzahl der Teile reduziert, was zur Größenreduktion beiträgt.
  • Der Sensor 690 gemäß Ausführungsform 7 kann Rauschkomponenten präzise entfernen und kann die Messgenauigkeit weiter verbessern. Insbesondere eignet sich der Sensor 690, um die Messgenauigkeit eines Winkelgeschwindigkeitssensors oder eines Beschleunigungssensors zu verbessern.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Sensorelement
    2
    Schaltungskomponente
    3
    Baugruppe
    4
    Metalldeckel
    5
    Elektrode
    10, 10a, 10b
    Sensor
    11
    Leitung
    11a
    Leitungsabschnitt (erster Abschnitt)
    11b
    Leitungsabschnitt (zweiter Abschnitt)
    11c
    Spitze
    12
    Sensorelement
    13a
    Schaltungskomponente
    14
    Baugruppe
    14k
    Zwischenraum
    15
    Erdungselektrode
    16
    Deckel
    19, 21
    Spalt
    20
    Aussparung
    30
    Anschluss
    40
    Ende
    100, 300, 400, 500
    Sensor
    101, 102, 152
    Sensorelement
    301, 302, 401, 402
    Sensorelement
    501, 502, 506
    Sensorelement
    103
    Erfassungsschaltung
    104
    Baugruppensubstrat
    104a, 204a, 204b
    Ausnehmung
    105
    Leitungsanschluss
    106
    externes Substrat
    111
    Lot
    112a, 112b
    Träger
    113, 123
    Halteteil
    114a, 114b, 124a, 124b, 124c
    Durchgangsleiter
    174a, 174c
    Durchgangsleiter
    314a, 314b, 314c, 324a, 324b, 324c
    Durchgangsleiter
    414a, 414b, 414c, 424a, 424b, 424c
    Durchgangsleiter
    115a, 115c, 125a, 125c
    feste Elektrode
    121
    Lot
    122a, 122b
    Träger
    130
    Substrat
    131a
    Substrat
    131b
    Substrat
    140
    Substrat
    141a
    Substrat
    141b
    Substrat
    1314a, 1314b, 1314c
    leitfähiger Draht
    1324a, 1324b, 1324c
    leitfähiger Draht
    AX1 bis AX6
    Achse
    AX21, AX41
    Halteachse
    601
    Sensoreinheit
    602
    Operationsverstärker (erster Operationsverstärker)
    603
    Kondensator (erster Kondensator)
    604
    Widerstand (erster Widerstand)
    605
    Integrationseinheit
    606
    Operationsverstärker (zweiter Operationsverstärker)
    607
    Kondensator (zweiter Kondensator)
    608
    Kondensator (dritter Kondensator)
    609
    Korrelierte Doppelabtasteinheit
    610
    Widerstand (zweiter Widerstand)
    611
    Widerstand (dritter Widerstand)
    612
    Schalteinheit (erste Schalteinheit)
    613
    Demodulator (erster Demodulator)
    614
    Demodulator (zweiter Demodulator)
    615
    Schalteinheit (zweite Schalteinheit)

Claims (22)

  1. Sensor, umfassend: ein Sensorelement; eine Baugruppe, die das Sensorelement in einem Inneren der Baugruppe aufnimmt; eine in der Baugruppe angeordnete Erdungselektrode; einen Deckel, der eine Öffnung der Baugruppe bedeckt; und eine Leitung, die sich von der Baugruppe erstreckt, wobei die Leitung umfasst: einen ersten Abschnitt, der elektrisch mit der Erdungselektrode verbunden ist und sich entlang einer Seitenfläche der Baugruppe mit einem Spalt erstreckt, der zwischen dem ersten Abschnitt und der Seitenfläche vorgesehen ist, und einen zweiten Abschnitt, der zwischen dem Deckel und der Baugruppe angeordnet ist und sich zur Innenseite der Baugruppe hin erstreckt.
  2. Sensor nach Anspruch 1, bei dem der Deckel durch einen Teil der Baugruppe gebördelt ist, der an der Baugruppe zu befestigen ist.
  3. Sensor nach Anspruch 1, bei dem zumindest ein Abschnitt der dem Spalt zugewandten Seitenfläche nach innen in Richtung des Deckels geneigt ist.
  4. Sensor nach Anspruch 1, weiterhin umfassend eine in der Baugruppe untergebrachte Schaltungskomponente.
  5. Sensor nach Anspruch 1, bei dem das Sensorelement eine Beschleunigung erfasst.
  6. Sensor nach Anspruch 5, bei dem die Schaltungskomponente ein Erfassungssignal aus dem Sensorelement verarbeitet und ein der erfassten Beschleunigung entsprechendes Beschleunigungssignal ausgibt.
  7. Sensor nach Anspruch 1, weiterhin umfassend eine Vielzahl von Verbindungsleitungen, die sich von der Baugruppe erstrecken und mit einem externen Substrat verbunden sind, wobei wenigstens eine der Vielzahl von Anschlussleitungen die Erdungselektrode ist.
  8. Sensor nach Anspruch 1, bei dem der zweite Abschnitt eine Spitze aufweist, die von einer Innenwandfläche der Baugruppe zur Innenseite der Baugruppe hin vorsteht.
  9. Sensor nach Anspruch 1, bei dem der Deckel aus einem Metallmaterial besteht.
  10. Sensor nach Anspruch 1, bei dem die Baugruppe aus einem Harzmaterial besteht.
  11. Sensor nach Anspruch 1, bei dem der zweite Abschnitt der Leitung mehrere Abschnitte aufweist, die durch einen Schlitz getrennt sind.
  12. Sensor nach Anspruch 1, bei dem der zweite Abschnitt der Leitung einen Vorsprung aufweist.
  13. Sensor nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: eine Sensoreinheit, die das Sensorelement umfasst; und eine Schaltungskomponente, die ein von der Sensoreinheit ausgegebenes Signal verarbeitet, wobei die Schaltungskomponente umfasst; einen ersten Operationsverstärker mit einem ersten nicht invertierten Eingangsanschluss, einem ersten invertierten Eingangsanschluss und einem Ausgangsanschluss; einen ersten Kondensator, der zwischen den ersten invertierten Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss des ersten Operationsverstärkers geschaltet ist; einen ersten Widerstand, der parallel zum ersten Kondensator geschaltet ist; eine Integrationseinheit, die ein von der Sensoreinheit ausgegebenes elektrisches Signal integriert; und eine korrelierte Doppelabtasteinheit, die einen zweiten Operationsverstärker umfasst, der einen zweiten nicht invertierten Eingangsanschluss und einen zweiten invertierten Eingangsanschluss hat, wobei der zweite Operationsverstärker so konfiguriert ist, dass er eine Spannungsdifferenz zwischen dem zweiten nicht invertierten Eingangsanschluss und dem zweiten invertierten Eingangsanschluss verstärkt.
  14. Sensor nach Anspruch 13, bei dem die korrelierte Doppelabtasteinheit ferner umfasst: einen zweiten Kondensator, der ein von der Integrationseinheit ausgegebenes Ausgangssignal speichert; und einen dritten Kondensator, der das von der Integrationseinheit ausgegebene Ausgangssignal speichert, wobei die korrelierte Doppelabtasteinheit eine Differenz zwischen einer Spannung des zweiten Kondensators und einer Spannung des dritten Kondensators ausgibt.
  15. Sensor nach Anspruch 14, bei dem die korrelierte Doppelabtasteinheit ferner umfasst: einen zweiten Widerstand, der parallel zu dem zweiten Kondensator geschaltet ist; und einen dritten Widerstand, der parallel zu dem dritten Kondensator geschaltet ist.
  16. Sensor nach Anspruch 14, bei dem die Sensoreinheit eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode, eine dritte Elektrode und eine vierte Elektrode umfasst, wobei der zweite Kondensator ein Ausgangssignal entsprechend einer Spannungsdifferenz zwischen der dritten Elektrode und der ersten Elektrode speichert und der dritte Kondensator ein Ausgangssignal entsprechend einer Spannungsdifferenz zwischen der vierten Elektrode und der zweiten Elektrode speichert.
  17. Sensor nach einem der Ansprüche 13 bis 16, bei dem ein von der Sensoreinheit ausgegebenes Ausgangssignal ein kontinuierliches Signal ist.
  18. Sensor nach einem der Ansprüche 13 bis 17, bei dem die Sensoreinheit in der Lage ist, zwei Ausgangssignale auszugeben, wobei der Sensor weiterhin eine erste Schalteinheit aufweist, die ein Ausgangssignal aus den beiden Ausgangssignalen der von der Integrationseinheit zuzuführenden Sensoreinheit bestimmt.
  19. Sensor nach Anspruch 18, weiterhin umfassend eine zweite Schalteinheit, die umfasst: einen ersten Demodulator, der ein Ausgangssignal aus der Integrationseinheit demoduliert und das von dem ersten Demodulator demodulierte Signal in dem zweiten Kondensator speichert; und einen zweiten Demodulator, der das Ausgangssignal aus der Integrationseinheit demoduliert und das von dem zweiten Demodulator demodulierte Signal in dem dritten Kondensator speichert, wobei der erste Demodulator und der zweite Demodulator ein Ausgangssignal aus der Integrationseinheit in den zweiten invertierten Eingangsanschluss oder den zweiten nicht invertierten Eingangsanschluss des zweiten Operationsverstärkers einleiten.
  20. Sensor nach Anspruch 19, bei dem der erste Demodulator und der zweite Demodulator als zweite Schalteinheit fungieren und eine Frequenz, bei der die erste Schalteinheit umgeschaltet wird, gleich einer Frequenz ist, bei der die zweite Schalteinheit umgeschaltet wird.
  21. Sensor nach einem der Ansprüche 13 bis 20, weiterhin umfassend: eine Vielzahl von Sensoreinheiten einschließlich der Sensoreinheit; eine Vielzahl von korrelierten Doppelabtasteinheiten einschließlich der korrelierten Doppelabtasteinheit, wobei die Anzahl der Vielzahl von Sensoreinheiten gleich der Anzahl der Vielzahl von korrelierten Doppelabtasteinheiten ist.
  22. Sensor nach einem der Ansprüche 13 bis 21, bei dem eine Frequenz, bei der die korrelierte Doppelabtasteinheit einen Subtraktionsvorgang ausführt, das Sechs- oder Mehrfache einer Frequenz eines von der Integrationseinheit ausgegebenen Ausgangssignals ist.
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