DE69928061T2 - Halbleiter-beschleunigungssensor mit selbstdiagnose - Google Patents

Halbleiter-beschleunigungssensor mit selbstdiagnose Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Halbleiter-Beschleunigungssensor gemäß der Präambel von Anspruch 1 und ein Eigendiagnoseverfahren für einen Halbleiter-Beschleunigungssensor.
  • Ein derartiger Halbleiter-Beschleunigungssensor ist bereits aus JP 09 269 336 A bekannt. Dieses Dokument legt ein Siliziumsubstrat, einen Träger und eine sich bewegende Masse offen. An der sich bewegenden Masse, die von dem Träger getragen wird, ist wenigstens ein beweglicher Kontakt installiert. Ein feststehender Kontakt ist so angebracht, dass er zu dem beweglichen Kontakt weist. Der Schwerpunkt der sich bewegenden Masse befindet sich auf der Mittelachse des Trägers. Die Dicke und die Breite der sich bewegenden Masse sind auf Werte eingestellt, die ausreichend größer sind als die des Trägers. Eine Elektrode zur Eigendiagnose und eine Elektrode für die Vorspannung sind so angeordnet, dass sie der sich bewegenden Masse gegenüberliegen.
  • Ein Beispiel für einen konventionellen Beschleunigungssensor verwendet eine Kugel (beispielsweise eine Eisenkugel). Wenn eine Beschleunigung an den Sensor angelegt wird, die größer als ein vorgegebener Wert ist, wird die Kugel so bewegt, dass sie einen Schalter betätigt. Bei einem anderen Beispiel eines konventionellen Beschleunigungssensors kommt ein Quecksilberschalter zum Einsatz (siehe die japanische Gebrauchsmusteranmeldung (OPI) Nr. 136565/1992 und 127574 (die Abkürzung „OPI" bedeutet hier „ungeprüfte veröffentliche Anmeldung"). Diese konventionellen Sensoren sind sperrig und bestehen aus einer Reihe von Komponenten, weshalb es notwendig ist, eine spezielle Position für deren Installation festzulegen; zudem sind ihre Herstellungskosten hoch.
  • Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Halbleiter-Beschleunigungssensors, der eine geringe Größe und ein geringes Gewicht hat, einfach herzustellen ist, niedrige Herstellungskosten mit sich bringt und eine hohe Genauigkeit aufweist und nach Einstellung einer Einschaltzeit auf einen vorgegebenen Wert stabil funktioniert.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Eigendiagnoseverfahrens für einen Halbleiter-Beschleunigungssensor, welches den Halbleiter-Beschleunigungssensor diagnostiziert.
  • Die obigen und weiteren Aufgaben der Erfindung werden durch einen Halbleiter-Beschleunigungssensor gemäß Anspruch 1 und ein Eigendiagnoseverfahren für einen Halbleiter-Beschleunigungssensor gemäß Anspruch 4 gelöst. In den Nebenansprüchen sind bevorzugte Ausführungsformen angegeben.
  • 1 ist ein erläuterndes Diagramm eines Beispiels für einen Halbleiter-Beschleunigungssensor, der eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform darstellt.
  • 2 ist ein erläuterndes Diagramm zur Beschreibung des Halbleiter-Beschleunigungssensors aus 1.
  • 3 ist ein erläuterndes Diagramm zur Beschreibung des Halbleiter-Beschleunigungssensors aus 1.
  • 4 ist ein erläuterndes Diagramm zur Beschreibung des Zweirichtungsbetriebs des Halbleiter-Beschleunigungssensors aus 1.
  • 5 ist ein erläuterndes Diagramm zur Beschreibung der Herstellungsschritte der mittleren Platte des Halbleiter-Beschleunigungssensors aus 1.
  • 6 ist ein erläuterndes Diagramm zur Beschreibung der Herstellungsschritte der mittleren Platte (bzw. der ersten Schicht) des Halbleiter-Beschleunigungssensors aus 1.
  • 7 ist ein erläuterndes Diagramm zur Beschreibung der Herstellungsschritte der äußeren Platte (bzw. der dritten Schicht) des Halbleiter-Beschleunigungssensors aus 1.
  • 8 ist ein erläuterndes Diagramm zur Beschreibung der Montageschritte des Halbleiter-Beschleunigungssensors aus 1.
  • 9 ist ein erläuterndes Diagramm zur Beschreibung eines anderen Beispiels des Halbleiter-Beschleunigungssensors, das eine zweite Ausführungsform der Erfindung darstellt.
  • 10 ist ein erläuterndes Diagramm zur Beschreibung der Funktionsweise eines weiteren Beispiels des Halbleiter-Beschleunigungssensors, das eine dritte Ausführungsform der Erfindung darstellt.
  • Die Erfindung wird anhand ihrer bevorzugten Ausführungsformen beschrieben.
  • Unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen werden nun der Halbleiter-Beschleunigungssensor und dessen Eigendiagnoseverfahren gemäß der Erfindung beschrieben. 1 ist ein erläuterndes Diagramm eines Beispiels für einen Halbleiter-Beschleunigungssensor, das eine erste Ausführungsform der Erfindung darstellt. 2 ist ein erläuterndes Diagramm zur Beschreibung des Halbleiter-Beschleunigungssensors aus 1. 3 ist ein erläuterndes Diagramm zur Beschreibung des Halbleiter- Beschleunigungssensors aus 1. 4 ist ein erläuterndes Diagramm zur Beschreibung des Zweirichtungsbetriebs des Halbleiter-Beschleunigungssensors aus 1. 5 ist ein erläuterndes Diagramm zur Beschreibung der Herstellungsschritte der mittleren Platte des Halbleiter-Beschleunigungssensors aus 1. 6 ist ein erläuterndes Diagramm zur Beschreibung der Herstellungsschritte der mittleren Platte (bzw. der ersten Schicht) des Halbleiter-Beschleunigungssensors aus 1. 7 ist ein erläuterndes Diagramm zur Beschreibung der Herstellungsschritte der äußeren Platte (bzw. der dritten Schicht) des Halbleiter-Beschleunigungssensors aus 1. 8 ist ein erläuterndes Diagramm zur Beschreibung der Montageschritte des Halbleiter-Beschleunigungssensors aus 1. 9 ist ein erläuterndes Diagramm zur Beschreibung eines anderen Beispiels des Halbleiter-Beschleunigungssensors, das eine zweite Ausführungsform der Erfindung darstellt. 10 ist ein erläuterndes Diagramm zur Beschreibung der Funktionsweise eines weiteren Beispiels des Halbleiter-Beschleunigungssensors, das eine dritte Ausführungsform der Erfindung darstellt.
  • Die erste Ausführungsform wird anhand der 1 bis 8 beschrieben. Der Halbleiter-Beschleunigungssensor in der ersten Ausführungsform soll erkennen, ob eine Beschleunigung in der Beschichtungsrichtung eines Schichterzeugnisses größer ist als ein vorgegebener Wert oder nicht, und, wie in 2 abgebildet, umfasst er eine mittlere Platte 1, äußere Platten 2a und 2b und abdichtende Isolierabschnitte 3a und 3n, die das Schichterzeugnis bilden. Die mittlere Platte 1 besteht beispielsweise aus Si und weist einen mittleren Kontaktabschnitt 11, ein Gewicht 12 und einen mittleren Anschlussabschnitt 13 auf. Die äußeren Platten 2a und 2b bestehen beispielsweise aus Si und enthalten äußere Kontaktabschnitte 21a und 21b, dem Gewicht gegenüberliegende Abschnitte 22a und 22b und äußere Anschlussabschnitte 23a und 23b. Da die mittlere Platte 1 und die äußere Platte 2 aus einem leitenden Material, Si, hergestellt sind, werden der mittlere Kontaktabschnitt 11 und der äußere Kontaktabschnitt 21 mit dem mittleren Anschlussabschnitt 13 und dem äußeren Anschlussabschnitt 23 verbunden. Durch Ätzen oder Ähnliches werden Nuten bzw. Löcher in der mittleren Platte 1 ausgebildet, so dass der mittlere Kontaktabschnitt 11 höher ist als das Gewicht 12 und der mittlere Kontaktabschnitt 11 eine kleinere Fläche hat als das Gewicht 12. Das Gewicht 12 befindet sich beispielsweise in der Nähe des mittleren Kontaktabschnitts 11 und ist O-förmig. Der äußere Kontaktabschnitt 21 und der dem Gewicht gegenüberliegende Abschnitt 22 liegen dem mittleren Kontaktabschnitt 11 und dem Gewicht 12 gegenüber, und der dem Gewicht gegenüberliegende Abschnitt verfügt über eine Anschlageinrichtung 24. In 1 sind die äußeren Kontaktabschnitte 21a und 21b an den äußeren Platten 2a und 2b vorgesehen und verti kal symmetrisch zueinander; allerdings kann der äußere Kontaktabschnitt auch auf lediglich einer der äußeren Platten ausgebildet sein. Mit Hilfe von abdichtenden Isolierabschnitten 3a und 3b werden die mittlere Platte 1 und die äußeren Platten 2a und 2b mit einem vorgegebenen Abstand zueinander angeordnet und so abgedichtet, dass ein Sensorraum 4 entsteht. Der Sensorraum 4 wird mit einem vorgegebenen Druck mit einem Gas gefüllt, zum Beispiel Stickstoffgas und einem inerten Gas. Der mittlere Kontaktabschnitt 1 und der äußere Kontaktabschnitt 21 werden durch den mittleren Verdrahtungsabschnitt, der in dem Gewicht 12 ausgebildet ist, und durch äußeren Verdrahtungsabschnitt 26, der in dem dem Gewicht gegenüberliegenden Abschnitt 22 ausgebildet ist, und durch den mittleren Anschlussabschnitt 13 und den äußeren Anschlussabschnitt 23 aus dem Halbleiter-Beschleunigungssensor herausgeführt und an eine externe Schaltvorrichtung (nicht abgebildet) angeschlossen.
  • Nun wird ein Beschleunigungs-Erkennungsverfahren für den Halbleiter-Beschleunigungssensor entsprechend der Ausführungsform beschrieben. Wenn eine Beschleunigung auf den Halbleiter-Beschleunigungssensor einwirkt, werden dadurch der mittlere Kontaktabschnitt 11 und das Gewicht 12 bewegt. Wenn die Beschleunigung größer ist als ein vorgegebener Wert, werden der mittlere Kontaktabschnitt 11 und das Gewicht mit dem äußeren Kontaktabschnitt 21 in Kontakt gebracht (siehe 2), so dass mit der externen Schaltvorrichtung erkannt werden kann, dass der mittlere Verdrahtungsabschnitt und der äußere Verdrahtungsabschnitt 26 zueinander geführt sind. Das heißt, es kann festgestellt werden, dass die Beschleunigung, die größer ist als der vorgegebene Wert, an dem Halbleiter-Beschleunigungssensor anliegt. Wenn die Beschleunigung geringer wird als ein vorgegebener Wert, bleibt der mittlere Kontaktabschnitt 11 von dem äußeren Kontaktabschnitt 21 entfernt. Bei der Ausführungsform befindet sich das Gewicht 12 nahe des mittleren Kontaktabschnitts 11, und deshalb wird das Gewicht ebenfalls durch die Beschleunigung in Beschichtungsrichtung bewegt; d.h. es kommt in die Nähe des dem Gewicht gegenüberliegenden Abschnitts 22 der äußeren Platte 2 und berührt aufgrund des Pressdämpfungseffekt mit einer geringen Phasenverschiebung (bzw. Funktionsverzögerung) einen Anschlag 24. In diesem Fall ist das Gewicht 22 wegen der Anschlageinrichtung 24 um einen vorgegebenen Abstand von dem dem Gewicht gegenüberliegenden Abschnitt entfernt. Wenn die Beschleunigung abnimmt, werden das Gewicht 12 und die Anschlageinrichtung 14 nicht sofort voneinander gelöst, was auf den Pressdämpfungseffekt zurückzuführen ist, weshalb es für die äußere Schaltvorrichtung möglich ist, die Leitungszeit in dem Halbleiter-Beschleunigungssensor zu vergrößern. Der Pressdämpfungseffekt kann über die Fläche des dem Gewicht gegenüberliegenden Abschnitts 22, die Höhe der Anschlageinrichtung 24 und den Druck in dem Sensorraum 4 ermittelt werden. Was den mittleren Kontaktabschnitt 11 betrifft, so ist es günstig, wenn er höher ist als das Gewicht 12, und es werden darin Nuten bzw. Löcher durch Ätzen oder Ähnliches ausgebildet bzw. die Oberfläche wird verringert, wodurch der Pressdämpfungseffekt abnimmt. (Das heißt, das Ein- und Ausschalten erfolgt nicht ohne einen bestimmten Impuls.)
  • Nun wird der Pressdämpfungseffekt (Pressfilmeffekt) beschrieben. Auf einem winzigen Strömungspfad kann eine Vorrichtung bzw. ein System in der Größenordnung von Mikrometern durch die Art eines Fluids beeinflusst werden. Wenn der Strömungsweg eng ist, ist die Oberfläche im Vergleich zum Volumen groß, weshalb es notwendig ist, die Viskositätskraft des Strömungspfades, die auf die Wandoberfläche zurückzuführen ist, und die Viskosität des vorliegenden Fluids selbst zu berücksichtigen. Dazu gehört auch der Pressdämpfungseffekt. Wenn sich der enge Abstand zwischen den gegenüberliegenden Flächen ändert, wird aufgrund der Strömung zwischen diesen Flächen die Kraft beeinflusst, die entgegengesetzt zu dieser Kraft in Änderungsrichtung ist, was zu dem Dämpfungseffekt führt. Es wird angenommen, dass der Dämpfungseffekt (Koeffizient) _ die Haftungsfestigkeit F ist, woraufhin: F = u s v /d,wobei
    • u:
    der Viskosekoeffizient ist,
    s:
    die Fläche,
    v:
    Geschwindigkeit,
    d:
    Abstand.
  • Es ist hinlänglich auf dem Fachgebiet bekannt, das für den Fall, dass d sehr klein ist (in der Größenordnung von Mikrometern) F = u s v /d3.
  • Das heißt, wenn der Abstand d in dem Spalt klein ist, wird die Haftfestigkeit F recht groß. Dies nennt man auch den „Pressfilmeffekt". Dieser Effekt wird für das „Pressdämpfen" genutzt. Dabei das erfolgt Dämpfen mit großer Kraft, um den Abstand im Spalt unter Ausnutzung dieses Effektes zu verändern. Dies bezeichnet man als „Pressdämpfung". Anhand von 3 wird die Funktionsweise des Halbleiter-Beschleunigungssensors gemäß der ersten Ausführungsform genau beschrieben.
    • (1) In dem Fall, dass die Beschleunigung null (0) – t0 beträgt (3(a)): Wenn die Beschleunigung null (0) beträgt, wird keine Kraft an den Halbleiter-Beschleunigungssensor angelegt, dementsprechend werden der mittlere Kontaktabschnitt 11 und das Gewicht 12 nicht bewegt.
    • (2) Wenn eine Beschleunigung an den Sensor angelegt wird und der Schalter ein- oder ausgeschaltet wird – t1 (3(b)): Wenn eine Beschleunigung an den Halbleiter-Beschleunigungssensor angelegt wird, wirkt eine Kraft auf den Sensor ein. Ist die Kraft größer als ein vorgegebener Wert, wird der mittlere Kontaktabschnitt 11 mit dem äußeren Kontaktabschnitt 21 zusammengebracht. Dadurch erkennt die externe Schaltung, dass der Halbleiter-Beschleunigungssensor betätigt worden ist. Da das Gewicht 12 eine geringere Höhe hat als der mittlere Kontaktabschnitt 11, wird hierbei das Gewicht nicht mit der Anschlageinrichtung 24 in Kontakt gebracht. Der mittlere Kontaktabschnitt 11 hat nur eine geringe Fläche, weshalb der auf den mittleren Kontaktabschnitt 11 einwirkende Pressfilmeffekt kaum verzögert ist. In diesem Fall ist die Verzögerung infolge der Dämpfung lediglich eine mechanische.
    • (3) Wenn die Beschleunigung weiter zunimmt – t1 bis t2 (3(t)): In diesem Fall wird das Gewicht 12 auch mit der Anschlageinrichtung 24 in Kontakt gebracht. Aufgrund der vorhandenen Anschlageinrichtung 24 sind das Gewicht 12 und der dem Gewicht gegenüberliegende Abschnitt 22 um einen vorgegebenen Abstand voneinander entfernt.
    • (4) Wenn die Beschleunigung verringert wird – t2 bis t3 (3(c)): Aufgrund des Pressfilmeffektes des Fluids, welches in dem Spalt vorhanden ist, werden in diesem Fall der mittlere Kontaktabschnitt 11 und das Gewicht 12 miteinander in Kontakt gehalten. Deshalb wird der Zeitpunkt, zu dem der Schalter (sw) ausgeschaltet wird, verzögert, und die Einschaltzeit (t3–t1) ist länger als die Betriebszeit (t2–t1) der Beschleunigung, die größer als ein vorgegebener Wert ist.
    • (5) Wenn die Beschleunigung weiter verringert wird – t3 bis t4 (3(a)): In diesem Fall bleiben das Gewicht 12 und der mittlere Kontaktabschnitt 11 von dem dem Gewicht gegenüberliegenden Abschnitt 22 und dem äußeren Kontaktabschnitt 21 entfernt, so dass der Schalter ausgeschaltet ist.
  • Anhand von 4 wird nun ein Beispiel für die Funktionsweise des Halbleiter-Beschleunigungssensors beschrieben, der vertikal symmetrisch ist, wie in 1 abgebildet.
  • Der so ausgebildete Halbleiter-Beschleunigungssensor ist in der Lage, eine Beschleunigungseinrichtung ungeachtet der Beschichtungsrichtung (des Schichterzeugnisses) zu erkennen. Wenn wie in 4 die Beschleunigung an den Sensor angelegt wird, ist zu den Zeitpunkten t1 und t2 der Wert der Beschleunigung kleiner als der vorgegebene Wert, weshalb der Schalter des Halbleiter-Beschleunigungssensors nicht eingeschaltet wird. Zum Zeitpunkt t3 wird der obere Schalter eingeschaltet, zum Zeitpunkt t4 wird der Schal ter abgeschaltet und zum Zeitpunkt t5 wird der untere Schalter eingeschaltet und zum Zeitpunkt t6 wird dieser Schalter abgeschaltet.
  • Nun wird anhand der 5 bis 8 ein Beispiel eines Verfahrens zur Herstellung des Halbleiter-Beschleunigungssensors gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben. Die Herstellung wird in der folgenden Reihenfolge beschrieben:
  • Die Herstellung von 1) der mittleren Platte 1, 2) der äußeren Platte (erste Schicht) 2a und 3) der äußeren Platte (zweite Schicht) 2b und 4) Montagearbeit des Halbleiter-Beschleunigungssensors.
  • 1) Herstellung der mittleren Platte 1 (siehe 5)
  • Es wird eine Si-Platte angefertigt (5(a)) und einem Ätzvorgang oder Ähnlichem unterzogen, um den mittleren Kontaktabschnitt 11 und das Gewicht 12 in der erforderlichen Form auszubilden (Teil (b) aus 5). Durch Vakuumaufdampfung oder Sputtern werden auf dem mittleren Kontaktabschnitt 11 die Anschlüsse Al und Au ausgebildet. Somit ist die mittlere Platte 1 hergestellt (5(c)).
  • 2) Herstellung der äußeren Platte (erste Schicht) 2a (siehe 6)
  • Es wird eine Si-Platte angefertigt (6(a)) und eine SiO2- oder Glasschicht mittels Sputtern oder Vakuumaufdampfung darauf ausgebildet, und fotolithografisch wird der abdichtende Isolierabschnitt 3a hergestellt (6(b)). Als Nächstes werden durch Ätzen oder Ähnliches die Verdrahtungs-Durchgangsöffnungen 25a ausgebildet und die Anschlageinrichtung 24a mit SiO2 hergestellt (6(c)). Der äußere Anschlussabschnitt 23a wird durch Vakuumaufdampfung oder Sputtern von Al und Au hergestellt. Damit ist die äußere Platte (erste Schicht) 2a fertig gestellt (6(d)).
  • 3) Herstellung der äußeren Platte (dritte Schicht) 2b (siehe 7)
  • Es wird eine Si-Platte angefertigt (7(a)) und eine SiO2- oder Glasschicht darauf mittels Sputtern oder Vakuumaufdampfung ausgebildet, und der abdichtende Isolierabschnitt 3b wird fotolithografisch ausgebildet. Mit SiO2 (7(b)) wird die Anschlageinrichtung 24a ausgebildet. Der äußere Anschlussabschnitt 23b entsteht durch Vakuumaufdampfung oder Sputtern von Al und Au. Damit ist die äußere Platte (dritte Schicht) 2b fertig gestellt (der Teil (c) aus 7).
  • Montage des Halbleiter-Beschleunigungssensors (siehe 8)
  • Die äußere Platte (dritte Schicht) 2b, die mittlere Platte 1 und die äußere Platte (erste Schicht) 2a werden in der angegebenen Reihenfolge aufeinander gestapelt (8(a)) und mit den abdichtenden Isolierabschnitten 3a und 3b durch Anodenverbindung miteinander verbunden (8(b)). Die so entstandene Einheit wird vereinzelt, und Drähte von den Anschlussabschnitten 13, 23a und 23b werden dem Drahtbonden unterzogen. Die so behandelte Einheit wird verpackt, um den Halbleiter-Beschleunigungssensor montieren zu können (8(c)).
  • Jetzt wird ein anderes Beispiel des Halbleiter-Beschleunigungssensors, eine zweite Ausführungsform der Erfindung, beschrieben.
  • Wie in 9 abgebildet, enthält der Sensor eine mittlere Platte 1 und äußeren Platten 2a und 2b. Im Vergleich zu der ersten Ausführungsform ist bei der zweiten Ausführungsform das Gewicht 12 ein mittlerer Elektrodenabschnitt, und die äußeren Platten 2a und 2b unterscheiden sich von jenen aus der ersten Ausführungsform. Bei der zweiten Ausführungsform bestehen die äußeren Platten 2a und 2b aus Isoliermaterial, zum Beispiel Glas. Als Verdrahtungseinrichtungen zu den äußeren Anschlussabschnitten 23a und 23b sind äußere Verdrahtungsabschnitte 26a und 26b in den Öffnungen 25a und 25b aus leitfähigem Epoxid hergestellt, die in der Platte 2 ausgebildet sind. Bei dem Halbleiter-Beschleunigungssensor gemäß der zweiten Ausführungsform wird Metall (Al, Au und Cr) vakuumaufgedampft oder aufgesputtert, so dass die Eigendiagnose-Elektrodenabschnitte 27a und 27b sowie die Eigendiagnose-Drahtabschnitte 28a und 28b entstehen. Die Eigendiagnose-Elektrodenabschnitte 27a und 27b und die Eigendiagnose-Verdrahtungsabschnitte 28a und 28b sind nicht an die äußeren Verdrahtungsabschnitte 26a und 26b angeschlossen.
  • Mit Hilfe der mittleren Platte 1 und der äußeren Platte 2a wird nun das Eigendiagnoseverfahren beschrieben. Wenn eine Spannung an den gesamten mittleren Elektrodenabschnitt des Gewichts 12 und an den äußeren Elektrodenabschnitt 27a angelegt wird, wird das Gewicht 12 verschoben und zu dem äußeren Elektrodenabschnitt 27a hingezogen, so dass sich die elektrostatische Kapazität ändert. Das Verhältnis zwischen der angelegten Spannung und der Änderung der elektrostatischen Kapazität wird für die Eigendiagnose des Halbleiter-Beschleunigungssensors ausgenutzt. Konkret kann eine Eigendiagnose dahingehend erstellt werden, ob beispielsweise das Gewicht 12 die richtige Form hat, indem die Eigendiagnose zum Zeitpunkt der Herstellung des Halbleiter-Beschleunigungssensors ausgeführt wird. Die äußere Platte 2a besteht aus Isoliermaterial und beeinflusst daher nicht die elektrostatische Kapazität zum Zeitpunkt der Eigendiagnose. Wenn während der Herstellung oder des Gebrauchs des Sensors eine höhere Spannung an den mittleren Elektrodenabschnitt des Gewichts 12 und an den äußeren Elektrodenabschnitt 27a angelegt wird, wird das Gewicht 12 verschoben und von dem äußeren Elektrodenabschnitt 27a angezogen, so dass der mittlere Kontaktabschnitt 11 mit dem äußeren Kontaktabschnitt 21a in Kontakt gebracht wird; das heißt der Schalter wird eingeschaltet. Folglich kann die Funktionsweise des Halbleiter-Beschleunigungs sensors und der externen Schaltvorrichtung eigendiagnostiziert werden. Der äußere Elektrodenabschnitt 27a kann als Anschlageinrichtung 24a des Halbleiter-Beschleunigungssensors in der ersten Ausführungsform verwendet werden.
  • Anhand von 10 wird nun ein weiteres Beispiel für einen Halbleiter-Beschleunigungssensor, der eine dritte Ausführungsform der Erfindung darstellt, beschrieben. Der Halbleiter-Beschleunigungssensor gemäß der dritten Ausführungsform umfasst: eine mittlere Platte 1 und äußeren Platten 2a und 2b, die ein Schichterzeugnis bilden, und abdichtende Isolierabschnitte 3a und 3b. Damit die Kontakte durch den Betriebsstrom verschmolzen werden können, weisen bei der dritten Ausführungsform der mittlere Kontaktabschnitt 11 und der äußere Kontaktabschnitt 21a eine geringe elektrische Kapazität auf. Dies lässt sich erreichen, indem die Kontaktflächen verkleinert werden. Wenn die Beschleunigung zunimmt, so dass der mittlere Kontaktabschnitt 11 mit dem äußeren Kontaktabschnitt 21a in Kontakt kommt, wird der Schalter eingeschaltet; allerdings werden in diesem Fall die Kontakte zusammengeschweißt, so dass das Kontaktflattern beseitigt wird, d.h. der Halbleiter-Beschleunigungssensor weist einen stabilen Betrieb auf. Wenn er zum Beispiel als Airbag-Schalter verwendet wird, ist es lediglich erforderlich, dass er ein einziges Mal in Betrieb ist. Demzufolge kann er als Airbag-Schalter eingesetzt werden. Bei der Eigendiagnose ist es günstig, wenn die Prüfung mit einem geringen Strom ausgeführt wird, wobei keinerlei Problem entsteht. Bei der dritten Ausführungsform ist es unnötig, dass die Kontakte eine große elektrische Kapazität aufweisen, weswegen der entstehende Halbleiter-Beschleunigungssensor auch so geringe Herstellungskosten mit sich bringt.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Erfindungsgemäß kann ein Halbleiter-Beschleunigungssensor geschaffen werden, der eine geringe Größe und ein geringes Gewicht hat, sich einfach herstellen lässt, geringe Herstellungskosten verursacht und eine hohe Genauigkeit aufweist und bei einer Einschaltzeit, die auf einen vorgegebenen Wert festgelegt ist, stabil funktioniert.

Claims (4)

  1. Halbleiter-Beschleunigungssensor, bei dem eine mittlere Platte (1) mit einem Kontaktabschnitt (11) und äußere Platten (2a, 2b), von denen wenigstens eine einen äußeren Kontaktabschnitt (21a, 21b) hat, übereinander geschichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Kontaktabschnitt (11) in der mittleren Platte von beiden Seiten durch einen entsprechenden Träger getragen wird, wobei jeder Träger ein Gewicht (12) aufweist, das an einem Mittelteil in der Nähe des mittleren Kontaktabschnitts (11) vorhanden ist, und mit dem äußeren Kontaktabschnitt in Kontakt gebracht wird, wenn die Beschleunigung einen vorgegebenen Wert übersteigt, wobei der mittlere Kontaktabschnitt (11) höher ist als das Gewicht (12), und die äußere Platte (2a, 2b) einen dem Gewicht gegenüberliegenden Abschnitt (22a, 22b) hat, der dem Gewicht gegenüberliegt, so dass ein Pressdämpfungseffekt erzeugt wird.
  2. Halbleiter-Beschleunigungssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewicht (12) einen mittleren Elektrodenabschnitt (12) hat und der dem Gewicht gegenüberliegende Abschnitt einen äußeren Elektrodenabschnitt (27a) hat.
  3. Halbleiter-Beschleunigungssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Kontaktabschnitt (11) und der äußere Kontaktabschnitt (21a) so eingerichtet sind, dass sie miteinander verschweißt werden, wenn der mittlere Kontaktabschnitt (11) und der äußere Kontaktabschnitt (21a) miteinander in Kontakt gebracht werden.
  4. Eigendiagnoseverfahren für einen Halbleiter-Beschleunigungssensor, mit dem der Halbleiter-Beschleunigungssensor nach Anspruch 2 diagnostiziert wird, dadurch gekennzeichnet, dass Spannung über den mittleren Elektrodenabschnitt (12) und den äußeren Elektrodenabschnitt (27a) angelegt wird, um Eigendiagnose durchzuführen.
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