JP2006308353A

JP2006308353A - 加速度センサおよびその製造方法

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Publication number: JP2006308353A
Application number: JP2005129285A
Authority: JP
Inventors: Michihiko Hayashi; 道彦林
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-04-27
Filing date: 2005-04-27
Publication date: 2006-11-09

Abstract

【課題】製造工程での歩留まりが良く、かつ生産性も良好な加速度センサおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】ＸＹＺ座標系におけるＸＹ平面に沿って配置され加速度に応じて変位する質量部１２を複数の梁部１４を介して周囲の支持部１３に支持する可動基板１１と、この可動基板１１における支持部１３と接合され、かつ可動基板１１における質量部１２と所定間隔を有する固定電極１６を上面に設けた固定基板１５とを備え、前記質量部１２と梁部１４の双方の固定電極１６と対向する側に所定間隔で突起１７を設けるとともに、前記固定電極１６の端部１８を固定基板１５の側面から露出させるように構成したものである。
【選択図】図５

Description

本発明は、特に車両、ロボット等の移動体の姿勢制御や精密機器の振動計測等に用いられ、加速度を検出する加速度センサおよびその製造方法に関するものである。

従来のこの種の加速度センサは、図１０に示すような構成を有していた。

図１０は従来の加速度センサの断面図を示したもので、この図１０において、１はシリコン基板からなる可動基板で、この可動基板１は、バネ性を有した梁部２により周囲から支持された質量部３と、この質量部３の一面に設けられた可動電極４とを有している。５はガラス基板からなる固定基板で、この固定基板５は、一面に形成された固定電極６と、この固定電極６の周囲に前記梁部２と対向して設けられ、かつ可動基板１に短絡されるダミー電極７とを有している。そして、前記可動基板１と固定基板５とを可動電極４と固定電極６との間に微小間隔を有するように対向させ、かつ可動基板１にダミー電極７を短絡させてこのダミー電極７と梁部２とを同電位にして双方を陽極接合していた。

以上のように構成されている従来の加速度センサについて、次にその動作を説明する。

質量部３がバネ性を有した梁部２により支持されている状態で加速度を受けると、梁部２が撓んで可動電極４と固定電極６との間の間隔が変化する。ここで、静電容量をＣ、誘電率をε、電極面積をＳ、電極間の間隔をｄとした場合、静電容量はＣ＝εＳ／ｄにより一般的に算出することができるもので、可動電極４と固定電極６との間の間隔が変化することによる静電容量の変化により加速度を検出していた。

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開平４−２９９２６７号公報

しかしながら、上記従来の構成においては、ダミー電極７と梁部２とを同電位にして陽極接合することにより双方間に発生する静電引力を抑制するようにしているため、梁部２が固定基板５の表面に吸着して可動電極１と固定電極６との間隔が変化しなくなり加速度の検出が不充分となってしまうという確率を低下させることはできるが、陽極接合工程でのダミー電極７の周囲と梁部２あるいは質量部３との間の静電引力により、あるいは陽極接合工程以降での外部からの静電気により、固定基板６と、加速度を受けることによって可動する梁部２あるいは質量部３とが吸着して、製造工程での歩留まりが悪くなってしまうという課題を有していた。また、固定電極６とダミー電極７は固定基板１の一面に独立して設けられているため、多数の加速度センサを配置して同時に製造することは難しく、生産性が悪くなるとともに、製品コストが高くなってしまうという課題も有していた。そしてまた、多軸方向の加速度を検出できる加速度センサにおいては、固定電極（図示せず）は複数に分割されて形成されるため、固定基板（図示せず）の一面に設けられた固定電極（図示せず）を区画している部分が露出し、そしてこの区画部からの静電引力により固定基板（図示せず）と梁部（図示せず）あるいは質量部（図示せず）とが吸着して、製造工程での歩留まりが悪くなってしまうという課題を有していた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、製造工程での歩留まりが良く、かつ生産性も良好な加速度センサおよびその製造方法を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、ＸＹＺ座標系におけるＸＹ平面に沿って配置され加速度に応じて変位する質量部を複数の梁部を介して周囲の支持部に支持する可動基板と、この可動基板における支持部と接合され、かつ可動基板における質量部と所定間隔を有する固定電極を上面に設けた固定基板とを備え、前記質量部と梁部の双方の固定電極と対向する側に所定間隔で突起を設けるとともに、前記固定電極の端部を固定基板の側面から露出させるように構成したもので、この構成によれば、可動基板における質量部と梁部の双方の固定電極と対向する側に所定間隔で突起を設けるとともに、前記固定電極の端部を固定基板の側面から露出させるように構成しているため、陽極接合工程における可動基板の質量部あるいは梁部と固定基板との吸着を防止することができ、これにより、製造工程での歩留まりが良く、かつ生産性も良好なものが得られるという作用効果を有するものである。

本発明の請求項２に記載の発明は、ＸＹＺ座標系におけるＸＹ平面に沿って配置され加速度に応じて変位する質量部を複数の梁部を介して周囲の支持部に支持する可動基板と、この可動基板における支持部と接合され、かつ可動基板における質量部と所定間隔を有する固定電極を上面に設けた固定基板とを備え、前記固定電極における前記質量部と梁部の双方と対向する側に所定間隔で突起を設けるとともに、前記固定電極の端部を固定基板の側面から露出させるように構成したもので、この構成によれば、固定基板の上面に設けた固定電極における前記質量部と梁部の双方と対向する側に所定間隔で突起を設けるとともに、前記固定電極の端部を固定基板の側面から露出させるように構成しているため、陽極接合工程における可動基板の質量部あるいは梁部と固定基板との吸着を防止することができ、これにより、製造工程での歩留まりが良く、かつ生産性も良好なものが得られるという作用効果を有するものである。

本発明の請求項３に記載の発明は、特に、固定電極が質量部と梁部の略全域を覆うように固定基板と可動基板を対向配置したもので、この構成によれば、陽極接合工程における固定電極の周囲からの静電引力の影響を受けにくくなるため、質量部あるいは梁部と固定基板との吸着を防止することができ、これにより、製造工程での歩留まりが良くなるという作用効果を有するものである。

本発明の請求項４に記載の発明は、特に、質量部における固定電極を区画している部分と対向する側に溝部を設けたもので、この構成によれば、陽極接合工程における固定電極を区画している部分からの静電引力の影響を受けにくくなるため、質量部あるいは梁部と固定基板との吸着を防止することができ、これにより、固定電極が分割された多軸方向の加速度を検出する加速度センサにおいても製造工程の歩留まりが良くなるという作用効果を有するものである。

本発明の請求項５に記載の発明は、可動基板の少なくとも一面にエッチングを施して所定間隔で溝部と突起を形成した後にさらにエッチングを施して加速度に応じて変位する質量部と、この質量部と連結され、かつ肉薄な梁部および前記質量部と梁部を支持する支持部を形成する工程と、前記固定基板の上面に電極膜を形成する工程と、この電極膜の一部にエッチングを施して前記質量部との所定間隔の容量を検出する固定電極の検出電極部と共通電極部が同電位となるように接続配線されたパターンを形成する工程と、前記質量部と梁部の双方の突起と固定電極とが対向するように配置し、かつ前記可動基板の支持部と前記共通電極部が電気的に接続されるように重ねて前記固定基板と可動基板を陽極接合してセンサ基板を形成する工程と、前記固定電極のパターンを電気的に分離するとともに前記センサ基板の側面を分割する工程とを備えたもので、この製造方法によれば、可動基板における質量部と梁部の双方の突起と固定電極とが対向するように配置し、かつ前記可動基板の支持部と共通電極部が電気的に接続されるように重ねて固定基板と可動基板を陽極接合してセンサ基板を形成する工程を備えているため、陽極接合工程における質量部あるいは梁部と固定基板との吸着を防止することができ、これにより、製造工程での歩留まりが良く、かつ生産性も良好なものが得られるという作用効果を有するものである。

本発明の請求項６に記載の発明は、可動基板にエッチングを施して加速度に応じて変位する質量部と、この質量部と連結され、かつ肉薄な梁部および前記質量部と梁部を支持する支持部を形成する工程と、前記固定基板にエッチングを施して溝部を形成した後にこの固定基板の上面に電極膜を成形する工程と、この電極膜の一部にエッチングを施して前記質量部との所定間隔の容量を検出する固定電極の検出電極部と共通電極部が同電位となるように接続配線されたパターンを形成する工程と、前記質量部と梁部の双方と前記固定電極の突起とが対向するように配置し、かつ前記可動基板の支持部と前記共通電極部が電気的に接続されるように重ねて前記固定基板と可動基板を陽極接合してセンサ基板を形成する工程と、前記固定電極のパターンを電気的に分離するとともに前記センサ基板の側面を分割する工程とを備えたもので、この製造方法によれば、可動基板における質量部と梁部の双方と固定電極の突起とが対向するように配置し、かつ前記可動基板の支持部と共通電極部が電気的に接続されるように重ねて固定基板と可動基板を陽極接合してセンサ基板を形成する工程を備えているため、陽極接合工程における質量部あるいは梁部と固定基板との吸着を防止することができ、これにより、製造工程での歩留まりが良く、かつ生産性も良好なものが得られるという作用効果を有するものである。

以上のように本発明の加速度センサは、ＸＹＺ座標系におけるＸＹ平面に沿って配置され加速度に応じて変位する質量部を複数の梁部を介して周囲の支持部に支持する可動基板と、この可動基板における支持部と接合され、かつ可動基板における質量部と所定間隔を有する固定電極を上面に設けた固定基板とを備え、前記質量部と梁部の双方の固定電極と対向する側に所定間隔で突起を設けるとともに、前記固定電極の端部を固定基板の側面から露出させるように構成しているため、陽極接合工程における可動基板の質量部あるいは梁部と固定基板との吸着を防止することができ、これにより、製造工程での歩留まりが良く、かつ生産性も良好なものが得られるという優れた効果を奏するものである。

（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１，３，４，５に記載の発明について説明する。

図１は本発明の実施の形態１における加速度センサの斜視図、図２は同加速度センサにおける可動基板の固定基板側から見た斜視図、図３は同加速度センサの上面図、図４は同加速度センサにおける固定基板の上面図、図５（ａ）（ｂ）は図３のＡ−Ａ線断面図、図６（ａ）〜（ｇ）は同加速度センサにおける製造工程を示す断面図、図７は同加速度センサの製造工程における固定電極のパターンを示す上面図である。

図１〜図７において、１１はシリコン酸化膜などのエッチングストップ層を中間層に設け、かつ両側にシリコン基板を接合してなるＳＯＩ基板からなり、ＸＹ平面に沿って配置された可動基板で、この可動基板１１は中央に加速度に応じて変位する質量部１２と、この質量部１２の外周囲に設けた支持部１３と、この支持部１３からＸ軸あるいはＹ軸と平行方向に延びた後にＸＹ軸に４５°方向に延びて前記質量部１２に連結され、かつこの質量部１２を変位可能とする肉薄のシリコンからなる４本の梁部１４とにより構成されている。１５はガラスなどの絶縁性材料からなる固定基板で、この固定基板１５は、上面にＴｉなどの密着層（図示せず）を介してＡｕなどの導電性薄膜からなる固定電極１６を設けており、そして前記質量部１２と梁部１４との間に所定間隔を設けて前記支持部１３と接合されているものである。

そして、前記質量部１２と梁部１４の双方には、前記固定電極１６と対向する側に所定間隔で複数個の突起１７を設けるとともに、前記固定電極１６の端部１８が前記固定基板１５の側面から露出するように設けられている。

そしてまた、前記固定電極１６は前記質量部１２と梁部１４の略全域を覆うように対向配置して設けられている。

さらに、前記質量部１２における前記固定電極１６を区画している部分と対向する側には溝部１９を設け、かつ前記固定電極１６はそれぞれＸ軸に２分割配置するとともに、Ｙ軸に２分割配置し、そして前記梁部１４と質量部１２の中央とに対向配置した検出電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃと、前記質量部１２と梁部１４とに電気的に導通している共通電極２１を設け、さらにまた前記支持部１３には固定電極１６の配線を通すトンネル２２を設けている。

以上のように構成された本発明の実施の形態１における加速度センサについて、次にその製造方法を図６（ａ）〜（ｇ）にもとづいて説明する。

まず、図６（ａ）に示すように、表面に酸化膜（図示せず）を設けたＳＯＩ基板からなる可動基板１１を準備し、そしてこのＳＯＩ基板からなる可動基板１１の一面に、図６（ｂ）に示すように、酸化膜（図示せず）を利用してフォトリソグラフィとウェットエッチングを繰り返して施すことにより、所定深さのキャビティ２３と所定高さの突起１７と所定深さの溝部１９を形成する。この場合、エッチング液として、酸化膜にバッファードフッ酸、シリコンに水酸化テトラメチルアンモニウムなどを利用し、そしてエッチング液の濃度、エッチング温度と時間を制御管理することにより、所定形状のエッチングが行える。

次に、エッチングストップ層（図示せず）を利用して両側からフォトリソグラフィとドライエッチングを施してＳＯＩ基板からなる可動基板１１を所定形状に加工し、さらにその後、エッチングストップ層（図示せず）をウェットエッチングで除去することにより、図６（ｃ）に示すように、加速度に応じて変位する質量部１２と、この質量部１２と連結される肉薄の梁部１４およびこの梁部１４を支持する支持部１３を形成する。ここで、ドライエッチングとしては、誘導結合型の反応性イオンエッチング装置を利用して、ＳＦ₆とＣ₄Ｆ₈のガスなどを切り替えながらエッチングすることにより、所定形状を垂直加工することができる。また、エッチングストップ層（図示せず）が酸化膜の場合は、エッチング液としてバッファードフッ酸を利用すれば、容易に除去することができる。

次に、図６（ｄ）に示すように、アルカリ金属Ｎａ，Ｌｉなどを含有するガラス基板からなる固定基板１５を準備し、そしてこの固定基板１５の上面に真空蒸着法あるいはスパッタ法によりＴｉなどの密着層（図示せず）を介してＡｕなどの導電性薄膜からなる電極膜２４を形成する。

次に、図６（ｅ）に示すように、電極膜２４にフォトリソグラフィとウェットエッチングを施して、前記質量部１２との所定間隔の容量を検出する固定電極１６として検出電極部２５と共通電極部２６が同電位となるように接続配線されたパターンを形成する。この場合、エッチング液として、Ｔｉに硝酸セリウム、Ａｕによう素よう化カリウムなどを利用し、そしてエッチング液の濃度、エッチング温度と時間を制御管理することにより、所定形状のエッチングが行える。

次に、図６（ｆ）に示すように、前記質量部１２と梁部１４の双方に設けた突起１７と前記固定基板１５における固定電極１６とが対向するように配置し、かつ前記ＳＯＩ基板からなる可動基板１１の支持部１３と前記共通電極部２６が電気的に接続されるように前記可動基板１１と前記固定基板１５を重ねて陽極接合することによりセンサ基板２７を形成する。この場合、陽極接合は２００〜５００℃の雰囲気の中で、前記ガラス基板からなる固定基板１５を電源陰極に接続するとともに、前記ＳＯＩ基板からなる可動基板１１を電源陽極に接続し、そして電圧を４００〜７００Ｖ印加することにより、前記ＳＯＩ基板からなる可動基板１１のシリコン表面に正電荷が誘起され、そして静電引力によって前記ガラス基板からなる固定基板１５と密着し、陽極酸化反応によって双方が接合されるものである。

最後に、可動基板１１と固定基板１５を重ねて陽極接合したセンサ基板２７のＢ−Ｂ部をダイシングあるいはレーザ加工することにより、前記固定電極１６のパターンを電気的に分離するとともにこのセンサ基板２７の側面を分割する。これにより、図６（ｇ）に示すように、固定電極１６の端部１８が露出した多数の加速度センサ２８が生産できるものである。

以上のようにして製造された本発明の実施の形態１における加速度センサについて、次にその動作を説明する。

ＸＹ軸平面に加速度センサを実装すると、Ｚ軸方向の重力により前記質量部１２が一定量沈む方向に変位し、この質量部１２と前記固定電極１６とのＺ軸方向の間隔が狭まった状態で静止している。この状態で前記質量部１２にＸ軸方向の加速度が加わると、この質量部１２には加速度と質量との積である慣性力が作用し、そしてこの質量部１２は前記支持部１３に連結する梁部１４に支持された状態で図５（ｂ）に示すようにＸ軸方向の前後に所定角度で傾く。この傾きによりＸ軸方向に２分割配置した前記検出電極２０ａと質量部１２とのＺ軸方向の間隔が変化し、前記検出電極２０ａと、前記質量部１２と電気的に導通している共通電極２１との各々の静電容量が変化することになる。ここで、静電容量をＣ、誘電率をε、電極面積をＳ、電極間の間隔をｄとした場合、静電容量はＣ＝εＳ／ｄの式から一般的に算出できるもので、誘電率と電極面積は変化せず、前記検出電極２０ａと質量部１２とのＺ軸方向の間隔の変化に応じた各々の静電容量を処理回路（図示せず）で差動処理することにより加速度を検出することができる。また、Ｙ軸方向の加速度についても、上記と同様の動作原理で検出電極２０ｂにより加速度を検出することができる。そしてまた、前記梁部１４と質量部１２の中央とに対向配置した検出電極２０ｃと共通電極２１の静電容量の変化を処理すれば、Ｚ軸方向の加速度を検出することができる。なお、前記検出電極２０ｃは、前記検出電極２０ａと前記検出電極２０ｂとの間の寄生容量を除去するための電極としても利用できるものである。

以上のようにして製造された本発明の実施の形態１における加速度センサにおいては、陽極接合では前記ＳＯＩ基板からなる可動基板１１のシリコン表面に正電荷が誘起されるようにしているため、この正電荷の誘起による静電引力によって前記ガラス基板からなる固定基板１５と密着し、陽極酸化反応によって双方が接合されるものである。ここで、静電引力をＦ、誘電率をε、電極面積をＳ、電極間の間隔をｄ、印加電圧をＶとした場合、静電引力はＦ＝εＳＶ²／２ｄ²の式から一般的に算出できるものである。

また、上記本発明の実施の形態１においては、前記可動基板１１における質量部１２と梁部１４の双方の前記固定電極１６と対向する側に所定間隔で突起１７を設けるとともに、前記固定電極１６として検出電極部２５と共通電極部２６が同電位となるように接続配線されたパターンを形成して陽極接合し、その後、前記固定電極１６のパターンを電気的に分離するとともにセンサ基板２７の側面を分割して、前記固定電極１６の端部１８を前記固定基板１５の側面から露出させるように構成しているため、前記質量部１２と、質量が軽く静電引力の影響を受けやすい前記梁部１４における前記固定電極１６に最も近接する電極面積を突起１７によって小さくすることができ、これにより、陽極接合工程における前記可動基板１１の質量部１２あるいは梁部１４と前記固定基板１５との吸着を防止することができるため、製造工程の歩留まりも良くなって、生産性を高めることができるという効果を有するものである。

そしてまた、上記本発明の実施の形態１においては、前記固定電極１６が前記質量部１２と梁部１４の略全域を覆うように固定基板１５と可動基板１１を対向配置しているため、陽極接合工程における前記固定電極１６の周囲からの静電引力の影響を受けにくくなり、これにより、前記質量部１２あるいは梁部１４と前記固定基板１５との吸着を防止することができるため、製造工程での歩留まりも良くなるという効果を有するものである。

さらに、上記本発明の実施の形態１においては、前記質量部１２における前記固定電極１６を区画している部分と対向する側に溝部１９を設けているため、陽極接合工程における前記固定電極１６を区画している部分からの静電引力の影響を受けにくくなり、これにより、前記質量部１２あるいは梁部１４と前記固定基板１５との吸着を防止することができるため、固定電極１６が分割された多軸方向の加速度を検出する加速度センサにおいても製造工程の歩留まりが良いという効果を有するものである。

（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項２，３，４，６に記載の発明について説明する。

図８は本発明の実施の形態２における加速度センサの断面図、図９（ａ）〜（ｈ）は同加速度センサにおける製造工程を示す断面図である。

図８、図９において、３１はＳＯＩ基板からなり、ＸＹ平面に沿って配置された可動基板で、この可動基板３１は中央に加速度に応じて変位する質量部３２と、この質量部３２の外周囲に設けた支持部３３と、この支持部３３から前記質量部３２に連結され、かつこの質量部３２を変位可能とする肉薄のシリコンからなる４本の梁部３４とにより構成されている。３５はガラスなどの絶縁性材料からなる固定基板で、この固定基板３５は、上面にＴｉなどの密着層（図示せず）を介してＡｕなどの導電性薄膜からなる固定電極３６を設けており、そして前記質量部３２と梁部３４との間に所定間隔を設けて前記支持部３３と接合されているものである。

そして、前記固定電極３６には、前記質量部３２と梁部３４の双方と対向する側に所定間隔で複数個の突起３７を設けており、また、この固定電極３６は、前記質量部３２と梁部３４の略全域を覆い、かつ端部３８が前記固定基板３５の側面から露出するように構成されている。

そしてまた、前記質量部３２における前記固定電極３６を区画している部分と対向する側には溝部３９を設け、かつ前記固定電極３６はそれぞれＸ軸に２分割配置するとともに、Ｙ軸に２分割配置し、そして前記梁部３４と質量部３２の中央とに対向配置した検出電極４０と、前記質量部３２と梁部３４とに電気的に導通している共通電極４１を設けている。

以上のように構成された本発明の実施の形態２における加速度センサについて、次にその製造方法を図９（ａ）〜（ｈ）にもとづいて説明する。

まず、図９（ａ）に示すように、ＳＯＩ基板からなる可動基板３１を準備し、そしてこのＳＯＩ基板からなる可動基板３１の一面に、図９（ｂ）に示すように酸化膜（図示せず）を利用してフォトリソグラフィとウェットエッチングを繰り返して施すことにより、所定深さの溝部３９を形成し、その後、エッチングストップ層（図示せず）を利用して両側からフォトリソグラフィとドライエッチングを施して前記ＳＯＩ基板からなる可動基板３１を所定形状に加工し、さらにその後、エッチングストップ層（図示せず）をウェットエッチングで除去することにより、加速度に応じて変位する質量部３２と、この質量部３２と連結される肉薄の梁部３４およびこの梁部３４を支持する支持部３３を形成する。

次に、図９（ｃ）に示すように、アルカリ土類金属Ｎａ，Ｌｉなどを含有するガラス基板からなる固定基板３５を準備し、そして図９（ｄ）に示すように、この固定基板３５の一面に、フォトリソグラフィとウェットエッチングを繰り返して施すことにより、所定深さのキャビティ４２と所定高さの突起３７を形成する。この場合、エッチング液としてバッファードフッ酸などを利用し、そしてエッチング液の濃度、エッチング温度と時間を制御管理することにより、所定形状のエッチングが行える。

次に、図９（ｅ）に示すように、前記固定基板３５の突起３７を形成した面に真空蒸着法あるいはスパッタ法によりＴｉなどの密着層（図示せず）を介してＡｕなどの導電性薄膜からなる電極膜４３を形成する。

次に、図９（ｆ）に示すように、電極膜４３にフォトリソグラフィとウェットエッチングを施して、前記質量部３２との所定間隔の容量を検出する固定電極３６として検出電極部４４と共通電極部４５が同電位となるように接続配線されたパターンを形成する。

次に、図９（ｇ）に示すように、前記質量部３２と梁部３４の双方と前記固定電極３６の突起３７とが対向するように配置し、かつ前記ＳＯＩ基板からなる可動基板３１の支持部３３と前記共通電極部４５が電気的に接続されるように前記可動基板３１と前記固定基板３５を重ねて陽極接合することによりセンサ基板４６を形成する。

最後に、可動基板３１と固定基板３５を重ねて陽極接合したセンサ基板４６のＣ−Ｃ部をダイシングあるいはレーザ加工することにより、前記固定電極３６のパターンを電気的に分離するとともにこのセンサ基板４６の側面を分割する。これにより、図９（ｈ）に示すように、固定電極３６の端部３８が露出した多数の加速度センサ４７が生産できるものである。

以上のようにして製造された本発明の実施の形態２における加速度センサにおいては、陽極接合では前記ＳＯＩ基板からなる可動基板３１のシリコン表面に正電荷が誘起されるようにしているため、この正電荷の誘起による静電引力によって前記ガラス基板からなる固定基板３５と密着し、陽極酸化反応によって双方が接合されるものである。

また、上記本発明の実施の形態２においては、前記固定電極３６における前記質量部３２と梁部３４の双方と対向する側に所定間隔で突起３７を設けるとともに、前記固定電極３６として検出電極部４４と共通電極部４５が同電位となるように接続配線されたパターンを形成して陽極接合し、その後、前記固定電極３６のパターンを電気的に分離するとともにセンサ基板４６の側面を分割して、前記固定電極３６の端部３８を前記固定基板３５の側面から露出させるように構成しているため、前記質量部３２と、質量が軽く静電引力の影響を受けやすい前記梁部３４における前記固定電極３６に最も近接する電極面積を突起３７によって小さくすることができ、これにより、陽極接合工程における前記可動基板３１の質量部３２あるいは梁部３４と前記固定基板３５との吸着を防止することができるため、製造工程の歩留まりも良くなって、生産性を高めることができるという効果を有するものである。

そしてまた、上記本発明の実施の形態２においては、前記固定電極３６が前記質量部３２と梁部３４の略全域を覆うように固定基板３５と可動基板３１を対向配置しているため、陽極接合工程における前記固定電極３６の周囲からの静電引力の影響を受けにくくなり、これにより、前記質量部３２あるいは梁部３４と前記固定基板３５との吸着を防止することができるため、製造工程での歩留まりも良くなるという効果を有するものである。

さらに、上記本発明の実施の形態２においては、前記質量部３２における前記固定電極３６を区画している部分と対向する側に溝部３９を設けているため、陽極接合工程における前記固定電極３６を区画している部分からの静電引力の影響を受けにくくなり、これにより、前記質量部３２あるいは梁部３４と前記固定基板３５との吸着を防止することができるため、固定電極３６が分割された多軸方向の加速度を検出する加速度センサにおいても製造工程の歩留まりが良いという効果を有するものである。

本発明にかかる加速度センサは、製造工程での歩留まりが良く、かつ生産性も良好な加速度センサを提供できるという効果を有し、車両、ロボット等の移動体の姿勢制御や精密機器の振動計測等に用いられる加速度を検出する加速度センサとして有用である。

本発明の実施の形態１における加速度センサの斜視図同加速度センサにおける可動基板の固定基板側から見た斜視図同加速度センサの上面図同加速度センサにおける固定基板の上面図（ａ）（ｂ）図３のＡ−Ａ線断面図（ａ）〜（ｇ）同加速度センサにおける製造工程を示す断面図同加速度センサの製造工程における固定電極のパターンを示す上面図本発明の実施の形態２における加速度センサの断面図（ａ）〜（ｈ）同加速度センサにおける製造工程を示す断面図従来の加速度センサの断面図

符号の説明

１１，３１可動基板
１２，３２質量部
１３，３３支持部
１４，３４梁部
１５，３５固定基板
１６，３６固定電極
１７，３７突起
１８，３８端部
１９，３９溝部
２５，４４検出電極部
２６，４５共通電極部

Claims

ＸＹＺ座標系におけるＸＹ平面に沿って配置され加速度に応じて変位する質量部を複数の梁部を介して周囲の支持部に支持する可動基板と、この可動基板における支持部と接合され、かつ可動基板における質量部と所定間隔を有する固定電極を上面に設けた固定基板とを備え、前記質量部と梁部の双方の固定電極と対向する側に所定間隔で突起を設けるとともに、前記固定電極の端部を固定基板の側面から露出させるように構成した加速度センサ。
ＸＹＺ座標系におけるＸＹ平面に沿って配置され加速度に応じて変位する質量部を複数の梁部を介して周囲の支持部に支持する可動基板と、この可動基板における支持部と接合され、かつ可動基板における質量部と所定間隔を有する固定電極を上面に設けた固定基板とを備え、前記固定電極における前記質量部と梁部の双方と対向する側に所定間隔で突起を設けるとともに、前記固定電極の端部を固定基板の側面から露出させるように構成した加速度センサ。
固定電極が質量部と梁部の略全域を覆うように固定基板と可動基板を対向配置した請求項１または２記載の加速度センサ。
質量部における固定電極を区画している部分と対向する側に溝部を設けた請求項１〜３のいずれかに記載の加速度センサ。
可動基板の少なくとも一面にエッチングを施して所定間隔で溝部と突起を形成した後にさらにエッチングを施して加速度に応じて変位する質量部と、この質量部と連結され、かつ肉薄な梁部および前記質量部と梁部を支持する支持部を形成する工程と、前記固定基板の上面に電極膜を成形する工程と、この電極膜の一部にエッチングを施して前記質量部との所定間隔の容量を検出する固定電極の検出電極部と共通電極部が同電位となるように接続配線されたパターンを形成する工程と、前記質量部と梁部の双方の突起と固定電極とが対向するように配置し、かつ前記可動基板の支持部と前記共通電極部が電気的に接続されるように重ねて前記固定基板と可動基板を陽極接合してセンサ基板を形成する工程と、前記固定電極のパターンを電気的に分離するとともに前記センサ基板の側面を分割する工程とを備えた加速度センサの製造方法。
可動基板にエッチングを施して加速度に応じて変位する質量部と、この質量部と連結され、かつ肉薄な梁部および前記質量部と梁部を支持する支持部を形成する工程と、前記固定基板にエッチングを施して溝部を形成した後にこの固定基板の上面に電極膜を成形する工程と、この電極膜の一部にエッチングを施して前記質量部との所定間隔の容量を検出する固定電極の検出電極部と共通電極部が同電位となるように接続配線されたパターンを形成する工程と、前記質量部と梁部の双方と前記固定電極の突起とが対向するように配置し、かつ前記可動基板の支持部と前記共通電極部が電気的に接続されるように重ねて前記固定基板と可動基板を陽極接合してセンサ基板を形成する工程と、前記固定電極のパターンを電気的に分離するとともに前記センサ基板の側面を分割する工程とを備えた加速度センサの製造方法。