JP2006344573A - Acceleration switch and electronic equipment - Google Patents

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JP2006344573A JP2005287622A JP2005287622A JP2006344573A JP 2006344573 A JP2006344573 A JP 2006344573A JP 2005287622 A JP2005287622 A JP 2005287622A JP 2005287622 A JP2005287622 A JP 2005287622A JP 2006344573 A JP2006344573 A JP 2006344573A
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Homare Masuda
誉 増田
Kazuo Toda
和男 戸田
Ryutaro Maeda
龍太郎 前田
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NIPPON MEMS KK
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Gunma Prefecture
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NIPPON MEMS KK
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Gunma Prefecture
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To detect acceleration of two-axial and three-axial directions by a single acceleration switch with superior sensitivity. <P>SOLUTION: The acceleration switch 101 is provided with a mass body 111, and beams 112, 113 which are bent by an inertia force applied to the mass body 111 in receiving the acceleration and of which the axial directions form a curve on the same flat face in a state without this bending. A plurality of couples of contact points 131 to 146 have conductivity, and make a pair by being installed at a fixed conductor 118 in which one is arranged on a surface of the mass body 111 while the other is arranged at the surrounding of the mass body 111, and this pair is contacted with each other by displacement of the mass body 111. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、加速度スイッチ及び加速度スイッチを備えた電子装置に関する。   The present invention relates to an acceleration switch and an electronic device including the acceleration switch.

重錘に加わる加速度により、当該重錘に接続された片持ち梁あるいは両持ち梁が変位し、この変位を光、インダクタンス、キャパシタンス、抵抗値等の変化を利用して計測する従来の加速度センサ、振動センサでは、これらセンサを動作させるために電力を消費する。そして、この消費電力は、センサによる計測動作を必要となる時間帯以外でも待機電力として費やされるため、従来の加速度センサ等では消費電力が大きいという不具合がある。   A conventional acceleration sensor that measures the displacement using a change in light, inductance, capacitance, resistance value, etc., by displacement of a cantilever beam or a both-end beam connected to the weight due to acceleration applied to the weight, A vibration sensor consumes electric power to operate these sensors. And since this power consumption is consumed as standby power even outside the time zone where the measurement operation by the sensor is required, there is a problem that the power consumption is large in the conventional acceleration sensor or the like.

また、金属球を用いた「ころがり球式振動センサ」では、金属球が固定されていないため、通常状態で接点が閉(通常状態で接点が閉であることを「ノーマリークローズ」と呼び、「NC」の記号を用いる)となってしまい、やはり消費電力が大きいという問題がある。   In addition, in the “rolling ball type vibration sensor” using a metal ball, since the metal ball is not fixed, the contact is closed in the normal state (the contact in the normal state is called “normally closed” There is a problem that the power consumption is still large.

そこで、金属球を磁性材料とし、外部磁界で金属球を浮上させた「磁石吸着球式振動センサ」が提案されている。この「磁石吸着球式振動センサ」は、金属球が磁石で固定されているため、通常状態で接点が開(通常状態で接点が閉であることを「ノーマリーオープン」と呼び、「NO」の記号を用いる)とできるので、通常状態で消費電力をゼロにし、消費電力を低減することが出来る。   Therefore, a “magnet adsorption sphere vibration sensor” has been proposed in which a metal sphere is made of a magnetic material and the metal sphere is levitated by an external magnetic field. This "magnet adsorption ball type vibration sensor" has a metal ball fixed by a magnet, so the contact is open in the normal state (the contact is closed in the normal state is called "normally open", "NO" Therefore, the power consumption can be reduced to zero in the normal state and the power consumption can be reduced.

しかし、「ころがり球式振動センサ」は、近傍に電動モーター等が存在すると誤動作を起し、さらに全ての方向の振動を検出することが出来ないという不具合がある。   However, the “rolling ball type vibration sensor” has a problem in that if an electric motor or the like is present in the vicinity, it malfunctions and vibrations in all directions cannot be detected.

そこで、これらの加速度センサ、振動センサの上述の不具合を解消するものとして「半導体加速度スイッチ」が知られている(特許文献1〜3などを参照)。   Therefore, a “semiconductor acceleration switch” is known as means for solving the above-described problems of the acceleration sensor and the vibration sensor (see Patent Documents 1 to 3, etc.).

「半導体加速度スイッチ」は単純に重錘に加わる加速度により重錘に接続された片持ちあるいは両持ち梁が変位し、この変位の発生を接点の開閉動作で計測するものである。このような原理のため、「半導体加速度スイッチ」は消費電力をゼロにすることができ、磁場や電場の影響も受け難いという利点を備えている。
特開2000−65855号公報 特開2000−065856号公報 特開2002−22765号公報
The “semiconductor acceleration switch” is a device in which a cantilever or a double-supported beam connected to the weight is simply displaced by acceleration applied to the weight, and the occurrence of this displacement is measured by a contact opening / closing operation. Because of this principle, the “semiconductor acceleration switch” has the advantage that it can reduce power consumption to zero and is hardly affected by a magnetic field or an electric field.
JP 2000-65855 A Japanese Patent Laid-Open No. 2000-065856 JP 2002-22765 A

しかしながら、従来の「半導体加速度スイッチ」は、自動車用エアバックの制御用のものであるため、1軸方向のみの振動及び加速度だけしか検出することができない。   However, since the conventional “semiconductor acceleration switch” is used for controlling an automobile airbag, it can detect only vibration and acceleration in only one axial direction.

このため、例えば、いずれかの方向の振動が発生し、あるいは加速度が加わったことを条件に小型の負荷に通電するような用途(具体的には、小型のカードにIC回路を搭載し、このカードにいずれかの方向の振動あるいは加速度が加わったことを当該カードに搭載された加速度スイッチで検出して、IC回路に通電する場合など)のためには、従来の「半導体加速度スイッチ」は、振動あるいは加速度を必ずしも検出することができないため、使用することができないという不具合があった。   For this reason, for example, an application in which a small load is energized on the condition that vibration in either direction occurs or acceleration is applied (specifically, an IC circuit is mounted on a small card, In order to detect that a vibration or acceleration in either direction has been applied to the card with an acceleration switch mounted on the card and energize the IC circuit, the conventional “semiconductor acceleration switch” Since vibration or acceleration cannot always be detected, there is a problem that it cannot be used.

本発明の目的は、2軸方向や3軸方向の加速度を受けても、加速度を受けたことを単一の加速度スイッチで感度よく検出することができるようにすることである。   An object of the present invention is to enable a single acceleration switch to detect with high sensitivity even if it receives acceleration in two or three axes.

本発明は、質量体と、前記質量体を支持し、加速度を受けたときに前記質量体にかかる慣性力により撓み、この撓みがない状態ではその軸方向が同一平面上で曲線をなしている梁と、導電性を有し、一方が前記質量体の表面に他方が前記質量体の近傍に配置された部材に設けられて一対をなし、この一対が前記梁の撓みにより互いに接触する複数組の接点と、を備えている加速度スイッチである。   In the present invention, the mass body supports the mass body and bends due to the inertial force applied to the mass body when subjected to acceleration. In the absence of this deflection, the axial direction forms a curve on the same plane. A plurality of sets having a pair of beams, which are electrically conductive, one of which is provided on a member disposed on the surface of the mass body and the other of which is disposed in the vicinity of the mass body, the pair contacting each other due to the deflection of the beam An acceleration switch.

本発明によれば、質量体を支持している梁の軸方向が同一平面状で曲線をなしているので、単一の加速度スイッチにより、2軸方向や3軸方向の加速度も感度よく検出することができる。   According to the present invention, since the axial direction of the beam supporting the mass body is the same plane and is curved, the acceleration in the biaxial direction and the triaxial direction can be detected with high sensitivity by a single acceleration switch. be able to.

以下、本発明を実施するための最良の一形態について図面を参照して説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

[加速度スイッチの構成と動作]
まず、本実施形態の加速度スイッチの構成と動作について説明する。
[Configuration and operation of acceleration switch]
First, the configuration and operation of the acceleration switch of this embodiment will be described.

図1は本実施形態の加速度スイッチ101の構成を説明する上面側から見た斜視図であり、図2は底面側から見た斜視図であり、図3は図1のIII−III切断断面図である。   FIG. 1 is a perspective view seen from the top side for explaining the configuration of the acceleration switch 101 of the present embodiment, FIG. 2 is a perspective view seen from the bottom side, and FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. It is.

図1〜図3に示すように、加速度スイッチ101は、上から第1基板102、第2基板103、第3基板104が積層されて構成される(ただし、図1において第1基板102、図2において第3基板104の図示は省略している)。第3基板104は絶縁性材料で形成され、第1基板102、第2基板103は導電性材料で形成されている。   As shown in FIGS. 1 to 3, the acceleration switch 101 is configured by laminating a first substrate 102, a second substrate 103, and a third substrate 104 from above (however, the first substrate 102, FIG. In FIG. 2, the third substrate 104 is not shown). The third substrate 104 is formed of an insulating material, and the first substrate 102 and the second substrate 103 are formed of a conductive material.

第2基板103の中央部分には板厚方向を貫通して形成された一連の溝115が形成されている。これにより、質量体111と、質量体111に一端が連結された梁112と、梁112の他端に一端が連結された梁113と、梁113の他端に連結され、質量体111並びに梁112及び113を支持する支持柱114とが形成されている一連の中央構造体116と、この中央構造体116を取り囲むように配置される枠体117とが形成されている。枠体117と、これに接して積層されている第1基板102と、後述のパッド123と、スルーホール121とをあわせて固定導体118と呼ぶことにする。また、中央構造体116とパッド124と、スルーホール122とをあわせて移動導体119と呼ぶことにする。   A series of grooves 115 formed so as to penetrate the thickness direction is formed in the central portion of the second substrate 103. Accordingly, the mass body 111, the beam 112 having one end coupled to the mass body 111, the beam 113 having one end coupled to the other end of the beam 112, and the other end of the beam 113 are coupled to the mass body 111 and the beam. A series of central structures 116 on which support pillars 114 for supporting 112 and 113 are formed, and a frame body 117 arranged so as to surround the central structure 116 are formed. The frame body 117, the first substrate 102 stacked in contact therewith, the pads 123 described later, and the through holes 121 are collectively referred to as a fixed conductor 118. The central structure 116, the pad 124, and the through hole 122 are collectively referred to as a moving conductor 119.

梁112及び113は、可撓性を有していて、加速度スイッチ101がある程度以上の加速度を受けたときは支持柱114に対して質量体111が変位する。今、空間上に互いに直交するX軸、Y軸、Z軸を想定する。この例では、図1〜図3に示すように、X軸は加速度スイッチ101の短手方向、Y軸は加速度スイッチ101の長手方向、Z軸は板厚方向である。そして、たとえば、梁112の長さ方向はY軸方向、梁113の長さ方向はX軸方向で、互いに直交している。そのため、梁112はX軸方向及びZ軸方向に撓むことができ、梁113はY軸方向及びZ軸方向に撓むことができる。これにより、加速度を受けたときには、梁112及び113は質量体111にかかる慣性力により撓み、全方向に変位自在である。また、梁112及び113からなる梁は、質量体111にかかる慣性力により撓んでいないときは、その軸方向が同一平面状で曲線をなしている。具体的には、本例では、梁112の軸方向と梁113の軸方向とがXY平面状で直角をなしている。   The beams 112 and 113 are flexible, and the mass body 111 is displaced with respect to the support column 114 when the acceleration switch 101 receives an acceleration of a certain level or more. Now, an X axis, a Y axis, and a Z axis that are orthogonal to each other in space are assumed. In this example, as shown in FIGS. 1 to 3, the X axis is the short direction of the acceleration switch 101, the Y axis is the long direction of the acceleration switch 101, and the Z axis is the plate thickness direction. For example, the length direction of the beam 112 is the Y-axis direction, and the length direction of the beam 113 is the X-axis direction, which are orthogonal to each other. Therefore, the beam 112 can be bent in the X-axis direction and the Z-axis direction, and the beam 113 can be bent in the Y-axis direction and the Z-axis direction. Thereby, when the acceleration is received, the beams 112 and 113 are bent by the inertial force applied to the mass body 111 and can be displaced in all directions. Further, when the beam consisting of the beams 112 and 113 is not bent by the inertial force applied to the mass body 111, the axial direction thereof is the same plane and is curved. Specifically, in this example, the axial direction of the beam 112 and the axial direction of the beam 113 are XY planar and are perpendicular to each other.

第3基板104にはスルーホール121,122が設けられていて、スルーホール121を介して枠体117や電極124と電気的に接続する導電性のパッド123と、スルーホール122を介して中央構造体116や電極125と電気的に接続する導電性のパッド124とが設けられている。   The third substrate 104 is provided with through holes 121, 122. A conductive pad 123 that is electrically connected to the frame body 117 and the electrode 124 through the through hole 121, and a central structure through the through hole 122. A conductive pad 124 electrically connected to the body 116 and the electrode 125 is provided.

質量体111の固定導体118と対峙する表面又は質量体111と対峙する固定導体118の内周面には、突起131〜142が形成されている。加速度スイッチ101が加速度を受けて質量体111が任意の方向に変位すると、質量体111のいずれかの位置と固定導体118のいずれかの位置とが接触する。この質量体111と、この質量体111の周囲に配置された構造体となる固定導体118との接触位置とは、一対の導電性の接点となる。この接触位置は質量体111の変位により複数個所存在するので、一対の接点も複数組設けられていることになる。その一対の接点の質量体111側又は固定導体118側の位置には前述の突起131〜146が設けられている。以下では、この突起131〜146と同一符号を付して、前述の複数組の接点を接点131〜146と呼ぶ。   Projections 131 to 142 are formed on the surface of the mass body 111 facing the fixed conductor 118 or on the inner peripheral surface of the fixed conductor 118 facing the mass body 111. When the acceleration switch 101 receives acceleration and the mass body 111 is displaced in an arbitrary direction, any position of the mass body 111 comes into contact with any position of the fixed conductor 118. A contact position between the mass body 111 and the fixed conductor 118 serving as a structure disposed around the mass body 111 is a pair of conductive contacts. Since there are a plurality of contact positions due to the displacement of the mass body 111, a plurality of pairs of contact points are also provided. The aforementioned protrusions 131 to 146 are provided at positions of the pair of contacts on the mass body 111 side or the fixed conductor 118 side. Hereinafter, the same reference numerals as those of the protrusions 131 to 146 are attached, and the plurality of contact points described above are referred to as contact points 131 to 146.

このように、いずれかの接点131〜146を介して固定導体118と移動導体119とが接触するので、ハンダ付けパッド、ワイヤーボンディングパッドなどであるパッド123、パッド124にそれぞれ電源のプラス側端子、マイナス側端子を接続すれば、いずれかの接点131〜146を介して固定導体118と移動導体119とが接触したときにのみ電流が流れ、加速度スイッチ101は加速度を検知したときのみ閉じて電流を流すスイッチとして機能する。   As described above, the fixed conductor 118 and the moving conductor 119 are in contact with each other through any one of the contacts 131 to 146. Therefore, the pad 123, which is a soldering pad, a wire bonding pad, etc. If the negative terminal is connected, a current flows only when the fixed conductor 118 and the moving conductor 119 are in contact via any one of the contacts 131 to 146, and the acceleration switch 101 is closed only when the acceleration is detected. Functions as a flow switch.

具体的には、X方向正の向きに加速度を受けたときは梁112が撓み、質量体111と接点131,132とが接触して電流が流れる。また、X方向負の向きに加速度を受けたときは梁112が撓み、質量体111と接点133,134とが接触して電流が流れる。   Specifically, when acceleration is received in the positive direction of the X direction, the beam 112 bends, the mass body 111 and the contacts 131 and 132 come into contact with each other, and a current flows. Further, when the acceleration is received in the negative direction in the X direction, the beam 112 bends, the mass body 111 and the contacts 133 and 134 come into contact with each other, and a current flows.

同様に、Y方向正の向きに加速度を受けたときは梁113が撓み、質量体111と接点135,136とが接触して電流が流れる。また、X方向負の向きに加速度を受けたときは梁113が撓み、質量体111と接点137,138とが接触して電流が流れる。   Similarly, when acceleration is received in the positive direction in the Y direction, the beam 113 bends, the mass body 111 and the contacts 135 and 136 come into contact with each other, and a current flows. Further, when the acceleration is received in the negative direction in the X direction, the beam 113 is bent, and the mass body 111 and the contacts 137 and 138 come into contact with each other, so that a current flows.

Z方向正の向きに加速度を受けたときは梁112,113が撓み、質量体111の接点139〜142と固定導体118(の第1基板102)とが接触して電流が流れる。また、Z方向負の向きに加速度を受けたときは梁112が撓み、質量体111の接点143〜146と固定導体118(の接点導体125)とが接触して電流が流れる。   When acceleration is received in the positive direction in the Z direction, the beams 112 and 113 are bent, and the contacts 139 to 142 of the mass body 111 and the fixed conductor 118 (the first substrate 102) come into contact with each other, so that a current flows. Further, when the acceleration is applied in the negative direction in the Z direction, the beam 112 is bent, and the contacts 143 to 146 of the mass body 111 and the fixed conductor 118 (the contact conductor 125 thereof) come into contact with each other, and a current flows.

このような構成の加速度スイッチ101においては、梁112及び113からなる梁は、前述のとおりその軸方向が同一平面状で曲線をなしているため、加速度スイッチ101に加わる加速度を感度よく検出することができる。   In the acceleration switch 101 having such a configuration, the beam consisting of the beams 112 and 113 is curved with the same axial direction as described above, and therefore, the acceleration applied to the acceleration switch 101 can be detected with high sensitivity. Can do.

次に、加速度スイッチ101にX軸回りの角加速度が加わると、梁112と梁113とが同時に撓み、その回転の向きにより、まず接点139,140が固定導体118(の第1基板102)と同時に接触し、さらに加速度が増加すると接点141,142も固定導体118(の第1基板102)と同時に接触するか、あるいは、まず接点143,144が固定導体118(の接点導体125)と同時に接触し、さらに加速度が増加すると接点145,146も固定導体118(の接点導体125)と同時に接触する。   Next, when an angular acceleration about the X axis is applied to the acceleration switch 101, the beam 112 and the beam 113 are simultaneously bent, and the contact points 139 and 140 are first connected to the fixed conductor 118 (the first substrate 102) by the direction of the rotation. When contact is made at the same time and the acceleration is further increased, the contacts 141 and 142 are also brought into contact with the fixed conductor 118 (the first substrate 102), or the contacts 143 and 144 are first brought into contact with the fixed conductor 118 (the contact conductor 125) simultaneously. When the acceleration further increases, the contacts 145 and 146 come into contact with the fixed conductor 118 (the contact conductor 125) at the same time.

このように、Z軸方向の正の向き若しくは負の向き(又はY軸方向の正の向き若しくは負の向き)の加速度を検出するための接点がX軸を挟んだ両側に配置されていれば、X軸回りの正転、逆転いずれの角加速度も検出することができる。   In this way, if the contacts for detecting the acceleration in the positive or negative direction in the Z-axis direction (or the positive or negative direction in the Y-axis direction) are arranged on both sides of the X-axis, Both forward and reverse angular accelerations around the X axis can be detected.

同様に、加速度スイッチ101にY軸回りの角加速度が加わると、梁112と梁113とが同時に撓み、その回転の向きにより、まず接点139,141が固定導体118(の第1基板102)と同時に接触し、さらに加速度が増加すると接点140,142も固定導体118(の第1基板102)と同時に接触するか、あるいは、まず接点143,144が固定導体118(の接点導体125)と同時に接触し、さらに加速度が増加すると接点145,146も固定導体118(の接点導体125)と同時に接触する。   Similarly, when an angular acceleration about the Y axis is applied to the acceleration switch 101, the beam 112 and the beam 113 are bent at the same time, and the contact points 139 and 141 are first connected to the fixed conductor 118 (the first substrate 102) by the direction of the rotation. When contact is made at the same time and the acceleration is further increased, the contacts 140 and 142 are also brought into contact with the fixed conductor 118 (the first substrate 102), or the contacts 143 and 144 are first brought into contact with the fixed conductor 118 (the contact conductor 125) simultaneously. When the acceleration further increases, the contacts 145 and 146 come into contact with the fixed conductor 118 (the contact conductor 125) at the same time.

このように、Z軸方向の正の向き若しくは負の向き(又はX軸方向の正の向き若しくは負の向き)の加速度を検出するための接点がY軸を挟んだ両側に配置されていれば、Y軸回りの正転、逆転いずれの角加速度も検出することができる。   In this way, if the contacts for detecting the acceleration in the positive or negative direction in the Z-axis direction (or the positive or negative direction in the X-axis direction) are arranged on both sides of the Y-axis, Both forward and reverse angular accelerations around the Y axis can be detected.

同様に、加速度スイッチ101にZ軸回りの角加速度が加わると、梁112と梁113とが同時に撓み、その回転の向きにより、接点131,133が移動導体119(の質量体111)と同時に接触するか、あるいは、接点132,134が移動導体119(の質量体111)と同時に接触する。   Similarly, when angular acceleration about the Z-axis is applied to the acceleration switch 101, the beam 112 and the beam 113 are bent at the same time, and the contact points 131 and 133 are brought into contact with the moving conductor 119 (the mass body 111) simultaneously with the rotation direction. Alternatively, the contacts 132 and 134 are in contact with the moving conductor 119 (the mass body 111) at the same time.

このように、X軸方向の正の向き若しくは負の向き(又はY軸方向の正の向き若しくは負の向き)の加速度を検出するための接点がZ軸を挟んだ両側に配置されていれば、Z軸回りの正転、逆転いずれの角加速度も検出することができる。   In this way, if the contacts for detecting the acceleration in the positive direction or the negative direction in the X axis direction (or the positive direction or the negative direction in the Y axis direction) are arranged on both sides of the Z axis, Both forward and reverse angular accelerations around the Z axis can be detected.

次に、加速度スイッチ101の具体的な使用例について説明する。   Next, a specific usage example of the acceleration switch 101 will be described.

図4は、加速度スイッチ101を用いた電子装置201の構成例の回路図である。この電子装置201は、例えば携帯可能な小型のカードであり、内部には、IC(Integrated Circuit)回路202、電源となる電池203、加速度スイッチ101が設けられている。IC回路202は、例えば、アクティブタイプのRFID(Radio Frequency IDentification)素子であり、電池203からの電力の供給を受けたときに駆動する。そして、加速度スイッチ101は電池203からの電力の供給をオン、オフするスイッチとして機能する。   FIG. 4 is a circuit diagram of a configuration example of the electronic device 201 using the acceleration switch 101. The electronic device 201 is, for example, a small portable card, and an IC (Integrated Circuit) circuit 202, a battery 203 serving as a power source, and an acceleration switch 101 are provided therein. The IC circuit 202 is, for example, an active type RFID (Radio Frequency IDentification) element, and is driven when power is supplied from the battery 203. The acceleration switch 101 functions as a switch for turning on / off the supply of power from the battery 203.

この場合、加速度スイッチ101の前述の複数の接点143〜146は、並列接続されたスイッチとして機能し、電子装置201が任意の方向の加速度を受けると接点143〜146の少なくともいずれかひとつが閉じて、IC回路202に電力が供給される。   In this case, the plurality of contacts 143 to 146 of the acceleration switch 101 function as switches connected in parallel. When the electronic device 201 receives an acceleration in an arbitrary direction, at least one of the contacts 143 to 146 is closed. , Power is supplied to the IC circuit 202.

したがって、電子装置201に加速度スイッチ101を用いることにより、電子装置201がいかなる方向の加速度を受けても、加速度スイッチ101はこれを感知し、IC回路202には電池203から電力が供給される。   Therefore, by using the acceleration switch 101 in the electronic device 201, the acceleration switch 101 senses any direction of acceleration received by the electronic device 201, and power is supplied from the battery 203 to the IC circuit 202.

電子装置201が携帯可能な小型のカードである場合、ユーザがカードである電子装置201を手に持って操作しているときなどには、揺れにより加速度スイッチ101は任意の方向の加速度を受けるので、IC回路202が駆動する。よって、カードである電子装置201をユーザが手に持って操作しているときには、常にIC回路202を自動的に駆動させることができる。   When the electronic device 201 is a portable small card, the acceleration switch 101 receives acceleration in an arbitrary direction due to shaking when the user operates the electronic device 201 that is the card in his / her hand. The IC circuit 202 is driven. Therefore, the IC circuit 202 can always be driven automatically whenever the user operates the electronic device 201 that is a card with the hand.

これに対し、従来の加速度スイッチは一方向の加速度のみしか検出することができないので、カードである電子装置201に搭載した場合に、揺れの方向によっては加速度を検出できず、ユーザが手に持って操作してもIC回路202を自動的に駆動させることができない場合がある。   On the other hand, since the conventional acceleration switch can only detect acceleration in one direction, when mounted on the electronic device 201 that is a card, the acceleration cannot be detected depending on the direction of shaking, and the user holds it in his / her hand. In some cases, the IC circuit 202 cannot be automatically driven even if it is operated.

また、加速度スイッチ101は、従来の加速度センサのように駆動のために待機電力は必要ないので、大幅な節電を図ることができる。特に、前述のように電子装置201が携帯可能な小型のカードである場合、電池203も極めて小型のものにならざるを得ず、電子装置201を無充電のまま長期使用しようとすれば、加速度センサではなく加速度スイッチ101を用いる意義は大きいといえる。   Further, since the acceleration switch 101 does not require standby power for driving unlike the conventional acceleration sensor, significant power saving can be achieved. In particular, when the electronic device 201 is a small portable card as described above, the battery 203 must be extremely small, and if the electronic device 201 is used for a long time without being charged, the acceleration is accelerated. It can be said that the use of the acceleration switch 101 instead of the sensor is significant.

さらに、加速度スイッチ101は、単一の質量体111のみで全方向の加速度を検知することができるので、装置を小型化することができる。   Furthermore, since the acceleration switch 101 can detect the acceleration in all directions only with the single mass body 111, the apparatus can be miniaturized.

次に、別実施形態の加速度スイッチの構成と動作について説明する。   Next, the configuration and operation of an acceleration switch according to another embodiment will be described.

図5は本実施形態の加速度スイッチ101の構成を説明する上面側から見た斜視図であり、図6は底面側から見た斜視図であり、図7は図1のVII−VII切断断面図である。   FIG. 5 is a perspective view seen from the top side for explaining the configuration of the acceleration switch 101 of the present embodiment, FIG. 6 is a perspective view seen from the bottom side, and FIG. 7 is a sectional view taken along the line VII-VII in FIG. It is.

図5〜図7に示すように、加速度スイッチ301は、上から第1基板302、第2基板303、第3基板304が積層されて構成される(ただし、図5において第1基板302、図6において第3基板304の図示は省略している)。第1基板302、第3基板304は絶縁性材料で形成され、第2基板303は導電性材料で形成されている。   As shown in FIGS. 5 to 7, the acceleration switch 301 is configured by laminating a first substrate 302, a second substrate 303, and a third substrate 304 from above (however, in FIG. 5, the first substrate 302, FIG. In FIG. 6, the third substrate 304 is not shown). The first substrate 302 and the third substrate 304 are formed of an insulating material, and the second substrate 303 is formed of a conductive material.

第2基板303には板厚方向を貫通して形成された一連の溝315が形成されている。これにより、第2基板303の中央部分には、質量体311と、質量体311に一端が連結された梁312と、梁312の他端に軸中央部分が連結された梁313とで構成される一連の中央構造体316が、両持ち梁である梁313により、第2基板303の外枠351に支持されている。これらの構造体と、後述のパッド323と、スルーホール321とをあわせて移動導体319と呼ぶことにする。また、質量体311並びに梁312及び313と、外枠351との間には、溝315で互いに分断され、また、移動導体319とも溝315で分断されている複数個、この例で14個の独立柱361〜374が設けられている。この独立柱361〜374と、後述のパッド324と、スルーホール381〜394と、電極421〜428とを固定導体318と呼ぶことにする。   A series of grooves 315 are formed in the second substrate 303 so as to penetrate the plate thickness direction. Accordingly, the central portion of the second substrate 303 includes a mass body 311, a beam 312 having one end connected to the mass body 311, and a beam 313 having an axial center portion connected to the other end of the beam 312. A series of central structures 316 are supported on the outer frame 351 of the second substrate 303 by beams 313 that are doubly supported beams. These structures, a pad 323 (to be described later), and a through hole 321 are collectively referred to as a moving conductor 319. In addition, the mass body 311, the beams 312 and 313, and the outer frame 351 are separated from each other by a groove 315, and the moving conductor 319 is also divided by the groove 315, in this example, 14 pieces. Independent pillars 361 to 374 are provided. The independent pillars 361 to 374, pads 324 described later, through holes 381 to 394, and electrodes 421 to 428 are referred to as fixed conductors 318.

梁312及び313は、可撓性を有していて、加速度スイッチ301がある程度以上の加速度を受けたときは、固定導体318に対して質量体311が変位する。今、空間上に互いに直交するX軸、Y軸、Z軸を想定する。この例では、図5〜図7に示すように、X軸は加速度スイッチ301の短手方向、Y軸は加速度スイッチ301の長手方向、Z軸は板厚方向である。そして、たとえば、梁312の長さ方向はY軸方向、梁313の長さ方向はX軸方向で、互いに直交している。そのため、梁312はX軸方向及びZ軸方向に撓むことができ、梁313はY軸方向及びZ軸方向に撓むことができる。これにより、加速度を受けたときには、梁312及び313は質量体311にかかる慣性力により撓み、全方向に変位自在である。また、梁312及び313からなる梁は、質量体311にかかる慣性力により撓んでいないときは、その軸方向が同一平面状で曲線をなしている。具体的には、本例では、梁313は両持ち梁構造であるが、梁312を支持する梁313の一方と梁312とからなる梁の軸方向はXY平面状で直角をなしている。   The beams 312 and 313 are flexible, and the mass body 311 is displaced with respect to the fixed conductor 318 when the acceleration switch 301 receives an acceleration of a certain level or more. Now, an X axis, a Y axis, and a Z axis that are orthogonal to each other in space are assumed. In this example, as shown in FIGS. 5 to 7, the X axis is the short direction of the acceleration switch 301, the Y axis is the long direction of the acceleration switch 301, and the Z axis is the plate thickness direction. For example, the length direction of the beam 312 is the Y-axis direction, and the length direction of the beam 313 is the X-axis direction, which are orthogonal to each other. Therefore, the beam 312 can bend in the X-axis direction and the Z-axis direction, and the beam 313 can be bent in the Y-axis direction and the Z-axis direction. Thus, when receiving acceleration, the beams 312 and 313 are deflected by the inertial force applied to the mass body 311 and can be displaced in all directions. Further, when the beam composed of the beams 312 and 313 is not bent by the inertial force applied to the mass body 311, the axial direction thereof is the same plane and is curved. Specifically, in this example, the beam 313 has a double-supported beam structure, but the axial direction of the beam composed of one of the beams 313 supporting the beam 312 and the beam 312 is XY planar and perpendicular.

第3基板304にはスルーホール321が設けられていて、スルーホール321の先端部分は外枠351に接続されている。よって、ハンダ付けパッド、ワイヤーボンディングパッドなどであるパッド323を介して、質量体311に通電することができる。   The third substrate 304 is provided with a through hole 321, and a tip portion of the through hole 321 is connected to the outer frame 351. Therefore, the mass body 311 can be energized through the pad 323 such as a soldering pad or a wire bonding pad.

各独立柱361〜374にも、それぞれスルーホール381〜394が設けられていて、各独立柱361〜374には、ハンダ付けパッド、ワイヤーボンディングパッドなどであるパッド324を介して、個別に通電することができる。   The independent pillars 361 to 374 are also provided with through holes 381 to 394, respectively. The independent pillars 361 to 374 are individually energized via pads 324 such as soldering pads and wire bonding pads. be able to.

質量体311の固定導体318又は第1基板302若しくは第3基板304と対峙する表面には、突起401〜414が形成されている(ただし、接点401だけは梁313に対峙している)。この例では、独立柱362,364,367,369,371,374の質量体311側の面にはそれぞれ突起401〜406が設けられ、質量体311の第1基板302側の面の4隅にはそれぞれ突起407〜410が設けられ、質量体311の第3基板304側の面の4隅にはそれぞれ突起411〜414が設けられている。   Protrusions 401 to 414 are formed on the surface of the mass body 311 facing the fixed conductor 318 or the first substrate 302 or the third substrate 304 (however, only the contact point 401 faces the beam 313). In this example, protrusions 401 to 406 are provided on the surface of the independent pillars 362, 364, 367, 369, 371, 374 on the mass body 311 side, respectively, and are provided at the four corners of the surface of the mass body 311 on the first substrate 302 side. Are provided with projections 407 to 410, and projections 411 to 414 are provided at the four corners of the surface of the mass body 311 on the third substrate 304 side, respectively.

また、突起407〜410とそれぞれ対峙している第1基板302側の面上には互いに間隔をあけて配置された電極421〜424が設けられ、突起411〜414とそれぞれ対峙している第3基板303側の面上には互いに間隔をあけて配置された電極425〜428が設けられている(電極423,424,427,428については図示を省略している)。各電極421〜424は独立柱361,363,368,370のいずれかひとつとのみ電気的に接続され、各電極425〜428は独立柱365,366,372,373のいずれかひとつとのみ電気的に接続されている。   In addition, electrodes 421 to 424 arranged at intervals are provided on the surface of the first substrate 302 facing the protrusions 407 to 410, respectively, and third electrodes facing the protrusions 411 to 414, respectively. On the surface on the substrate 303 side, electrodes 425 to 428 arranged at intervals are provided (the electrodes 423, 424, 427, and 428 are not shown). Each electrode 421-424 is electrically connected to only one of the independent columns 361, 363, 368, 370, and each electrode 425-428 is electrically connected to only one of the independent columns 365, 366, 372, 373. It is connected to the.

加速度スイッチ301が加速度を受けて質量体311(さらには梁313)が任意の方向に変位すると、質量体311(又は梁313)のいずれかの位置と固定導体318のいずれかの位置とが接触する。この質量体311(又は梁313)と、この質量体311の周囲に配置された構造体となる固定導体318との接触位置とは、一対の導電性の接点となる。この接触位置は質量体311(又は梁313)の変位により複数個所存在するので、一対の接点も複数組設けられていることになる。その一対の接点の質量体311側又は固定導体318側の位置には前述の突起401〜414が設けられている。以下では、この突起401〜414と同一符号を用いて、前述の複数組の接点を接点401〜414と呼ぶ。   When the acceleration switch 301 receives acceleration and the mass body 311 (and also the beam 313) is displaced in an arbitrary direction, any position of the mass body 311 (or the beam 313) comes into contact with any position of the fixed conductor 318. To do. A contact position between the mass body 311 (or the beam 313) and the fixed conductor 318 serving as a structure disposed around the mass body 311 is a pair of conductive contacts. Since there are a plurality of contact positions due to the displacement of the mass body 311 (or the beam 313), a plurality of pairs of contact points are also provided. The protrusions 401 to 414 described above are provided at positions of the pair of contacts on the mass body 311 side or the fixed conductor 318 side. Hereinafter, the plurality of sets of contacts are referred to as contacts 401 to 414 using the same reference numerals as the protrusions 401 to 414.

このように、いずれかの接点401〜414を介して固定導体318と移動導体319とが接触するので、ハンダ付けパッド、ワイヤーボンディングパッドなどであるパッド323、パッド324にそれぞれ電源のプラス側端子、マイナス側端子を接続すれば、いずれかの接点401〜414を介して固定導体318と移動導体319とが接触したときにのみ電流が流れ、加速度スイッチ301は加速度を検知したときのみ閉じて電流を流すスイッチとして機能する。   In this way, since the fixed conductor 318 and the moving conductor 319 are in contact with each other through any one of the contacts 401 to 414, a pad 323 such as a soldering pad and a wire bonding pad, and a pad 324 are connected to the positive side terminal of the power source, If the negative terminal is connected, a current flows only when the fixed conductor 318 and the moving conductor 319 are in contact with each other via any one of the contacts 401 to 414, and the acceleration switch 301 is closed only when an acceleration is detected. Functions as a flow switch.

加速度スイッチ101においては、梁312及び313からなる梁は、前述のとおりその軸方向が同一平面状で曲線をなしているため、加速度スイッチ301に加わる加速度を感度よく検出することができる。   In the acceleration switch 101, since the beams composed of the beams 312 and 313 are curved with the same axial direction as described above, the acceleration applied to the acceleration switch 301 can be detected with high sensitivity.

このような加速度スイッチ301が前述の加速度スイッチ101と相違するのは、加速度スイッチ301が前述のような構成であるため、各接点401〜414間は絶縁されおり、どの接点401〜414が閉じているか(どのスルーホール381〜394からパッド324を介して信号が取り出せたのか)により、加速度スイッチ301が検知した加速度がX方向、Y方向、Z方向のうちのいずれの方向でいずれの向きであるか、あるいは、X軸回りの方向、Y軸回りの方向、Z軸回りの方向のうちのいずれの方向でいずれの向きであるかまで、判断できる点である。   Such an acceleration switch 301 is different from the acceleration switch 101 described above because the acceleration switch 301 is configured as described above, so that the contacts 401 to 414 are insulated and which contacts 401 to 414 are closed. The acceleration detected by the acceleration switch 301 is in any direction of the X direction, the Y direction, and the Z direction. Alternatively, it is possible to determine which direction is any of the direction around the X axis, the direction around the Y axis, and the direction around the Z axis.

具体的には、接点405,408が閉じたときはX軸方向正の向きの加速度と判断でき、接点402,403が閉じたときはX軸方向負の向きの加速度と判断できる。   Specifically, when the contacts 405 and 408 are closed, it can be determined that the acceleration is positive in the X-axis direction, and when the contacts 402 and 403 are closed, it can be determined that the acceleration is negative in the X-axis direction.

また、接点401が閉じたときはY軸方向正の向きの加速度と判断でき、接点404が閉じたときはY軸方向負の向きの加速度と判断できる。   When the contact 401 is closed, it can be determined that the acceleration is positive in the Y-axis direction. When the contact 404 is closed, it can be determined that the acceleration is negative in the Y-axis direction.

接点407〜410が閉じたときはZ軸方向正の向きの加速度と判断でき、接点411〜414が閉じたときはZ軸方向負の向きの加速度と判断できる。   When the contacts 407 to 410 are closed, it can be determined that the acceleration is positive in the Z-axis direction, and when the contacts 411 to 414 are closed, it can be determined that the acceleration is negative in the Z-axis direction.

さらに、接点408,409,411,414が閉じたときはX軸回りの正の向きの角加速度と判断でき、接点407,410,412,413が閉じたときはX軸回りの負の向きの角加速度と判断できる。   Further, when the contacts 408, 409, 411, and 414 are closed, it can be determined that the angular acceleration is in the positive direction around the X axis, and when the contacts 407, 410, 412, and 413 are closed, the angular acceleration around the X axis is negative. It can be judged as angular acceleration.

このように、Z軸方向の正の向き若しくは負の向き(又はY軸方向の正の向き若しくは負の向き)の加速度を検出するための接点がX軸を挟んだ両側に配置されていれば、X軸回りの正転、逆転いずれの角加速度も検出することができる。   In this way, if the contacts for detecting the acceleration in the positive or negative direction in the Z-axis direction (or the positive or negative direction in the Y-axis direction) are arranged on both sides of the X-axis, Both forward and reverse angular accelerations around the X axis can be detected.

接点409,410,413,414が閉じたときはY軸回りの正の向きの角加速度と判断でき、接点407,408,411,412が閉じたときはY軸回りの負の向きの角加速度と判断できる。   When the contacts 409, 410, 413, and 414 are closed, it can be determined that the angular acceleration has a positive direction around the Y axis, and when the contacts 407, 408, 411, and 412 are closed, the angular acceleration has a negative direction around the Y axis. It can be judged.

このように、Z軸方向の正の向き若しくは負の向き(又はX軸方向の正の向き若しくは負の向き)の加速度を検出するための接点がY軸を挟んだ両側に配置されていれば、Y軸回りの正転、逆転いずれの角加速度も検出することができる。   In this way, if the contacts for detecting the acceleration in the positive or negative direction in the Z-axis direction (or the positive or negative direction in the X-axis direction) are arranged on both sides of the Y-axis, Both forward and reverse angular accelerations around the Y axis can be detected.

接点403,408が閉じたときはZ軸回りの正の向きの角加速度と判断でき、接点402,407が閉じたときはZ軸回りの負の向きの角加速度と判断できる。   When the contacts 403 and 408 are closed, it can be determined that the angular acceleration is in the positive direction around the Z axis, and when the contacts 402 and 407 are closed, it can be determined as the angular acceleration in the negative direction around the Z axis.

このように、X軸方向の正の向き若しくは負の向き(又はY軸方向の正の向き若しくは負の向き)の加速度を検出するための接点がZ軸を挟んだ両側に配置されていれば、Z軸回りの正転、逆転いずれの角加速度も検出することができる。   In this way, if the contacts for detecting the acceleration in the positive direction or the negative direction in the X axis direction (or the positive direction or the negative direction in the Y axis direction) are arranged on both sides of the Z axis, Both forward and reverse angular accelerations around the Z axis can be detected.

次に、加速度スイッチ301の具体的な使用例について説明する。   Next, a specific usage example of the acceleration switch 301 will be described.

図8は、加速度スイッチ301を用いた電子装置501の構成例の回路図である。この電子装置501は、本例では、小型のロボットアーム装置であり、内部には、ロボットアーム502と、ロボットアーム502と連結されロボットアーム502を駆動するサーボモータ503と、マイクロコンピュータを内蔵しサーボモータ503を制御するコントローラ504と、電源となる電池505と、ロボットアーム502に取り付けられた加速度スイッチ301とが設けられている。   FIG. 8 is a circuit diagram of a configuration example of the electronic device 501 using the acceleration switch 301. In this example, the electronic device 501 is a small robot arm device. Inside the electronic device 501, a robot arm 502, a servo motor 503 connected to the robot arm 502 and driving the robot arm 502, and a microcomputer are incorporated. A controller 504 for controlling the motor 503, a battery 505 serving as a power source, and an acceleration switch 301 attached to the robot arm 502 are provided.

サーボモータ503、コントローラ504は、電池505を電源として動作し、コントローラ504は、ロボットアーム502の加速度の方向、向きを加速度スイッチ301の入力信号から判断し、サーボモータ503をフィードバック制御あるいはフィードフォワード制御する。   The servo motor 503 and the controller 504 operate using the battery 505 as a power source. The controller 504 determines the direction and direction of acceleration of the robot arm 502 from the input signal of the acceleration switch 301, and feedback control or feed forward control of the servo motor 503. To do.

すなわち、図9に示すように、加速度スイッチ301の各接点401〜414からの信号はそれぞれ独立にコントローラ504に入力するので、接点401〜414のうちのいずれから信号が入力するか、その組み合わせにより、コントローラ504はロボットアーム502の加速度の方向、向きを判断することができる。   That is, as shown in FIG. 9, since the signals from the respective contacts 401 to 414 of the acceleration switch 301 are independently input to the controller 504, depending on which of the contacts 401 to 414 the signal is input or the combination thereof The controller 504 can determine the direction and direction of acceleration of the robot arm 502.

これに対し、従来の加速度スイッチは一方向の加速度のみしか検出することができないので、ロボットアーム装置である電子装置501に搭載した場合に、加速度の方向、向きを的確に検出してサーボモータ503を制御することができない。   On the other hand, since the conventional acceleration switch can only detect acceleration in one direction, the servo motor 503 can detect the direction and direction of acceleration accurately when it is mounted on the electronic device 501 that is a robot arm device. Can not control.

また、加速度スイッチ301は、従来の加速度センサのように駆動のために待機電力は必要ないので、大幅な節電を図ることができる。特に、前述のように電子装置501が小型のロボットアーム装置である場合、電池505も極めて小型のものにならざるを得ず、電子装置201を無充電のまま長期使用しようとすれば、加速度センサではなく加速度スイッチ301を用いる意義は大きいといえる。   Further, since the acceleration switch 301 does not require standby power for driving unlike the conventional acceleration sensor, significant power saving can be achieved. In particular, when the electronic device 501 is a small robot arm device as described above, the battery 505 must be extremely small, and if the electronic device 201 is used for a long time without being charged, the acceleration sensor However, it can be said that the significance of using the acceleration switch 301 is great.

さらに、加速度スイッチ301は、単一の質量体311のみで全方向の加速度を検知することができるので、装置を小型化することができる。   Furthermore, since the acceleration switch 301 can detect the acceleration in all directions with only the single mass body 311, the apparatus can be miniaturized.

なお、加速度スイッチ101は梁112,113によるL字型の片持ち梁構造であり、加速度スイッチ301は梁312,313によるT字型の両持ち梁構造であるが、加速度スイッチ101において両持ち梁構造としてもよいし、加速度スイッチ301において片持ち梁構造としてもよい。   The acceleration switch 101 has an L-shaped cantilever structure with beams 112 and 113, and the acceleration switch 301 has a T-shaped cantilever structure with beams 312 and 313. The acceleration switch 301 may have a cantilever structure.

また、片持ち梁構造を採用した場合には、両持ち梁構造を採用した場合に比べ、(加速度スイッチ101の例で言うところの)Y方向の曲げ剛性を司る梁113と等価の働きをする(加速度スイッチ301の例で言うところの)梁313の剛性が大きくなって感度が低下するようなことがないので、加速度スイッチ101,301の感度を高めることができる。   Further, when the cantilever beam structure is adopted, it works equivalently to the beam 113 that controls the bending stiffness in the Y direction (as in the example of the acceleration switch 101), compared to the case where the double-supported beam structure is adopted. Since the rigidity of the beam 313 (as in the example of the acceleration switch 301) does not increase and the sensitivity does not decrease, the sensitivity of the acceleration switches 101 and 301 can be increased.

一方、両持ち梁構造は、(加速度スイッチ301の例で言うところの)両持ち梁313自体はX軸方向の剛性が大きく、ほとんどX方向への感度を持たない。従って、両持ち梁構造を採用した場合には、選択性が高い利点がある。   On the other hand, in the double-supported beam structure, the double-supported beam 313 itself (as in the example of the acceleration switch 301) has a large rigidity in the X-axis direction and hardly has sensitivity in the X direction. Therefore, when the double-supported beam structure is adopted, there is an advantage that the selectivity is high.

すなわち、図1に示すようなL字型の梁は、純粋なY方向への加速度を受けた時に、Y方向への変位のみならずX方向へも撓んでしまう。これは片持ち梁、即ち、梁が非対称構造であるため、X方向の梁の回転方向の応力成分で回転方向へも変位するからである。従って、純粋なY方向への加速度であるが、片持ち梁構造の加速度スイッチ101は、X方向加速度成分も検知してしまう。   That is, an L-shaped beam as shown in FIG. 1 bends not only in the Y direction but also in the X direction when subjected to a pure acceleration in the Y direction. This is because the cantilever beam, that is, the beam has an asymmetric structure, so that it is displaced in the rotation direction by a stress component in the rotation direction of the beam in the X direction. Accordingly, although the acceleration is purely in the Y direction, the acceleration switch 101 having a cantilever structure also detects an X direction acceleration component.

これに対して、図5に示すようなT字型の梁は、純粋なY方向への加速度を受けた時に、Y方向のみしか変位しない。これは両持ち梁であるため、X方向の梁313の回転方向の応力成分がY方向の梁312を中心に両側に存在するために、打ち消しあうためである。   On the other hand, a T-shaped beam as shown in FIG. 5 is displaced only in the Y direction when it receives an acceleration in the pure Y direction. Since this is a doubly-supported beam, the stress component in the rotational direction of the beam 313 in the X direction exists on both sides centering on the beam 312 in the Y direction, so that they cancel each other.

次に、別実施形態の加速度スイッチの構成と動作について説明する。   Next, the configuration and operation of an acceleration switch according to another embodiment will be described.

図35は、本実施形態の加速度スイッチの縦断面図であり、図36は、同加速度スイッチの第2基板の平面図である。図36のA−A´線は、図35の切断位置を示している。なお、図35は、加速度スイッチの断面構造を概念的に示しており、図36の各部のサイズとは一致していない。   FIG. 35 is a longitudinal sectional view of the acceleration switch of the present embodiment, and FIG. 36 is a plan view of a second substrate of the acceleration switch. A line AA ′ in FIG. 36 indicates a cutting position in FIG. FIG. 35 conceptually shows the cross-sectional structure of the acceleration switch and does not match the size of each part in FIG.

図35に示すように、この加速度スイッチ1001は、上から順に、ガラスなどの絶縁体からなる第1基板1002、Siなどの導電性材料からなる第2基板1003、ガラスなどの絶縁体からなる第3基板1004と、を積層して構成されている。   As shown in FIG. 35, the acceleration switch 1001 includes, in order from the top, a first substrate 1002 made of an insulator such as glass, a second substrate 1003 made of a conductive material such as Si, and a first substrate made of an insulator such as glass. Three substrates 1004 are laminated.

図36に示すように、第2基板1003は、Siなどの導電性材料をエッチングして形成された、支持体1011、2本の梁1012及び1013、質量体1014、対向電極1016などから構成される。梁1012,1013、質量体1014、固定導体1015、対向電極1016は、支持体1011の中央の空洞部分に収納されている。   As shown in FIG. 36, the second substrate 1003 includes a support body 1012, two beams 1012 and 1013, a mass body 1014, a counter electrode 1016, and the like formed by etching a conductive material such as Si. The The beams 1012 and 1013, the mass body 1014, the fixed conductor 1015, and the counter electrode 1016 are accommodated in the central hollow portion of the support body 1011.

梁1012,1013は、その各基端が支持体1021の空洞部分の内周面1022に固定され、その各尾端は質量体1014に固定されていて、質量体1014はその両側を梁1012,1013により支持されている。梁1012,1013は、撓んでいない状態では、いずれも軸方向が同一平面(図36の面)方向に曲線をなしている。具体的には、梁1012,1013は、その軸方向が質量体1014をほぼ一周する円弧形状である。   The beams 1012, 1013 have their base ends fixed to the inner peripheral surface 1022 of the hollow portion of the support 1021, and their tail ends fixed to the mass body 1014. The mass body 1014 has beams 1012 on both sides. 1013. In a state where the beams 1012 and 1013 are not bent, the axial directions of both the beams 1012 and 1013 are curved in the same plane (plane of FIG. 36). Specifically, the beams 1012 and 1013 have an arc shape in which the axial direction almost goes around the mass body 1014.

質量体1014はドーナツ形状であり、その中心部に設けられた円筒形の空洞内には円筒状の対向電極1016が質量体1014の内周面1032とわずかな間隔を空けて対向配置されている。   The mass body 1014 has a donut shape, and a cylindrical counter electrode 1016 is disposed opposite to the inner peripheral surface 1032 of the mass body 1014 with a slight gap in a cylindrical cavity provided at the center thereof. .

図35に示すように、第1基板1002及び第3基板1004と、質量体1014との間にはわずかな隙間が設けられている。そして、第1基板1002、第3基板1004の内面の質量体1014との対向位置で対向電極1016の近傍には、薄膜状のメタル1041,1042が形成されている。このメタル1041,1042は対向電極1016と電気的に接続されている。   As shown in FIG. 35, a slight gap is provided between the first substrate 1002 and the third substrate 1004 and the mass body 1014. Thin film metals 1041 and 1042 are formed in the vicinity of the counter electrode 1016 at positions facing the mass bodies 1014 on the inner surfaces of the first substrate 1002 and the third substrate 1004. The metals 1041 and 1042 are electrically connected to the counter electrode 1016.

対向電極1016は取り出し電極1051と電気的に接続され、第2基板1003は取り出し電極1052と電気的に接続されている。支持体1011、梁1012,1013、質量体1014、メタル1041,1042、及び取り出し電極1052は、移動導体1061を構成し、対向電極1016及び取り出し電極1051は、固定導体1062を構成する。   The counter electrode 1016 is electrically connected to the extraction electrode 1051, and the second substrate 1003 is electrically connected to the extraction electrode 1052. The support 1011, the beams 1012 and 1013, the mass body 1014, the metals 1041 and 1042, and the extraction electrode 1052 constitute a moving conductor 1061, and the counter electrode 1016 and the extraction electrode 1051 constitute a fixed conductor 1062.

このような構成の加速度スイッチ1001において、加速度が加わると、梁1012,1013が撓んで質量体1014は慣性力により移動し、X方向、Y方向に移動するときは対向電極1016に接触し、Z方向に移動するときはメタル1041,1042に接触する。これにより、X方向、Y方向、Z方向の3軸方向の何れの方向の加速度が加わっても移動導体1061と固定導体1062とが接触して(この接触位置が接点となる)電気的に接続するので、加速度スイッチ1001により3軸方向の加速度を検出することができる。   In the acceleration switch 1001 having such a configuration, when acceleration is applied, the beams 1012 and 1013 bend and the mass body 1014 moves due to inertial force, and when moving in the X direction and the Y direction, it contacts the counter electrode 1016 and Z When moving in the direction, the metal 1041 and 1042 are contacted. As a result, the moving conductor 1061 and the fixed conductor 1062 come into contact with each other regardless of the acceleration in any of the three axial directions of the X direction, the Y direction, and the Z direction (this contact position becomes a contact point) and is electrically connected. Therefore, the acceleration in the triaxial direction can be detected by the acceleration switch 1001.

梁1012,1013は、いずれもほぼ円周を一周する円弧形状をなしているので、X方向、Y方向の加速度を感度よく検出することができる。   Since each of the beams 1012 and 1013 has an arc shape that substantially goes around the circumference, the acceleration in the X direction and the Y direction can be detected with high sensitivity.

[加速度スイッチの材料及び製造方法]
以下では、前述の加速度スイッチ101,301を製造する際に好適な材料及び製造方法について説明する。
[Material and manufacturing method of acceleration switch]
Hereinafter, materials suitable for manufacturing the acceleration switches 101 and 301 will be described.

まず、加速度スイッチ101を例にして説明する。   First, the acceleration switch 101 will be described as an example.

第1基板102、第2基板103に好適な電気導電性材料としては、アルミニウム、金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、鉄、シリコン、ゲルマニウム、錫、鉛、ビスマス、インジウム、ガリウム、タンタル、ニオブ、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、チタン等の単体金属及び前記材料を含む合金材料の表面に酸化ケイ素、酸化ホウ素、酸化鉛、酸化リン、酸化アルミニウム等を含む電気絶縁性材料の膜を施したもの等が使用できる。   Suitable electrical conductive materials for the first substrate 102 and the second substrate 103 include aluminum, gold, silver, copper, platinum, palladium, nickel, iron, silicon, germanium, tin, lead, bismuth, indium, gallium, and tantalum. A film of an electrically insulating material containing silicon oxide, boron oxide, lead oxide, phosphorus oxide, aluminum oxide, etc. on the surface of a single metal such as niobium, vanadium, chromium, molybdenum, tungsten, titanium and an alloy material containing the above materials Can be used.

また、第3基板104に使用するのに好適な電気絶縁性材料は、炭素、シリコン、ゲルマニウム、炭化シリコン等の半導体、酸化ケイ素、酸化ホウ素、酸化鉛、酸化リン、酸化アルミニウム、酸化銀、酸化錫、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ベリリウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウムを含むガラスやセラミックス等や、高分子材料、ポリマー材料などである。   Further, electrical insulating materials suitable for use in the third substrate 104 are semiconductors such as carbon, silicon, germanium, and silicon carbide, silicon oxide, boron oxide, lead oxide, phosphorus oxide, aluminum oxide, silver oxide, and oxide. Examples thereof include glass, ceramics, polymer materials and polymer materials containing tin, titanium oxide, zirconium oxide, beryllium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, strontium oxide and barium oxide.

なお、第1基板102、第2基板103は電気絶縁性材料を基材として形成しても良いが、その表面に電気導電性材料の膜を形成する必要があるため、製造コストの点では好ましくはない。   Note that the first substrate 102 and the second substrate 103 may be formed using an electrically insulating material as a base material. However, it is necessary to form a film of an electrically conductive material on the surface, which is preferable in terms of manufacturing cost. There is no.

質量体111の突起131〜138は、梁112,113を第2基板103に形成する際に同時に形成することができる。この場合の形成方法の例としては、次の工程(1)〜工程(4)を順次実施することが考えられる。   The protrusions 131 to 138 of the mass body 111 can be formed simultaneously when the beams 112 and 113 are formed on the second substrate 103. As an example of the forming method in this case, it is conceivable to sequentially perform the following steps (1) to (4).

(1) 第2基板103を単体で、Y方向の梁112とX方向の梁113の厚さまで下面(第3基板104側)からエッチング等で掘り込む。   (1) The second substrate 103 is singly etched by etching or the like from the lower surface (the third substrate 104 side) to the thickness of the beam 112 in the Y direction and the beam 113 in the X direction.

(2) 同時に質量体111の側面にある8つの突起131〜138の下側も梁112,113の厚さまで掘り込む。   (2) At the same time, the lower side of the eight protrusions 131 to 138 on the side surface of the mass body 111 is also dug up to the thickness of the beams 112 and 113.

(3) この下面より予め溝115が加工された第2基板103を、第1基板16と接合する。   (3) The second substrate 103 in which the groove 115 has been processed in advance from the lower surface is bonded to the first substrate 16.

(4) その後、第2基板103の中で貫通させたい部分のみ上面からエッチング等で掘り込んで貫通させる。   (4) After that, only the portion of the second substrate 103 to be penetrated is dug from the upper surface by etching or the like and penetrated.

以上の方法を用いると、第2基板103に対して第2基板103の厚さの構造物と梁112,113の厚さの構造物の2種類の厚さの構造物を形成することができる。   When the above method is used, a structure having the thickness of the second substrate 103 and a structure having the thickness of the beams 112 and 113 can be formed on the second substrate 103 with two types of thicknesses. .

このようにして製造した第2基板103と第1基板102との接合、第2基板103と第3基板104との接合に用いる接合方法は、両者の面粗さを20Å以下にして接合する「直接接合」、接合面の材料の融点近傍まで昇温し押し付ける「拡散接合」、接合面に母材の融点よりも低い融点を持つ材料を形成し、加熱により接合面の材料を融解して接合する「ろう付け」等を用いることができる。   The joining method used for joining the second substrate 103 and the first substrate 102 manufactured as described above, and joining the second substrate 103 and the third substrate 104 is performed with the surface roughness of both being 20 mm or less. `` Direct bonding '', `` Diffusion bonding '' in which the temperature is raised and pressed near the melting point of the material of the bonding surface, a material with a melting point lower than the melting point of the base material is formed on the bonding surface, and the material of the bonding surface is melted and heated “Brazing” or the like can be used.

パッド323,324の材料としては、アルミニウム、金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、鉄、シリコン、ゲルマニウム、錫、鉛、ビスマス、インジウム、ガリウム、タンタル、ニオブ、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、チタン等の単体金属及び前記材料を含む合金材料等が使用できる。   The materials of the pads 323 and 324 include aluminum, gold, silver, copper, platinum, palladium, nickel, iron, silicon, germanium, tin, lead, bismuth, indium, gallium, tantalum, niobium, vanadium, chromium, molybdenum, tungsten In addition, single metals such as titanium and alloy materials containing the above materials can be used.

パッド323,324の膜の形成方法は、真空蒸着、スパッタリング、CVD、スピンコート、ペースト印刷、メッキ等を用いることができる。   As a method for forming the films of the pads 323 and 324, vacuum deposition, sputtering, CVD, spin coating, paste printing, plating, or the like can be used.

スルーホール121,122は、アルミニウム、金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、鉄、シリコン、ゲルマニウム、錫、鉛、ビスマス、インジウム、ガリウム、タンタル、ニオブ、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、チタン等の単体金属及び前記材料を含む合金材料等を使用できる。このスルーホール121,122の形成方法は、真空蒸着、スパッタリング、CVD、スピンコート、ペースト印刷、メッキ等を用いることができる。   Through holes 121 and 122 are made of aluminum, gold, silver, copper, platinum, palladium, nickel, iron, silicon, germanium, tin, lead, bismuth, indium, gallium, tantalum, niobium, vanadium, chromium, molybdenum, tungsten, titanium. A single metal such as the above and an alloy material containing the above materials can be used. As a method of forming the through holes 121 and 122, vacuum deposition, sputtering, CVD, spin coating, paste printing, plating, or the like can be used.

スルーホール121,122を形成した第3基板104は、電気絶縁性を持つ材料を用いると製作が容易である。しかし、電気導電性材料を基材としても製造可能であり、その方法は、電気的な絶縁が必要な部位、例えば第2基板図6の第1基板102と第2基板103の接合部分やスルーホール121,122の下地に電気絶縁用の絶縁膜を形成することである。   The third substrate 104 in which the through holes 121 and 122 are formed can be easily manufactured by using an electrically insulating material. However, it can also be manufactured using an electrically conductive material as a base material, and the method can be applied to a portion where electrical insulation is required, for example, the junction between the first substrate 102 and the second substrate 103 in FIG. An insulating film for electrical insulation is formed under the holes 121 and 122.

質量体111の表面に突起139〜146を形成するには、質量体111にシリコンを用いる場合であれば、KOHやTetramethyl-Ammonium-Hydroxideを用いた異方性ウエットエッチングなどを用いることができる。この形成方法以外には、ドライエッチングを用いることもでき、他の材料でも突起が形成できる利点を持つ。   In order to form the protrusions 139 to 146 on the surface of the mass body 111, if silicon is used for the mass body 111, anisotropic wet etching using KOH or Tetramethyl-Ammonium-Hydroxide can be used. Besides this formation method, dry etching can be used, and there is an advantage that protrusions can be formed with other materials.

これらのエッチング方法に対して、成膜した膜の厚みを利用した突起形成方法も適用できる。この突起膜には、アルミニウム、金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、鉄、シリコン、ゲルマニウム、錫、鉛、ビスマス、インジウム、ガリウム、タンタル、ニオブ、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、チタン等の単体金属及び前記材料を含む合金材料等が使用できる。さらに、この突起は、質量体111でなく、対向する固定導体118の表面に形成しても同じ効果が得られる。   A projection forming method using the thickness of the formed film can also be applied to these etching methods. For this protrusion film, aluminum, gold, silver, copper, platinum, palladium, nickel, iron, silicon, germanium, tin, lead, bismuth, indium, gallium, tantalum, niobium, vanadium, chromium, molybdenum, tungsten, titanium, etc. These single metals and alloy materials containing the above materials can be used. Further, the same effect can be obtained even when the protrusion is formed on the surface of the fixed conductor 118 facing the mass body 111 instead of the mass body 111.

加速度スイッチ301を製造するに際しても、加速度スイッチ101の場合に準じて前述の材料を用い、前述の製造技術を用いて製造することができる。   When the acceleration switch 301 is manufactured, it can be manufactured using the above-described manufacturing technique using the above-described materials in accordance with the case of the acceleration switch 101.

以下では、加速度スイッチ101,301の製造に使用して好適な製造技術のいくつかについて説明する。   Below, some suitable manufacturing techniques used for manufacturing the acceleration switches 101 and 301 will be described.

まず、スルーホール121,122,381〜394を形成するために用いて好適な「埋め込み電極技術」について説明する。   First, “embedded electrode technology” suitable for forming through holes 121, 122, 381-394 will be described.

この「埋め込み電極技術」は、次の工程(1)〜工程(8)を順次実施することにより行われる。   This “embedded electrode technology” is performed by sequentially performing the following steps (1) to (8).

(1)まず、図10に示すように、電気絶縁性の基板601(第3基板104,304に相当)に板厚方向に貫通した穴602を開ける。もしくは電気導電性を持つ基板601に穴602を開け、その基板601の表面に電気絶縁性を持つ膜を形成して、表面は電気絶縁性を持つ基板としてもよい。   (1) First, as shown in FIG. 10, a hole 602 penetrating in the thickness direction is formed in an electrically insulating substrate 601 (corresponding to the third substrates 104 and 304). Alternatively, a hole 602 may be formed in the substrate 601 having electrical conductivity, a film having electrical insulation may be formed on the surface of the substrate 601, and the surface may be a substrate having electrical insulation.

(2)次に、図11に示すように、穴602の一方の口をふさぐように、板603(又はテープなど)を基板601に張る。   (2) Next, as shown in FIG. 11, a plate 603 (or tape or the like) is stretched on the substrate 601 so as to block one of the holes 602.

(3)図12に示すように、これをルツボ604内で高温で溶解しているスルーホールの材料605に浸漬する。この浸漬する際に周囲の空気圧が大気圧の場合には、穴602の中は大気圧のため、埋め込む目的の材料605は穴602の中に充填されず、空気が残る。   (3) As shown in FIG. 12, this is immersed in the material 605 of the through hole melt | dissolved in the crucible 604 at high temperature. If the surrounding air pressure is atmospheric pressure during the immersion, the material 605 to be embedded is not filled in the hole 602 because air is left in the hole 602, and air remains.

(4)図13に示すように、ルツボ604の周囲の圧力を減圧する。これにより、穴602内の空気は膨張して除去しうる気泡606となり、気泡606は浮力により材料605の液面に向かって移動する。   (4) As shown in FIG. 13, the pressure around the crucible 604 is reduced. Thereby, the air in the hole 602 expands to become a bubble 606 that can be removed, and the bubble 606 moves toward the liquid surface of the material 605 by buoyancy.

(5)図14に示すように、ルツボ604の周囲の空気圧を大気圧に戻す。これにより、材料605が穴602内に流入し、穴602内に材料605が充填された状態となる。   (5) As shown in FIG. 14, the air pressure around the crucible 604 is returned to atmospheric pressure. As a result, the material 605 flows into the hole 602 and the hole 602 is filled with the material 605.

(6)図15に示すように、ルツボ604の周囲の空気圧を大気圧のままとし、かつ、ルツボ604内を所定温度で加熱したまま斜め上方に基板601と板603との接合物を引き上げると、基板601の板603側の表面は板603で覆われ、また、基板601の表面は電気絶縁性であるため、材料605により濡れにくい。そして、周囲を所定温度で加熱した状態を保ち、材料605が液体等であれば、余分な材料605は大部分が基板601から落下してしまう。よって、余分な材料605は基板601に付着しにくい。   (6) As shown in FIG. 15, when the air pressure around the crucible 604 is kept at atmospheric pressure and the inside of the crucible 604 is heated at a predetermined temperature, the joined body of the substrate 601 and the plate 603 is pulled up obliquely upward. The surface of the substrate 601 on the plate 603 side is covered with the plate 603, and the surface of the substrate 601 is electrically insulating, so that it is difficult to get wet by the material 605. If the surroundings are heated at a predetermined temperature and the material 605 is a liquid or the like, most of the excess material 605 falls from the substrate 601. Therefore, excess material 605 is unlikely to adhere to the substrate 601.

(7)図16に示すように、ルツボ604から引き上げ後の基板601と板603との接合物を冷却する。   (7) As shown in FIG. 16, the joined product of the substrate 601 and the plate 603 after being pulled up from the crucible 604 is cooled.

(8)図17に示すように、基板601の一方の面に平坦面を形成するためと前述のような材料605の真空充填を行うために用いた穴602の一方の口を閉じるための板202を剥離し、基板601の穴602に対する材料605の充填が完了する。   (8) As shown in FIG. 17, a plate for closing one mouth of the hole 602 used to form a flat surface on one surface of the substrate 601 and to vacuum-fill the material 605 as described above. 202 is peeled off, and filling of the material 605 into the hole 602 of the substrate 601 is completed.

このように、材料605が充填された基板601は、材料605でスルーホール121,122,381〜394が形成された第3基板104,304として用いることができる。   As described above, the substrate 601 filled with the material 605 can be used as the third substrates 104 and 304 in which the through holes 121, 122, 381 to 394 are formed of the material 605.

ここで、工程(3)においてルツボ604内で溶解した材料605に基板601と板603との接合物を浸漬し、工程(4)で周囲の空気圧が減圧状態にする場合を考える。工程(3)において穴602の中は減圧されるが、表面に電気絶縁性を持つ基板601であるため、埋め込む目的の材料203と濡れず(電気絶縁性材料は、一般的に金属の酸化物、窒化物、炭化物が用いられ、これらはガラスやセラミックス材料と呼ばれ、さらに特殊な場合として炭化水素、即ち金属水素の炭化物が用いられ、これらは有機材料と呼ばれる。これらの材料は、溶融金属である材料605と化合物反応を起こしにくいため濡れ難い。)、材料605は穴602に充填されず空気607が残る。この様子は、図12に図示した空気607の様なメニスカス(表面張力により形成された形状)を呈する。   Here, a case is considered in which the joined body of the substrate 601 and the plate 603 is immersed in the material 605 dissolved in the crucible 604 in the step (3), and the surrounding air pressure is reduced in the step (4). In step (3), the pressure in the hole 602 is reduced, but the substrate 601 is electrically insulating on the surface, so that it does not get wet with the material 203 to be embedded (the electrically insulating material is generally a metal oxide) , Nitrides and carbides are used, these are called glass and ceramic materials, and as a special case, hydrocarbons, ie metal hydrogen carbides are used, these are called organic materials. The material 605 is difficult to get wet because it hardly causes a compound reaction with the material 605.) The material 605 is not filled in the hole 602 and air 607 remains. This state presents a meniscus (a shape formed by surface tension) like the air 607 shown in FIG.

しかし、浸漬が完了した状態で周囲の空気圧を大気圧に戻すと、減圧状態の圧力と大気圧との比に比例して空気607の体積が収縮して工程(5)に示す状態とでき、その後は同様な工程で作成できる。   However, when the surrounding air pressure is returned to atmospheric pressure after the immersion is completed, the volume of the air 607 contracts in proportion to the ratio between the pressure in the reduced pressure state and the atmospheric pressure, and the state shown in step (5) can be achieved. Thereafter, the same process can be used.

材料605の候補材料としては、アルミニウム、金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、鉄、シリコン、ゲルマニウム、錫、鉛、ビスマス、インジウム、ガリウム、タンタル、ニオブ、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、チタン等の単体金属及び前記材料を含む合金材料等が適している。   Candidate materials for the material 605 include aluminum, gold, silver, copper, platinum, palladium, nickel, iron, silicon, germanium, tin, lead, bismuth, indium, gallium, tantalum, niobium, vanadium, chromium, molybdenum, tungsten, A single metal such as titanium and an alloy material containing the above materials are suitable.

電気絶縁性を持つ基板601に穴を開ける工法としては、ドリルや研削等の機械加工、超音波加工、放電加工、大気圧プラズマ加工、ブラスト加工、レーザー加工、電子ビーム加工、ウエットエッチング、イオンミリングやRIE等のドライエッチング等を用いることができる。   As a method of making a hole in the substrate 601 having electrical insulation, mechanical processing such as drilling and grinding, ultrasonic processing, electric discharge processing, atmospheric pressure plasma processing, blast processing, laser processing, electron beam processing, wet etching, ion milling Dry etching such as RIE or the like can be used.

穴602の片方の入り口を閉じる板603の候補材料としては、アルミニウム、金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、鉄、シリコン、ゲルマニウム、錫、鉛、ビスマス、インジウム、ガリウム、タンタル、ニオブ、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、チタン等の単体金属及び前記材料を含む合金材料、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化錫、酸化鉛、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化鉄、酸化クロム、酸化ホウ素、酸化リン、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物等の酸化物や窒化物単体及び前記材料を含む化合物等が使用できる。   Candidate materials for the plate 603 that closes one entrance of the hole 602 include aluminum, gold, silver, copper, platinum, palladium, nickel, iron, silicon, germanium, tin, lead, bismuth, indium, gallium, tantalum, niobium, Single metals such as vanadium, chromium, molybdenum, tungsten, titanium and alloy materials including the above materials, silicon oxide, silicon nitride, tin oxide, lead oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, titanium oxide, iron oxide, chromium oxide, boron oxide In addition, oxides such as phosphorus oxide, alkali metal oxides, alkaline earth metal oxides, nitrides alone, and compounds containing the above materials can be used.

電気絶縁性を持つ基板601と穴602の片方の入り口を閉じる板603を張り合わせる方法としては、下記の3通りが好適である。   The following three methods are suitable as a method of bonding the substrate 601 having electrical insulation and the plate 603 that closes one entrance of the hole 602.

(1) 耐熱性のある両面テープを用いる方法
(2) 鏡面同士の直接接合
(3) 治具を用いた機械締結
電気絶縁性を持つ基板601の候補材料としては、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化錫、酸化鉛、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化鉄、酸化クロム、酸化ホウ素、酸化リン、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物等の酸化物や窒化物単体及び前記材料を含む化合物か、アルミニウム、金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、鉄、シリコン、ゲルマニウム、錫、鉛、ビスマス、インジウム、ガリウム、タンタル、ニオブ、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、チタン等の単体金属及び前記材料を含む合金材料の表面に前記酸化物や窒化物の膜を形成した基板等が使用できる。
(1) Method of using heat-resistant double-sided tape (2) Direct joining of mirror surfaces (3) Mechanical fastening using jigs As candidate materials for substrate 601 having electrical insulation, silicon oxide, silicon nitride, oxidation Oxides such as tin, lead oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, titanium oxide, iron oxide, chromium oxide, boron oxide, phosphorus oxide, oxides of alkali metals, oxides of alkaline earth metals, nitrides alone and the above materials Or a compound containing aluminum, gold, silver, copper, platinum, palladium, nickel, iron, silicon, germanium, tin, lead, bismuth, indium, gallium, tantalum, niobium, vanadium, chromium, molybdenum, tungsten, titanium, etc. A substrate in which the oxide or nitride film is formed on the surface of a single metal and an alloy material containing the material can be used.

次に、第2基板103(303)と第3基板104(304)、第2基板103(303)と第1基板102(302)を電気的に接続するのに好適な「層間接続技術」について説明する。   Next, “interlayer connection technology” suitable for electrically connecting the second substrate 103 (303) and the third substrate 104 (304), and the second substrate 103 (303) and the first substrate 102 (302). explain.

この「層間接続技術」は、次の工程(1)〜工程(5)を順次実施することにより行われる。   This “interlayer connection technology” is performed by sequentially performing the following steps (1) to (5).

(1)図18に示すように、第2基板103(303)に相当する電気伝導性を持つ基板701の表面に良好な接合性を得る目的で電気伝導性を持つ材料の接合用膜702と703を形成する。さらに、第3基板104(304)に相当する基板711の表面にも良好な接合性を得る目的で電気伝導性を持つ材料の接合用膜712を形成する。ここで、基板711は電気絶縁性(あるいは、内部は電気伝導性でも表面部分などは電気絶縁性)である必要がある。   (1) As shown in FIG. 18, a bonding film 702 made of a material having electrical conductivity for the purpose of obtaining good bonding properties on the surface of a substrate 701 having electrical conductivity corresponding to the second substrate 103 (303); 703 is formed. Further, a bonding film 712 made of a material having electrical conductivity is formed on the surface of the substrate 711 corresponding to the third substrate 104 (304) in order to obtain good bonding properties. Here, the substrate 711 needs to be electrically insulating (or the inside is electrically conductive but the surface portion is electrically insulating).

基板701に用いるのに好適な材料は、アルミニウム、金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、鉄、シリコン、ゲルマニウム、錫、鉛、ビスマス、インジウム、ガリウム、タンタル、ニオブ、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、チタン等の単体金属及び前記材料を含む合金材料等である。   Suitable materials for the substrate 701 are aluminum, gold, silver, copper, platinum, palladium, nickel, iron, silicon, germanium, tin, lead, bismuth, indium, gallium, tantalum, niobium, vanadium, chromium, molybdenum A single metal such as tungsten and titanium, and an alloy material containing the above materials.

基板711は、電気絶縁性及び電気伝導性の何れでも可能なため、アルミニウム、金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、鉄、シリコン、ゲルマニウム、錫、鉛、ビスマス、インジウム、ガリウム、タンタル、ニオブ、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、チタン等の単体金属及び前記材料を含む合金材料等以外にも酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化錫、酸化鉛、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化鉄、酸化クロム、酸化ホウ素、酸化リン、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物等の酸化物や窒化物単体及び前記材料を含む化合物等も使用できる。   Since the substrate 711 can be either electrically insulating or electrically conductive, aluminum, gold, silver, copper, platinum, palladium, nickel, iron, silicon, germanium, tin, lead, bismuth, indium, gallium, tantalum, In addition to simple metals such as niobium, vanadium, chromium, molybdenum, tungsten, titanium and alloy materials containing the above materials, silicon oxide, silicon nitride, tin oxide, lead oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, titanium oxide, iron oxide, Oxides such as chromium oxide, boron oxide, phosphorus oxide, oxides of alkali metals, oxides of alkaline earth metals, nitrides alone, and compounds containing the above materials can also be used.

接合用膜701、702、712の材料は、アルミニウム、金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、鉄、シリコン、ゲルマニウム、錫、鉛、ビスマス、インジウム、ガリウム、タンタル、ニオブ、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、チタン等の単体金属及び前記材料を含む合金材料等が好適である。   The materials of the bonding films 701, 702, 712 are aluminum, gold, silver, copper, platinum, palladium, nickel, iron, silicon, germanium, tin, lead, bismuth, indium, gallium, tantalum, niobium, vanadium, chromium, A single metal such as molybdenum, tungsten, or titanium and an alloy material containing the above materials are suitable.

(2)次に、図19に示すように、基板701の表面に形成された接合用膜703と基板711の表面に形成された接合用膜712とを接合する。接合方法は、接合用膜703か接合用膜712の何れかが絶対温度換算での融点の50%〜100%の温度で接合する拡散接合か、融点以上にして接合用膜703か接合用膜712の何れかを融解させて接合するろう付け(又はハンダ付け)を用いることができる。なお、符号721は接合用膜703と接合用膜712との接合後の一体化された膜である。   (2) Next, as shown in FIG. 19, the bonding film 703 formed on the surface of the substrate 701 and the bonding film 712 formed on the surface of the substrate 711 are bonded. The bonding method is diffusion bonding in which either the bonding film 703 or the bonding film 712 is bonded at a temperature of 50% to 100% of the melting point in terms of absolute temperature, or the bonding film 703 or the bonding film having a melting point or higher. Brazing (or soldering) that melts and joins any of 712 can be used. Reference numeral 721 denotes an integrated film after the bonding film 703 and the bonding film 712 are bonded.

(3)図20に示すように、基板701の不要部分(符号722の部分)をエッチングなどにより取り除く。この時に使用する工法は、ウエットエッチングやドライエッチングなどがあり、特殊な方法としてサンドブラストにて大方を除去し残りをウエットエッチングやドライエッチングで除去する高速加工方法、レーザー光にて表面の結晶状態に損傷やストレスを加え、ウエットエッチングやドライエッチングの速度を上げる工法なども用いることができる。   (3) As shown in FIG. 20, an unnecessary portion (portion 722) of the substrate 701 is removed by etching or the like. The methods used at this time include wet etching and dry etching. As a special method, a high-speed processing method that removes the majority by sand blasting and removes the rest by wet etching or dry etching. A method of increasing the speed of wet etching or dry etching by applying damage or stress can also be used.

(4)図21に示すように、基板731の表面に接合用膜732を形成する。この基板731に用いるのに好適な材料は、基板701,711と同様であり、接合用膜732に好適な材料も接合用膜702,703,712と同様である。   (4) As shown in FIG. 21, a bonding film 732 is formed on the surface of the substrate 731. Suitable materials for the substrate 731 are the same as those for the substrates 701 and 711, and suitable materials for the bonding film 732 are the same as those for the bonding films 702, 703, and 712.

(5)図22に示すように、接合用膜732と接合用膜702を工程(2)と同様の方法で接合する。この図22に示す構造を形成することにより、接合用膜732と接合用膜721とを電気伝導性を有する基板701を介して電気的に接続することができる。   (5) As shown in FIG. 22, the bonding film 732 and the bonding film 702 are bonded by the same method as in the step (2). By forming the structure shown in FIG. 22, the bonding film 732 and the bonding film 721 can be electrically connected through the substrate 701 having electric conductivity.

次に、基板の表面と裏面とを電気的に接続できるようにするための「裏面電極取り出し技術」について説明する。   Next, a “back electrode extraction technique” for enabling the front surface and the back surface of the substrate to be electrically connected will be described.

この「裏面電極取り出し技術」は、次の工程(1)〜工程(5)を順次実施することにより行われる。   This “back electrode extraction technique” is performed by sequentially performing the following steps (1) to (5).

(1)図23に示すように、まず、第2基板103(303)に相当する基板801の表面に良好な接合性を得る目的で電気伝導性を持つ材料の接合用膜802を形成する。さらに、第3基板104(304)に相当する基板811の表面にも良好な接合性を得る目的で電気伝導性を持つ材料の接合用膜812を形成する。ここで、基板811は電気伝導性である必要がり、また、基板801は少なくとも表面部分などは電気絶縁性である必要がある。   (1) As shown in FIG. 23, first, a bonding film 802 made of a material having electrical conductivity is formed on the surface of a substrate 801 corresponding to the second substrate 103 (303) in order to obtain good bonding properties. Further, a bonding film 812 made of a material having electrical conductivity is formed on the surface of the substrate 811 corresponding to the third substrate 104 (304) for the purpose of obtaining good bonding properties. Here, the substrate 811 needs to be electrically conductive, and the substrate 801 needs to be electrically insulating at least on the surface portion.

従って、基板801と基板811は、電気絶縁性の材料であるか、電気伝導性の材料であるかにより、アルミニウム、金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、鉄、シリコン、ゲルマニウム、錫、鉛、ビスマス、インジウム、ガリウム、タンタル、ニオブ、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、チタン等の単体金属及び前記材料を含む合金材料等以外にも酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化錫、酸化鉛、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化鉄、酸化クロム、酸化ホウ素、酸化リン、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物等の酸化物や窒化物単体及び前記材料を含む化合物等の中から適宜選択して使用することが望ましい。   Therefore, depending on whether the substrate 801 and the substrate 811 are electrically insulating materials or electrically conductive materials, aluminum, gold, silver, copper, platinum, palladium, nickel, iron, silicon, germanium, tin, In addition to single metals such as lead, bismuth, indium, gallium, tantalum, niobium, vanadium, chromium, molybdenum, tungsten, titanium, and alloy materials containing the above materials, silicon oxide, silicon nitride, tin oxide, lead oxide, aluminum oxide Zirconium oxide, titanium oxide, iron oxide, chromium oxide, boron oxide, phosphorus oxide, oxides of alkali metals, oxides of alkaline earth metals, nitrides alone, and compounds containing the above materials It is desirable to select and use as appropriate.

接合用膜802と接合用膜812に使用するのに好適な材料は、アルミニウム、金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、鉄、シリコン、ゲルマニウム、錫、鉛、ビスマス、インジウム、ガリウム、タンタル、ニオブ、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、チタン等の単体金属及び前記材料を含む合金材料等である。   Suitable materials for use in the bonding film 802 and the bonding film 812 are aluminum, gold, silver, copper, platinum, palladium, nickel, iron, silicon, germanium, tin, lead, bismuth, indium, gallium, and tantalum. Single metal such as niobium, vanadium, chromium, molybdenum, tungsten, titanium, and alloy materials including the above materials.

(2)図24に示すように、接合用膜801と接合用膜812とを接合して、膜821とする。この場合の接合方法は、接合用膜801か接合用膜812の何れかが絶対温度換算での融点の50%〜100%の温度で接合する拡散接合か、その材料の融点以上にして接合用膜802か接合用膜812の何れかを融解させたろう付け(又はハンダ付け)などを用いることができる。   (2) As shown in FIG. 24, the bonding film 801 and the bonding film 812 are bonded to form a film 821. In this case, the bonding method is either diffusion bonding in which either the bonding film 801 or the bonding film 812 is bonded at a temperature of 50% to 100% of the melting point in terms of absolute temperature, or higher than the melting point of the material. Brazing (or soldering) in which either the film 802 or the bonding film 812 is melted can be used.

(3)図25に示すように、基板801の不要部分(符号822の部分)をエッチングなどにより取り除く。この時に使用する工法は、ウエットエッチングやドライエッチングなどがあり、特殊な方法としてサンドブラストにて大方を除去し残りをウエットエッチングやドライエッチングで除去する高速加工方法、レーザー光にて表面の結晶状態に損傷やストレスを加え、ウエットエッチングやドライエッチングの速度を上げる工法なども用いることができる。   (3) As shown in FIG. 25, an unnecessary portion (portion 822) of the substrate 801 is removed by etching or the like. The methods used at this time include wet etching and dry etching. As a special method, a high-speed processing method that removes the majority by sand blasting and removes the rest by wet etching or dry etching. A method of increasing the speed of wet etching or dry etching by applying damage or stress can also be used.

(4)図26に示すように、基板811から基板801に達する貫通穴831を開ける。この時に使用する工法としては、切削や研削等の機械加工、超音波加工、サンドブラスト加工、大気圧プラズマ加工、レーザー加工、電子ビーム加工等が挙げられる。   (4) As shown in FIG. 26, a through hole 831 reaching the substrate 801 from the substrate 811 is opened. Examples of the method used at this time include mechanical processing such as cutting and grinding, ultrasonic processing, sand blast processing, atmospheric pressure plasma processing, laser processing, and electron beam processing.

(5)図27に示すように、貫通穴831に電気導電性材料832を充填する。この充填材料832として使用するのに好適な材料は、アルミニウム、金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、鉄、シリコン、ゲルマニウム、錫、鉛、ビスマス、インジウム、ガリウム、タンタル、ニオブ、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、チタン等の単体金属及び前記材料を含む合金材料や、これらの粉体を樹脂等の有機化合物の結合材料で硬化させた導電性ペースト(導電性接着剤)等が挙げられる。この充填には、ペースト印刷、真空印刷、メッキ、CVD、スパッタリング、真空蒸着等の方法が使用できる。特に前述の「埋め込み電極技術」を用いれば、低製造コストで簡易な手段により充填を行うことができる。   (5) As shown in FIG. 27, the electrically conductive material 832 is filled into the through hole 831. Suitable materials for use as this filler material 832 are aluminum, gold, silver, copper, platinum, palladium, nickel, iron, silicon, germanium, tin, lead, bismuth, indium, gallium, tantalum, niobium, vanadium, Examples thereof include single metals such as chromium, molybdenum, tungsten, and titanium and alloy materials containing the above materials, and conductive pastes (conductive adhesives) obtained by curing these powders with a binder material of an organic compound such as a resin. . For this filling, methods such as paste printing, vacuum printing, plating, CVD, sputtering, and vacuum deposition can be used. In particular, if the aforementioned “embedded electrode technology” is used, filling can be performed by a simple means at a low manufacturing cost.

このような「裏面電極取り出し技術」を用いれば、第2基板303内の孤立した独立柱361〜374などにも容易に電気的接続を行うことができる。   By using such “backside electrode extraction technology”, it is possible to easily make electrical connection to the isolated independent columns 361 to 374 in the second substrate 303.

次に、前述の「層間接続技術」と「裏面電極取り出し技術」とのを組み合わせ技術について説明する。このような組み合わせ技術である「層間裏面電極取り出し技術」を用いると、多層に張り合わせた基板間で自由に電気的な接続を行うことができる。   Next, a combination technique of the “interlayer connection technique” and the “back electrode extraction technique” described above will be described. When the “interlayer backside electrode extraction technology” which is such a combination technology is used, electrical connection can be freely made between substrates laminated in multiple layers.

この「層間裏面電極取り出し技術」は、次の工程(1)〜工程(7)を順次実施することにより行われる。   This “interlayer backside electrode extraction technique” is performed by sequentially performing the following steps (1) to (7).

(1)まず、図28に示すように、第2基板103(303)に相当する電気伝導性を持つ基板901の表面に良好な接合性を得る目的で電気伝導性を持つ材料の接合用膜902と接合用膜903とを形成する。さらに、第3基板104(304)に相当する基板911の表面にも良好な接合性を得る目的で電気伝導性を持つ材料の接合用膜912を形成する。ここで、基板911は少なくとも表面部分などは電気絶縁性である必要がある。   (1) First, as shown in FIG. 28, a bonding film made of a material having electrical conductivity for the purpose of obtaining good bonding properties on the surface of a substrate 901 having electrical conductivity corresponding to the second substrate 103 (303). 902 and a bonding film 903 are formed. Further, a bonding film 912 made of a material having electrical conductivity is formed on the surface of the substrate 911 corresponding to the third substrate 104 (304) in order to obtain good bonding properties. Here, at least the surface portion of the substrate 911 needs to be electrically insulating.

基板901に好適な材料は、アルミニウム、金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、鉄、シリコン、ゲルマニウム、錫、鉛、ビスマス、インジウム、ガリウム、タンタル、ニオブ、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、チタン等の単体金属及び前記材料を含む合金材料等である。   Suitable materials for the substrate 901 are aluminum, gold, silver, copper, platinum, palladium, nickel, iron, silicon, germanium, tin, lead, bismuth, indium, gallium, tantalum, niobium, vanadium, chromium, molybdenum, tungsten, These are simple metals such as titanium and alloy materials containing the above materials.

基板911は、電気絶縁性の材料であるか、電気伝導性の材料であるかにより、アルミニウム、金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、鉄、シリコン、ゲルマニウム、錫、鉛、ビスマス、インジウム、ガリウム、タンタル、ニオブ、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、チタン等の単体金属及び前記材料を含む合金材料等以外にも酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化錫、酸化鉛、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化鉄、酸化クロム、酸化ホウ素、酸化リン、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物等の酸化物や窒化物単体及び前記材料を含む化合物等の中から適宜選択して使用することが望ましい。   Depending on whether the substrate 911 is an electrically insulating material or an electrically conductive material, aluminum, gold, silver, copper, platinum, palladium, nickel, iron, silicon, germanium, tin, lead, bismuth, indium In addition to simple metals such as gallium, tantalum, niobium, vanadium, chromium, molybdenum, tungsten, titanium and alloy materials containing the above materials, silicon oxide, silicon nitride, tin oxide, lead oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, oxidation Titanium, iron oxide, chromium oxide, boron oxide, phosphorus oxide, oxides of alkali metals, oxides of alkaline earth metals, nitrides alone and compounds containing the above materials are used as appropriate It is desirable to do.

接合用膜902,903,912の材料は、アルミニウム、金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、鉄、シリコン、ゲルマニウム、錫、鉛、ビスマス、インジウム、ガリウム、タンタル、ニオブ、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、チタン等の単体金属及び前記材料を含む合金材料等が好適である。   The materials of the bonding films 902, 903, and 912 are aluminum, gold, silver, copper, platinum, palladium, nickel, iron, silicon, germanium, tin, lead, bismuth, indium, gallium, tantalum, niobium, vanadium, chromium, A single metal such as molybdenum, tungsten, or titanium and an alloy material containing the above materials are suitable.

(2)次に、図29に示すように、接合用膜903と接合用膜912とを接合して膜921とする。接合方法は、接合用膜903か接合用膜912の何れかが絶対温度換算での融点の50%〜100%の温度で接合する拡散接合か、接合用膜903か接合用膜912の何れかをその融点以上に加熱して融解させるろう付け(又はハンダ付け)を用いることができる。   (2) Next, as shown in FIG. 29, the bonding film 903 and the bonding film 912 are bonded to form a film 921. The bonding method is either diffusion bonding in which either the bonding film 903 or the bonding film 912 is bonded at a temperature of 50% to 100% of the melting point in terms of absolute temperature, or either the bonding film 903 or the bonding film 912. It is possible to use brazing (or soldering) in which the metal is heated to its melting point or higher to be melted.

(3)図30に示すように、基板901の不要部分(符号922の部分)をエッチングなどにより取り除く。この時に使用する工法は、ウエットエッチングやドライエッチングなどがあり、特殊な方法としてサンドブラストにて大方を除去し残りをウエットエッチングやドライエッチングで除去する高速加工方法、レーザー光にて表面の結晶状態に損傷やストレスを加え、ウエットエッチングやドライエッチングの速度を上げる工法なども用いることができる。   (3) As shown in FIG. 30, an unnecessary portion (portion 922) of the substrate 901 is removed by etching or the like. The methods used at this time include wet etching and dry etching. As a special method, a high-speed processing method that removes the majority by sand blasting and removes the rest by wet etching or dry etching. A method of increasing the speed of wet etching or dry etching by applying damage or stress can also be used.

(4)図31に示すように、基板931の表面に接合用膜932を形成する。この基板931に用いるのに好適な材料は、基板901,911と同様であり、接合用膜932に好適な材料も接合用膜902,903,912と同様である。   (4) As shown in FIG. 31, a bonding film 932 is formed on the surface of the substrate 931. Suitable materials for the substrate 931 are the same as those for the substrates 901 and 911, and suitable materials for the bonding film 932 are the same as those for the bonding films 902, 903, and 912.

(5)図32に示すように、接合用膜932と接合用膜902を工程(2)と同様の方法で接合する。この図32に示す構造を形成することにより、接合用膜932と接合用膜921とを電気伝導性を有する基板901を介して電気的に接続することができる。   (5) As shown in FIG. 32, the bonding film 932 and the bonding film 902 are bonded by the same method as in the step (2). By forming the structure shown in FIG. 32, the bonding film 932 and the bonding film 921 can be electrically connected through the substrate 901 having electrical conductivity.

(6)図33に示すように、基板911から基板901に達する貫通穴931を開ける。この時に使用する工法としては、切削や研削等の機械加工、超音波加工、サンドブラスト加工、大気圧プラズマ加工、レーザー加工、電子ビーム加工等が挙げられる。   (6) As shown in FIG. 33, a through hole 931 reaching the substrate 901 from the substrate 911 is opened. Examples of the method used at this time include mechanical processing such as cutting and grinding, ultrasonic processing, sand blast processing, atmospheric pressure plasma processing, laser processing, and electron beam processing.

(7)図34に示すように、貫通穴931に電気導電性材料932を充填する。この充填材料932として使用するのに好適な材料は、アルミニウム、金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、鉄、シリコン、ゲルマニウム、錫、鉛、ビスマス、インジウム、ガリウム、タンタル、ニオブ、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、チタン等の単体金属及び前記材料を含む合金材料や、これらの粉体を樹脂等の有機化合物の結合材料で硬化させた導電性ペースト(導電性接着剤)等が挙げられる。この充填には、ペースト印刷、真空印刷、メッキ、CVD、スパッタリング、真空蒸着等の方法が使用できる。   (7) As shown in FIG. 34, the electrically conductive material 932 is filled into the through hole 931. Suitable materials for use as this filler material 932 are aluminum, gold, silver, copper, platinum, palladium, nickel, iron, silicon, germanium, tin, lead, bismuth, indium, gallium, tantalum, niobium, vanadium, Examples thereof include single metals such as chromium, molybdenum, tungsten, and titanium and alloy materials containing the above materials, and conductive pastes (conductive adhesives) obtained by curing these powders with a binder material of an organic compound such as a resin. . For this filling, methods such as paste printing, vacuum printing, plating, CVD, sputtering, and vacuum deposition can be used.

本発明の一実施形態である加速度スイッチの構成を説明する上面側から見た斜視図である。It is the perspective view seen from the upper surface side explaining the structure of the acceleration switch which is one Embodiment of this invention. 同加速度スイッチの構成を説明する下面側から見た斜視図である。It is the perspective view seen from the lower surface side explaining the structure of the same acceleration switch. 同加速度スイッチのIII−III切断断面図である。It is a III-III cut sectional view of the acceleration switch. 同加速度スイッチを備えた電子装置の回路図である。It is a circuit diagram of the electronic device provided with the same acceleration switch. 本発明の別実施形態である加速度スイッチの構成を説明する上面側から見た斜視図である。It is the perspective view seen from the upper surface side explaining the structure of the acceleration switch which is another embodiment of this invention. 同加速度スイッチの構成を説明する下面側から見た斜視図である。It is the perspective view seen from the lower surface side explaining the structure of the same acceleration switch. 同加速度スイッチのVII−VII切断断面図である。It is a VII-VII cut sectional view of the acceleration switch. 同加速度スイッチを備えた電子装置の回路図である。It is a circuit diagram of the electronic device provided with the same acceleration switch. 同電子装置の一部の回路図である。It is a circuit diagram of a part of the electronic device. 「埋め込み電極技術」の工程(1)の説明図である。It is explanatory drawing of the process (1) of "embedded electrode technique". 「埋め込み電極技術」の工程(2)の説明図である。It is explanatory drawing of the process (2) of "embedded electrode technique". 「埋め込み電極技術」の工程(3)の説明図である。It is explanatory drawing of the process (3) of "embedded electrode technique". 「埋め込み電極技術」の工程(4)の説明図である。It is explanatory drawing of the process (4) of "embedded electrode technique". 「埋め込み電極技術」の工程(5)の説明図である。It is explanatory drawing of the process (5) of "embedded electrode technique". 「埋め込み電極技術」の工程(6)の説明図である。It is explanatory drawing of the process (6) of "embedded electrode technique". 「埋め込み電極技術」の工程(7)の説明図である。It is explanatory drawing of the process (7) of "embedded electrode technique". 「埋め込み電極技術」の工程(8)の説明図である。It is explanatory drawing of the process (8) of "embedded electrode technique". 「層間接続技術」の工程(1)の説明図である。It is explanatory drawing of the process (1) of "interlayer connection technology". 「層間接続技術」の工程(2)の説明図である。It is explanatory drawing of the process (2) of "interlayer connection technology". 「層間接続技術」の工程(3)の説明図である。It is explanatory drawing of the process (3) of "interlayer connection technology". 「層間接続技術」の工程(4)の説明図である。It is explanatory drawing of the process (4) of "interlayer connection technology". 「層間接続技術」の工程(5)の説明図である。It is explanatory drawing of the process (5) of "interlayer connection technique". 「裏面電極取り出し技術」の工程(1)の説明図である。It is explanatory drawing of the process (1) of "back surface electrode extraction technology". 「裏面電極取り出し技術」の工程(2)の説明図である。It is explanatory drawing of the process (2) of "back surface electrode extraction technology". 「裏面電極取り出し技術」の工程(3)の説明図である。It is explanatory drawing of the process (3) of "back surface electrode extraction technology". 「裏面電極取り出し技術」の工程(4)の説明図である。It is explanatory drawing of the process (4) of "back surface electrode extraction technology". 「裏面電極取り出し技術」の工程(5)の説明図である。It is explanatory drawing of the process (5) of "back surface electrode extraction technology". 「層間裏面電極取り出し技術」の工程(1)の説明図である。It is explanatory drawing of the process (1) of "interlayer back surface electrode extraction technology". 「層間裏面電極取り出し技術」の工程(2)の説明図である。It is explanatory drawing of the process (2) of "interlayer back surface electrode extraction technology". 「層間裏面電極取り出し技術」の工程(3)の説明図である。It is explanatory drawing of the process (3) of "interlayer back surface electrode extraction technology". 「層間裏面電極取り出し技術」の工程(4)の説明図である。It is explanatory drawing of the process (4) of "interlayer back surface electrode extraction technology". 「層間裏面電極取り出し技術」の工程(5)の説明図である。It is explanatory drawing of the process (5) of "interlayer back surface electrode extraction technology." 「層間裏面電極取り出し技術」の工程(6)の説明図である。It is explanatory drawing of the process (6) of "interlayer back surface electrode extraction technology". 「層間裏面電極取り出し技術」の工程(7)の説明図である。It is explanatory drawing of the process (7) of "interlayer back surface electrode extraction technology". 本発明の別実施形態である加速度スイッチの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the acceleration switch which is another embodiment of this invention. 同加速度スイッチの第2基板の平面図である。It is a top view of the 2nd board | substrate of the same acceleration switch.

符号の説明Explanation of symbols

101 加速度スイッチ
102 第1基板
103 第2基板
104 第3基板
111 質量体
112,113 梁
121,122 導電性材料
131〜146 接点
201 電子装置
202 回路
301 加速度スイッチ
302 第1基板
303 第2基板
304 第3基板
311 質量体
312,313 梁
321,381〜394 導電性材料
401〜414 接点
501 電子装置
504 回路
1001 加速度スイッチ
1002 第1基板
1003 第2基板
1004 第3基板
1014 質量体
1012,1013 梁

DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Acceleration switch 102 1st board | substrate 103 2nd board | substrate 104 3rd board | substrate 111 Mass body 112,113 Beam 121,122 Conductive material 131-146 Contact 201 Electronic device 202 Circuit 301 Acceleration switch 302 1st board 303 2nd board 304 2nd board 3 substrate 311 mass body 312,313 beam 321,381-394 conductive material 401-414 contact 501 electronic device 504 circuit 1001 acceleration switch 1002 first substrate 1003 second substrate 1004 third substrate 1014 mass body 1012, 1013 beam

Claims (9)

質量体と、
前記質量体を支持し、加速度を受けたときに前記質量体にかかる慣性力により撓み、この撓みがない状態ではその軸方向が同一平面上で曲線をなしている梁と、
導電性を有し、一方が前記質量体の表面に他方が前記質量体の近傍に配置された部材に設けられて一対をなし、この一対が前記梁の撓みにより互いに接触する複数組の接点と、
を備えている加速度スイッチ。
Mass body,
A beam that supports the mass body and is deflected by an inertial force applied to the mass body when subjected to acceleration, and in a state without this deflection, a beam whose axial direction forms a curve on the same plane;
A plurality of contact points that are electrically conductive and are provided on a member disposed on the surface of the mass body and on the other side in the vicinity of the mass body, and the pair contacts each other by bending of the beam; ,
Acceleration switch equipped with.
前記複数組の接点は、空間上に互いに直交する所定のXYZ座標軸を設定したときに、前記質量体が前記各軸方向の正の向き、負の向きの各向きに変位したときにそれぞれ対応しているものを少なくとも1つずつ備えている、請求項1に記載の加速度スイッチ。   The plurality of sets of contacts correspond to a case where predetermined XYZ coordinate axes orthogonal to each other are set on the space, and the mass body is displaced in each of the positive direction and the negative direction in each axial direction. The acceleration switch according to claim 1, further comprising at least one of each. 前記複数組の接点は、
少なくともいずれか2つは、Z軸方向の正の向き若しくは負の向き又はY軸方向の正の向き若しくは負の向きの加速度を検出するための接点であって、X軸を挟んだ両側に配置されており、
少なくともいずれか2つは、Z軸方向の正の向き若しくは負の向き又はX軸方向の正の向き若しくは負の向きの加速度を検出するための接点であって、Y軸を挟んだ両側に配置されており、
少なくともいずれか2つは、X軸方向の正の向き若しくは負の向き又はY軸方向の正の向き若しくは負の向きの加速度を検出するための接点であって、Z軸を挟んだ両側に配置されている、
請求項2に記載の加速度スイッチ。
The plurality of sets of contacts are:
At least any two of these are contacts for detecting acceleration in the positive or negative direction in the Z-axis direction, or the positive or negative direction in the Y-axis direction, and are arranged on both sides of the X-axis. Has been
At least any two of the contacts are for detecting acceleration in the positive or negative direction in the Z-axis direction, or in the positive or negative direction in the X-axis direction, and are arranged on both sides of the Y-axis. Has been
At least any two of them are contacts for detecting acceleration in the positive direction or negative direction in the X-axis direction, or in the positive direction or negative direction in the Y-axis direction, and are arranged on both sides of the Z-axis. Being
The acceleration switch according to claim 2.
前記複数組の接点は並列接続されている、請求項1〜3のいずれかの一項に記載の加速度スイッチ。   The acceleration switch according to claim 1, wherein the plurality of sets of contacts are connected in parallel. 前記複数組の接点は互いに絶縁されている、請求項1〜3のいずれかの一項に記載の加速度スイッチ。   The acceleration switch according to claim 1, wherein the plurality of sets of contacts are insulated from each other. 前記梁は片持ち梁である、請求項1〜5のいずれかの一項に記載の加速度スイッチ。   The acceleration switch according to claim 1, wherein the beam is a cantilever beam. 前記梁は両持ち梁である、請求項1〜5のいずれかの一項に記載の加速度スイッチ。   The acceleration switch according to any one of claims 1 to 5, wherein the beam is a doubly supported beam. 重ね合わされた複数枚の基板を備え、
前記質量体及び前記梁は前記複数枚の基板のうちのいずれかの一枚に形成されていて、
前記複数枚の基板のうちの少なくとも一枚には、
当該基板をその厚さ方向に貫通する穴と、
前記穴に充填され当該穴が設けられた前記基板の両面間を電気的に接続している導電性材料と、
が設けられている、
請求項1〜7のいずれかの一項に記載の加速度スイッチ。
It has a plurality of superposed substrates,
The mass body and the beam are formed on any one of the plurality of substrates,
At least one of the plurality of substrates includes
A hole penetrating the substrate in the thickness direction;
A conductive material that is electrically connected between both surfaces of the substrate filled in the hole and provided with the hole;
Is provided,
The acceleration switch according to any one of claims 1 to 7.
請求項1〜7のいずれかの一項に記載の加速度スイッチと、
前記加速度スイッチの出力する検出信号が入力され、この検出信号に応じた所定の動作を行う回路と、
を備えている電子装置。
The acceleration switch according to any one of claims 1 to 7,
A detection signal output from the acceleration switch is input, and a circuit that performs a predetermined operation according to the detection signal;
An electronic device comprising:
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