JP2008224406A - Physical quantity sensor - Google Patents

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智浩 松本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem of a physical quantity sensor using a conventional bridge circuit wherein a part of the bridge circuit is set to have an opening end and hence the number of connecting terminals increases and size cannot be reduced. <P>SOLUTION: In the physical quantity sensor, a plurality of bridge circuits constituted using a plurality of piezoresistors disposed in a flexible portion of the sensor are constituted as a closed circuit without opening end. Each bridge circuit has a plurality of connecting terminals between the piezoresistors while one connecting terminal is shared and connected by each bridge circuit, and the number of connecting terminals can be reduced by applying the same potential. With this constitution, the size of this physical quantity sensor can be reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ブリッジ回路を有する物理量センサに関する。特に錘部と固定部との間に梁形状の可撓部を有し、その梁部に検出素子を複数搭載してなる物理量センサに関する。   The present invention relates to a physical quantity sensor having a bridge circuit. In particular, the present invention relates to a physical quantity sensor having a beam-shaped flexible portion between a weight portion and a fixed portion, and a plurality of detection elements mounted on the beam portion.

従来から、外力に応じて材料自身が持っている物理的な変化を電気的に変換する物理量センサが開発され、それを応用した製品も開発され市場に出ている。それらの製品は、性能を維持または向上しつつも軽量化や小型化、低コスト化が求められている。したがって、製品の一部として利用される物理量センサ自体も縮小化が要求される。   Conventionally, a physical quantity sensor that electrically converts a physical change of a material itself according to an external force has been developed, and a product that applies the sensor has been developed and put on the market. These products are required to be reduced in weight, size, and cost while maintaining or improving performance. Therefore, the physical quantity sensor itself used as a part of the product is also required to be reduced.

物理量センサは多くの種類が提案されているが。そのなかでも、加速度をゲージ抵抗の歪みによる抵抗値の変化として検出する半導体加速度センサが知られている。   Many types of physical quantity sensors have been proposed. Among them, a semiconductor acceleration sensor that detects acceleration as a change in resistance value due to strain of gauge resistance is known.

半導体加速度センサは、錘部と支持部とを連結する梁形状の可撓部上に、検出素子であるゲージ抵抗を設けている。ゲージ抵抗は、ピエゾ抵抗素子などを用いることができる。ゲージ抵抗は複数設けることが多く、支持部を枠形状としてその中に錘部を設けるとき、その可撓部は4つ設ける場合が多く、この4つの可撓部にそれぞれゲージ抵抗を設ける。
加速度によるゲージ抵抗の歪を検出するときは、それぞれのゲージ抵抗をブリッジ接続し、そのゲージ抵抗間に外部への接続端子を設けるように形成する。半導体加速度センサに加速度が加わると、錘部が変位し、その変位量に応じて可撓部が撓み、その結果としてゲージ抵抗の抵抗が変化するため、印加した加速度を電気信号として接続端子から検出することができる。
In the semiconductor acceleration sensor, a gauge resistor as a detection element is provided on a beam-shaped flexible portion that connects the weight portion and the support portion. As the gauge resistance, a piezoresistive element or the like can be used. In many cases, a plurality of gauge resistors are provided, and when the support portion is formed in a frame shape and the weight portion is provided therein, there are many cases where four flexible portions are provided, and each of the four flexible portions is provided with a gauge resistance.
When detecting strain of the gauge resistance due to acceleration, each gauge resistance is bridge-connected, and a connection terminal to the outside is provided between the gauge resistances. When acceleration is applied to the semiconductor acceleration sensor, the weight part is displaced, and the flexible part bends according to the amount of displacement. As a result, the resistance of the gauge resistance changes, so the applied acceleration is detected from the connection terminal as an electrical signal. can do.

このような半導体加速度センサは、ブリッジ接続する4個の各ゲージ抵抗の値が等しくバランスしていることが要求されるが、実際に半導体製造プロセスで製造した場合、金属配線の内部応力や周囲温度変化による熱応力等の違いにより、各ゲージ抵抗の抵抗値にバラつきが生じてしまう。各ゲージ抵抗のバラつきを抑えるために、金属配線パターンを新たに設け、ゲージ抵抗の抵抗値を均一化することが知られている(例えば、特許文献1参照。)。   Such a semiconductor acceleration sensor is required to have an equal balance between the values of each of the four gauge resistors to be bridge-connected, but when actually manufactured by a semiconductor manufacturing process, the internal stress and ambient temperature of the metal wiring Due to the difference in thermal stress due to the change, the resistance value of each gauge resistance varies. In order to suppress variation in each gauge resistance, it is known to newly provide a metal wiring pattern to make the resistance value of the gauge resistance uniform (for example, refer to Patent Document 1).

特許文献1に示した従来技術を図5を用いて説明する。図5は、特許文献1に示した従来技術をその主旨を逸脱しないようにしつつ書き表した平面図である。図5において、1は錘部、2は支持部、3aは第1の可撓部、3bは第2の可撓部、3cは第3の可撓部、3dは第4の可撓部、4a〜4d,5a〜5d,6a〜6dはピエゾ抵抗素子、9a〜9rは接続端子である。これら接続端子は、支持部2の表面にパッド状に構成している。8および81は金属配線である。   The prior art disclosed in Patent Document 1 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a plan view illustrating the prior art shown in Patent Document 1 without departing from the gist thereof. In FIG. 5, 1 is a weight part, 2 is a support part, 3a is a first flexible part, 3b is a second flexible part, 3c is a third flexible part, 3d is a fourth flexible part, Reference numerals 4a to 4d, 5a to 5d, and 6a to 6d are piezoresistive elements, and 9a to 9r are connection terminals. These connection terminals are formed in a pad shape on the surface of the support portion 2. 8 and 81 are metal wirings.

図5において、第1の可撓部3aと第3の可撓部3cとの長手方向をX軸方向とし、第2の可撓部3bと第4の可撓部3dの長手方向をY軸方向とする。このX軸方向とY軸方向と直交する方向をZ軸方向とする。
各可撓部に設けられた各ピエゾ抵抗素子と各接続端子とは、金属配線8により接続されている。金属配線81は、金属配線8と同一の製造工程で形成し、第1の可撓部3aと第3の可撓部3c,第2の可撓部3bと第4の可撓部3dの金属配線パターンレイアウトが対称になるように形成している。
In FIG. 5, the longitudinal direction of the first flexible part 3a and the third flexible part 3c is the X-axis direction, and the longitudinal direction of the second flexible part 3b and the fourth flexible part 3d is the Y-axis. The direction. A direction orthogonal to the X-axis direction and the Y-axis direction is taken as a Z-axis direction.
Each piezoresistive element provided in each flexible portion and each connection terminal are connected by a metal wiring 8. The metal wiring 81 is formed in the same manufacturing process as the metal wiring 8, and the metal of the first flexible part 3a and the third flexible part 3c, and the second flexible part 3b and the fourth flexible part 3d. The wiring pattern layout is formed to be symmetric.

特許文献1に示した従来技術は、物理量センサの表面に金属配線81によるパターンを新たに設けることにより、梁形状の可撓部上の金属配線パターンレイアウトが平面的に交
差する軸方向同士で対称となるため、金属配線の内部応力や周囲温度変化による熱応力によるゲージ抵抗のバラつきを抑えるというものである。
In the prior art disclosed in Patent Document 1, a metal wiring 81 layout is newly provided on the surface of the physical quantity sensor, so that the metal wiring pattern layout on the beam-shaped flexible portion is symmetrical in the axial direction where the plane intersects planarly. Therefore, variations in gauge resistance due to internal stress of metal wiring and thermal stress due to changes in ambient temperature are suppressed.

特開2003−92413号公報(第11頁、第2図)JP 2003-92413 A (page 11, FIG. 2)

特許文献1に示した従来技術は、金属配線パターンレイアウトを対称に形成する構成であって、金属配線81を新たに設けることで内部応力や周囲温度変化による熱応力がほぼ等しくなる構造であるから、内部応力や周囲温度変化による熱応力等の違いを均一化できるという利点をもつ。しかしながら、発明者が検討した結果、特許文献1に示した従来技術は、近年の微細化した物理量センサとしては対応できないという問題があることがわかった。   The prior art disclosed in Patent Document 1 has a structure in which the metal wiring pattern layout is formed symmetrically, and the structure is such that the internal stress and the thermal stress due to changes in ambient temperature are substantially equal by newly providing the metal wiring 81. This has the advantage that the difference in internal stress and thermal stress due to changes in ambient temperature can be made uniform. However, as a result of studies by the inventors, it has been found that the conventional technique shown in Patent Document 1 cannot be used as a recent physical quantity sensor that has been miniaturized.

図を用いて説明する。図6は、図5に示した平面図の各構成要素の接続を説明する等価回路図である。X,Y,Z軸方向の各軸に対応する3つのブリッジ回路を示している。印加された加速度を電気信号として接続端子から検出するためには、このブリッジ回路を用いて行う必要がある。
図6において、41はX軸方向の物理量を検出するブリッジ回路、51はY軸方向の物理量を検出するブリッジ回路、61はZ軸方向の物理量を検出するブリッジ回路である。すでに説明した同一の構成には同一の番号を付与している。
This will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is an equivalent circuit diagram for explaining connection of each component of the plan view shown in FIG. Three bridge circuits corresponding to respective axes in the X, Y, and Z axis directions are shown. In order to detect the applied acceleration as an electrical signal from the connection terminal, it is necessary to use this bridge circuit.
In FIG. 6, 41 is a bridge circuit that detects a physical quantity in the X-axis direction, 51 is a bridge circuit that detects a physical quantity in the Y-axis direction, and 61 is a bridge circuit that detects a physical quantity in the Z-axis direction. The same numbers are assigned to the same configurations already described.

図6に示したように、ブリッジ回路41には、接続端子9dと9jとによる開放端,接続端子9eと9kとによる開放端がある。ブリッジ回路51には、接続端子9fと9lとによる開放端,接続端子9gと9mとによる開放端がある。そして、ブリッジ回路61には、接続端子9hと9nとによる開放端,接続端子9iと9oとによる開放端がある。つまり、特許文献1に示す従来技術は、ブリッジ回路の一部に必ず開放端が生じてしまう。   As shown in FIG. 6, the bridge circuit 41 has an open end with connection terminals 9d and 9j and an open end with connection terminals 9e and 9k. The bridge circuit 51 has an open end with connection terminals 9f and 9l and an open end with connection terminals 9g and 9m. The bridge circuit 61 has an open end with connection terminals 9h and 9n and an open end with connection terminals 9i and 9o. That is, in the prior art disclosed in Patent Document 1, an open end always occurs in a part of the bridge circuit.

図6に示したブリッジ回路を用いて物理量を検出するためには、接続端子9dと9j,接続端子9eと9k,接続端子9fと9l,接続端子9gと9m,接続端子9hと9n,接続端子9iと9oを、それぞれ同電位としなければならない。各接続端子は、図5に示したようにパッド形状を有するものであるから、これを物理量センサの外部で配線などによってそれぞれ接続しなければならないのである。   In order to detect physical quantities using the bridge circuit shown in FIG. 6, connection terminals 9d and 9j, connection terminals 9e and 9k, connection terminals 9f and 9l, connection terminals 9g and 9m, connection terminals 9h and 9n, connection terminals 9i and 9o must have the same potential. Since each connection terminal has a pad shape as shown in FIG. 5, it must be connected to each other by wiring or the like outside the physical quantity sensor.

このため、支持部2に設ける接続端子数が増え、物理量センサとしてそのサイズを縮小することが難しくなってしまうのである。また、物理量センサとして機能するために、外部で接続端子同士を結線することは、配線材料の引き回しなどのわずらわしさもある。
さらに、物理量センサからの電気信号を利用するため、センサの運用環境上、物理量センサの外部にスイッチ回路や抵抗などによる回路要素を新たに設ける必要がある場合も多い。このため、物理量センサとしては、そのサイズをより小さくすることが望まれているとともに、配線数の減少もセンサを含む環境の小型化にとって望まれていることである。
しかしながら、特許文献1に示した従来技術は、そのサイズを縮小すること、配線数を減少することとが難しいのである。
For this reason, the number of connection terminals provided in the support part 2 increases, and it becomes difficult to reduce the size of the physical quantity sensor. Further, in order to function as a physical quantity sensor, it is troublesome to connect the connection terminals externally, such as routing the wiring material.
Furthermore, since an electrical signal from the physical quantity sensor is used, it is often necessary to newly provide a circuit element such as a switch circuit or a resistor outside the physical quantity sensor in the operational environment of the sensor. For this reason, as a physical quantity sensor, it is desired to reduce its size, and a reduction in the number of wires is also desired for miniaturization of the environment including the sensor.
However, it is difficult to reduce the size and the number of wires in the prior art disclosed in Patent Document 1.

本発明は、上記の課題を解決しようとするためになされたものであって、複数のゲージ抵抗のそれぞれの抵抗値や温度特性を測定することができるとともに、サイズの小型化が可能な物理量センサを提供するものである。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and is a physical quantity sensor that can measure the resistance values and temperature characteristics of a plurality of gauge resistors and can be reduced in size. Is to provide.

上記課題を達成するために、本発明は下記に示す構造を採用する。   In order to achieve the above object, the present invention adopts the following structure.

錘部と、錘部と所定間隔を置いて設ける支持部と、錘部と支持部とを連結する可撓部とで可動部を構成し、可動部に設け、複数の軸方向の物理量を検出する複数の検出手段とを有し、検出手段同士をそれぞれ接続し、複数の軸方向にそれぞれ対応する複数のブリッジ回路を形成し、ブリッジ回路を用いて物理量を検出する物理量センサにおいて、
ブリッジ回路は検出手段同士が互いに接続されることによって開放端がない閉回路となるとともに、検出手段同士の接続部分にそれぞれ接続端子を有し、複数の軸方向のうち1つの軸方向に対応するブリッジ回路の接続端子のうちの1つと、他の軸方向に対応するブリッジ回路の接続端子のうちの1つとを短絡するか、または同一の電位を供給する配線に接続することを特徴とする。
The movable part is composed of a weight part, a support part provided at a predetermined interval from the weight part, and a flexible part that connects the weight part and the support part. The movable part is provided to detect a physical quantity in a plurality of axial directions. A physical quantity sensor for detecting a physical quantity using a bridge circuit, wherein the detection means are connected to each other, and a plurality of bridge circuits corresponding to a plurality of axial directions are respectively formed.
The bridge circuit is a closed circuit having no open end when the detection means are connected to each other, and has a connection terminal at a connection portion between the detection means, and corresponds to one axial direction among a plurality of axial directions. One of the connection terminals of the bridge circuit and one of the connection terminals of the bridge circuit corresponding to the other axial direction are short-circuited or connected to a wiring that supplies the same potential.

接続端子は、入力端子と共通電位端子と第1の出力端子と第2の出力端子とからなり、ブリッジ回路は、入力端子と第1の出力端子との間に第1の検出素子を設け、入力端子と第2の出力端子との間に第2の検出手段を設け、共通電位端子と第2の出力端子との間に第3の検出手段を設け、共通電位端子と第1の出力端子との間に第4の検出手段を設け、物理量センサの一平面に平行な一方向をX方向、一平面に平行でX方向と直交する方向をY方向、一平面を通りX方向とY方向とに直交する方向をZ方向と定義するとき、複数の軸方向は、それぞれX軸方向,Y軸方向,Z軸方向であり、第1の可撓部は、X軸方向の第1の検出手段と第2の検出手段とを互いに離間して設け、第2の可撓部は、Y軸方向およびZ軸方向の第1の検出手段と第2の検出手段とをそれぞれ離間して設け、第3の可撓部は、X軸方向の第3の検出手段と第4の検出手段とを互いに離間して設け、第4の可撓部は、Y軸方向およびZ軸方向の第3の検出手段と第4の検出手段とをそれぞれ離間して設けることを特徴とする。   The connection terminal includes an input terminal, a common potential terminal, a first output terminal, and a second output terminal. The bridge circuit includes a first detection element between the input terminal and the first output terminal. The second detection means is provided between the input terminal and the second output terminal, the third detection means is provided between the common potential terminal and the second output terminal, and the common potential terminal and the first output terminal are provided. The fourth detection means is provided between the X direction, one direction parallel to one plane of the physical quantity sensor, the Y direction parallel to the one plane and perpendicular to the X direction, and the X direction and Y direction passing through the one plane. Are defined as the Z direction, the plurality of axial directions are the X axis direction, the Y axis direction, and the Z axis direction, respectively, and the first flexible portion detects the first detection in the X axis direction. And the second detection means are provided apart from each other, and the second flexible portion is a first detection means in the Y-axis direction and the Z-axis direction. The second detection means is provided separately from each other, and the third flexible portion is provided with the third detection means and the fourth detection means provided in the X-axis direction apart from each other, and the fourth flexible portion. Is characterized in that the third detection means and the fourth detection means in the Y-axis direction and the Z-axis direction are provided separately from each other.

第1から第4の検出手段は、それぞれ複数の検出素子を直列に接続していることを特徴とする。   Each of the first to fourth detection means has a plurality of detection elements connected in series.

本発明の物理量センサは、ブリッジ回路を開放端の無い閉回路のまま形成し、複数のブリッジ回路における同一電位の接続端子を共通端子として形成することで、端子数を減らすことできる。
このような構成を有しているため、本発明の物理量センサは、ブリッジ閉回路を構成する検出手段の各抵抗値を計算から容易に算出することができる。その結果、回路の小型化,軽量化を行うことができる。また、物理量センサとして低コスト化できるという効果もある。
In the physical quantity sensor of the present invention, the number of terminals can be reduced by forming the bridge circuit as a closed circuit without an open end and forming connection terminals of the same potential in a plurality of bridge circuits as common terminals.
Since it has such a configuration, the physical quantity sensor of the present invention can easily calculate each resistance value of the detection means configuring the bridge closed circuit from the calculation. As a result, the circuit can be reduced in size and weight. In addition, there is an effect that the cost can be reduced as a physical quantity sensor.

以下、本発明の物理量センサを実施する際の最良の形態を図面を用いて詳細に説明する。本発明の実施形態にあっては、物理量センサは、半導体基板などの固体を加工して形成する場合を例にしている。枠形状の支持部とそれに囲まれるとともに、所定の間隔を開けた内側に錘部を有し、錘部と支持部との間を梁形状の4つの可撓部で接続する構成である。可撓部は、複数の膜を積層してなる積層膜である。この構造は、加速度を受けて可動するため可動部と称することにする。この可撓部には、検出手段としてピエゾ抵抗素子を設けている。ピエゾ抵抗素子は、加速度などの物理量を抵抗値の変化として受け、この抵抗値の変化を電気信号として検出することができる素子である。   The best mode for carrying out the physical quantity sensor of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the embodiment of the present invention, the physical quantity sensor is exemplified by a case where it is formed by processing a solid such as a semiconductor substrate. The frame-shaped support portion is surrounded by the frame-shaped support portion, and has a weight portion on the inner side with a predetermined interval, and the weight portion and the support portion are connected by four beam-shaped flexible portions. The flexible part is a laminated film formed by laminating a plurality of films. This structure is referred to as a movable part because it is movable in response to acceleration. This flexible portion is provided with a piezoresistive element as detection means. The piezoresistive element is an element that can receive a physical quantity such as acceleration as a change in resistance value and detect the change in resistance value as an electric signal.

そして、そのピエゾ抵抗素子同士を接続して開放端のない閉回路のブリッジ回路を構成する。加速度は、X,Y,Z軸方向の3つの方向の成分として検出できるように、それぞれの軸方向に対応した3つのブリッジ回路を構成する。
ブリッジ回路を構成する要素の1つである接続端子と他の軸方向に対応するブリッジ回
路を構成する要素の1つである接続端子とを接続し、同一の電位を供給するものである。
The piezoresistive elements are connected to each other to form a closed circuit bridge circuit without an open end. Three bridge circuits corresponding to the respective axial directions are configured so that the acceleration can be detected as components in the three directions of the X, Y, and Z axes.
A connection terminal which is one of the elements constituting the bridge circuit and a connection terminal which is one of the elements constituting the bridge circuit corresponding to another axial direction are connected to supply the same potential.

[全体構成の説明:図、図2]
まず、図1,図2を用いて全体の構成を説明する。図1は本発明の物理量センサを説明するために模式的に示す平面図である。図1において、1は錘部、2は支持部、3aは第1の可撓部、3bは第2の可撓部、3cは第3の可撓部、3dは第4の可撓部、4a〜4d,5a〜5d,6a〜6dはピエゾ抵抗素子、70〜79は接続端子、8は金属配線である。
[Description of overall configuration: Figure, FIG. 2]
First, the overall configuration will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a plan view schematically showing a physical quantity sensor of the present invention. In FIG. 1, 1 is a weight part, 2 is a support part, 3a is a first flexible part, 3b is a second flexible part, 3c is a third flexible part, 3d is a fourth flexible part, Reference numerals 4a to 4d, 5a to 5d, and 6a to 6d are piezoresistive elements, 70 to 79 are connection terminals, and 8 is a metal wiring.

例えば、錘部1,支持部2,可撓部3a〜3dはシリコン半導体基板上に複数の絶縁層を設ける積層膜構造である。絶縁層は、特に限定しないが、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜で構成することができる。可撓部3a〜3dは、錘部1および支持部2よりも薄く可撓性をもつ構造である。ピエゾ抵抗素子4a〜4d,5a〜5d,6a〜6dは、可撓部3a〜3dの絶縁層の一部に所定の形状を有して、例えば、イオン注入技術を用いて形成する。接続端子70〜79および金属配線8は、ピエゾ抵抗素子を接続しブリッジ回路を成すように、錘部1,支持部2,可撓部3の絶縁層上に形成する。特に限定しないが、アルミニウムや銅やチタンで構成することができ、複数の異なる金属を積層してもよい。接続端子70〜79は、外部との接続をする端子でもあるため、パッド形状を有している。   For example, the weight part 1, the support part 2, and the flexible parts 3a to 3d have a laminated film structure in which a plurality of insulating layers are provided on a silicon semiconductor substrate. The insulating layer is not particularly limited, but can be composed of a silicon oxide film or a silicon nitride film. The flexible portions 3 a to 3 d are thinner than the weight portion 1 and the support portion 2 and have a flexible structure. The piezoresistive elements 4a to 4d, 5a to 5d, and 6a to 6d have a predetermined shape in a part of the insulating layers of the flexible portions 3a to 3d, and are formed using, for example, an ion implantation technique. The connection terminals 70 to 79 and the metal wiring 8 are formed on the insulating layer of the weight portion 1, the support portion 2, and the flexible portion 3 so as to connect the piezoresistive elements and form a bridge circuit. Although it does not specifically limit, it can comprise with aluminum, copper, and titanium, and you may laminate | stack a several different metal. Since the connection terminals 70 to 79 are also terminals that are connected to the outside, they have a pad shape.

図1において、第1の可撓部3aと第3の可撓部3cとの長手方向をX軸方向とし、第2の可撓部3bと第4の可撓部3dの長手方向をY軸方向とする。このX軸方向とY軸方向と直交する方向をZ軸方向とする。   In FIG. 1, the longitudinal direction of the first flexible part 3a and the third flexible part 3c is the X-axis direction, and the longitudinal direction of the second flexible part 3b and the fourth flexible part 3d is the Y-axis. The direction. A direction orthogonal to the X-axis direction and the Y-axis direction is taken as a Z-axis direction.

図1に示す例では、ピエゾ抵抗素子4a,4bを第1の可撓部に設け、ピエゾ抵抗素子4c,4dを第3の可撓部に設けており、このピエゾ抵抗4a,4b,4c,4dでX軸方向の物理量を検出する。
また、ピエゾ抵抗素子5a,5bを第2の可撓部に設け、ピエゾ抵抗素子5c,5dを第4の可撓部に設けており、このピエゾ抵抗5a,5b,5c,5dでY軸方向の物理量を検出する。
さらに、ピエゾ抵抗素子6a,6bをピエゾ抵抗素子5a,5bと離間して第2の可撓部に設け、ピエゾ抵抗素子6c,6dをピエゾ抵抗素子5c,5dと離間して第4の可撓部に設けており、このピエゾ抵抗6a,6b,6c,6dでZ軸方向の物理量を検出する。
In the example shown in FIG. 1, the piezoresistive elements 4a and 4b are provided in the first flexible part, and the piezoresistive elements 4c and 4d are provided in the third flexible part, and the piezoresistors 4a, 4b, 4c, A physical quantity in the X-axis direction is detected in 4d.
Further, the piezoresistive elements 5a and 5b are provided in the second flexible part, and the piezoresistive elements 5c and 5d are provided in the fourth flexible part, and the piezoresistors 5a, 5b, 5c and 5d are used in the Y-axis direction. The physical quantity of is detected.
Further, the piezoresistive elements 6a and 6b are provided in the second flexible portion so as to be separated from the piezoresistive elements 5a and 5b, and the piezoresistive elements 6c and 6d are separated from the piezoresistive elements 5c and 5d and are provided in the fourth flexible part. A physical quantity in the Z-axis direction is detected by the piezoresistors 6a, 6b, 6c, and 6d.

図2は本発明の物理量センサの等価回路を説明するための回路図である。図2は、X,Y,Z軸方向の各軸に対応する3つのブリッジ回路を示している。40はX軸方向の物理量を検出するブリッジ回路、50はY軸方向の物理量を検出するブリッジ回路、60はZ軸方向の物理量を検出するブリッジ回路である。各ブリッジ回路は、接続端子70が共通に接続されている。この接続端子70は、共通電位端子としてそれぞれのブリッジ回路の所定の端子を短絡している。この接続端子70には、同一の電位を供給する配線に接続し、同一の所定の電位を印加するが、詳細は後述する。   FIG. 2 is a circuit diagram for explaining an equivalent circuit of the physical quantity sensor of the present invention. FIG. 2 shows three bridge circuits corresponding to the respective axes in the X, Y, and Z axis directions. 40 is a bridge circuit that detects a physical quantity in the X-axis direction, 50 is a bridge circuit that detects a physical quantity in the Y-axis direction, and 60 is a bridge circuit that detects a physical quantity in the Z-axis direction. Each bridge circuit is connected to the connection terminal 70 in common. The connection terminal 70 short-circuits a predetermined terminal of each bridge circuit as a common potential terminal. The connection terminal 70 is connected to a wiring for supplying the same potential and is applied with the same predetermined potential, which will be described in detail later.

X軸方向の物理量を検出するためのブリッジ回路40は、ピエゾ抵抗素子4a〜4dと接続端子70,71,74,75とで構成している。
接続端子71は、ピエゾ抵抗素子4aとピエゾ抵抗素子4bとの間に設けている。接続端子74は、ピエゾ抵抗素子4aとピエゾ抵抗素子4dとの間に設けている。接続端子75は、ピエゾ抵抗素子4bとピエゾ抵抗素子4cとの間に設けている。接続端子70は、ピエゾ抵抗素子4dとピエゾ抵抗素子4cとの間に設けている。
The bridge circuit 40 for detecting the physical quantity in the X-axis direction includes piezoresistive elements 4a to 4d and connection terminals 70, 71, 74, and 75.
The connection terminal 71 is provided between the piezoresistive element 4a and the piezoresistive element 4b. The connection terminal 74 is provided between the piezoresistive element 4a and the piezoresistive element 4d. The connection terminal 75 is provided between the piezoresistive element 4b and the piezoresistive element 4c. The connection terminal 70 is provided between the piezoresistive element 4d and the piezoresistive element 4c.

Y軸方向の物理量を検出するためのブリッジ回路50は、ピエゾ抵抗素子5a〜5dと
接続端子70,72,76,77とで構成している。
接続端子72は、ピエゾ抵抗素子5aとピエゾ抵抗素子5bとの間に設けている。接続端子76は、ピエゾ抵抗素子5aとピエゾ抵抗素子5dとの間に設けている。接続端子77は、ピエゾ抵抗素子5bとピエゾ抵抗素子5cとの間に設けている。接続端子70は、ピエゾ抵抗素子5dとピエゾ抵抗素子5cとの間に設けている。
The bridge circuit 50 for detecting a physical quantity in the Y-axis direction includes piezoresistive elements 5a to 5d and connection terminals 70, 72, 76, and 77.
The connection terminal 72 is provided between the piezoresistive element 5a and the piezoresistive element 5b. The connection terminal 76 is provided between the piezoresistive element 5a and the piezoresistive element 5d. The connection terminal 77 is provided between the piezoresistive element 5b and the piezoresistive element 5c. The connection terminal 70 is provided between the piezoresistive element 5d and the piezoresistive element 5c.

Z軸方向の物理量を検出するためのブリッジ回路60は、ピエゾ抵抗素子6a〜6dと接続端子70,73,78,79とで構成している。
接続端子73は、ピエゾ抵抗素子6aとピエゾ抵抗素子6bとの間に設けている。接続端子78は、ピエゾ抵抗素子6aとピエゾ抵抗素子6cとの間に設けている。接続端子79は、ピエゾ抵抗素子6bとピエゾ抵抗素子6dとの間に設けている。接続端子70は、ピエゾ抵抗素子6cとピエゾ抵抗素子6dとの間に設けている。
The bridge circuit 60 for detecting a physical quantity in the Z-axis direction includes piezoresistive elements 6a to 6d and connection terminals 70, 73, 78, and 79.
The connection terminal 73 is provided between the piezoresistive element 6a and the piezoresistive element 6b. The connection terminal 78 is provided between the piezoresistive element 6a and the piezoresistive element 6c. The connection terminal 79 is provided between the piezoresistive element 6b and the piezoresistive element 6d. The connection terminal 70 is provided between the piezoresistive element 6c and the piezoresistive element 6d.

図1に示す例では、各接続端子は、直列接続されたピエゾ抵抗素子との間に設けている。もちろん、接続端子70〜79や各ピエゾ抵抗素子の配置は、本発明の物理量センサの用途に応じて自由に選択することができる。   In the example shown in FIG. 1, each connection terminal is provided between the piezoresistive elements connected in series. Of course, the arrangement of the connection terminals 70 to 79 and each piezoresistive element can be freely selected according to the use of the physical quantity sensor of the present invention.

[物理量の検出の仕方の説明:図1、図2]
次に、本発明の物理量センサに加わる物理量を電気信号として得る状態を説明する。本発明の物理量センサに外力が働くと、この外力に応じて錘部1が物理的に変位し、それに応じて可撓部3が撓み、ピエゾ抵抗素子4a〜4d,5a〜5d,6a〜6dの抵抗値が変化する。その抵抗値変化を接続端子70〜79を介して接続する図示しない外部の電子機器により検出する。
X軸方向と平行な方向に外力が加わる例で説明する。このような外力が印加されると、錘部1が傾き、それに応じて可撓部3が撓む。例えばこのとき、ピエゾ抵抗素子4aとピエゾ抵抗素子4cとの抵抗値が下がり、ピエゾ抵抗素子4bとピエゾ抵抗素子4dの抵抗値が上がるとする。その状態で、図2に示すブリッジ回路40において、接続端子71と接続端子70との間に電流を流す。すると、接続端子74と接続端子75との間に電圧差が生じ、この接続端子間に電流が流れる。この電流値を物理量として検出するのである。
[Description of how to detect physical quantity: FIGS. 1 and 2]
Next, a state where a physical quantity applied to the physical quantity sensor of the present invention is obtained as an electric signal will be described. When an external force is applied to the physical quantity sensor of the present invention, the weight portion 1 is physically displaced according to the external force, and the flexible portion 3 bends accordingly, and the piezoresistive elements 4a to 4d, 5a to 5d, 6a to 6d. The resistance value of changes. The change in resistance value is detected by an external electronic device (not shown) connected via the connection terminals 70 to 79.
An example in which an external force is applied in a direction parallel to the X-axis direction will be described. When such an external force is applied, the weight portion 1 is tilted and the flexible portion 3 is bent accordingly. For example, at this time, it is assumed that the resistance value of the piezoresistive element 4a and the piezoresistive element 4c decreases, and the resistance value of the piezoresistive element 4b and piezoresistive element 4d increases. In this state, a current is passed between the connection terminal 71 and the connection terminal 70 in the bridge circuit 40 shown in FIG. Then, a voltage difference is generated between the connection terminal 74 and the connection terminal 75, and a current flows between the connection terminals. This current value is detected as a physical quantity.

本発明の物理量センサに加わる物理量は、X軸方向と平行な方向に外力が加わる場合であっても、常にピエゾ抵抗素子4aとピエゾ抵抗素子4cとの抵抗値が下がり、ピエゾ抵抗素子4bとピエゾ抵抗素子4dの抵抗値が上がるわけではない。印加する外力の強さや物理量センサの可撓部の構造によって変化する。   In the physical quantity applied to the physical quantity sensor of the present invention, even when an external force is applied in a direction parallel to the X-axis direction, the resistance value of the piezoresistive element 4a and the piezoresistive element 4c always decreases, and the piezoresistive element 4b and the piezoresistive element 4c. The resistance value of the resistance element 4d does not increase. It varies depending on the strength of the applied external force and the structure of the flexible part of the physical quantity sensor.

[ピエゾ抵抗の算出方法の説明:図3]
次に、各ピエゾ抵抗素子の抵抗値を計算で求める方法を説明する。計算式を見やすくするため、図3を用いて説明する。図3は、図2に示すブリッジ回路の構成要素を抵抗に置き換えたものである。例えば、ブリッジ回路40を例にすると、ピエゾ抵抗素子4aをR1、ピエゾ抵抗素子4bをR2、ピエゾ抵抗素子4cをR3、ピエゾ抵抗素子4dをR4としている。接続端子71をI、接続端子74をV1、接続端子75をV2、接続端子70を共通電位端子としてGND(接地または0V)としている。各接続端子間の合成抵抗として、IとV1との間をRa、IとV2との間をRb、V2とGNDとの間をRc、V1とGNDとの間をRd、V1とV2との間をReとする。そうすると、次の式(1)〜(6)が成り立つ。
[Description of Calculation Method of Piezoresistance: FIG. 3]
Next, a method for obtaining the resistance value of each piezoresistive element by calculation will be described. In order to make the calculation formula easy to see, description will be made with reference to FIG. FIG. 3 is obtained by replacing the components of the bridge circuit shown in FIG. 2 with resistors. For example, taking the bridge circuit 40 as an example, the piezoresistive element 4a is R1, the piezoresistive element 4b is R2, the piezoresistive element 4c is R3, and the piezoresistive element 4d is R4. The connection terminal 71 is I, the connection terminal 74 is V1, the connection terminal 75 is V2, and the connection terminal 70 is GND (ground or 0 V). The combined resistance between the connection terminals is Ra between I and V1, Rb between I and V2, Rc between V2 and GND, Rd between V1 and GND, and V1 and V2. The interval is Re. Then, the following formulas (1) to (6) are established.

ARa=R1(R2+R3+R4) :式(1)
ARb=R2(R1+R3+R4) :式(2)
ARc=R3(R1+R2+R4) :式(3)
ARd=R4(R1+R2+R3) :式(4)
ARe=(R1+R2)(R3+R4) :式(5)
A=R1+R2+R3+R4 :式(6)
ARa = R1 (R2 + R3 + R4): Formula (1)
ARb = R2 (R1 + R3 + R4): Formula (2)
ARc = R3 (R1 + R2 + R4): Formula (3)
ARd = R4 (R1 + R2 + R3): Formula (4)
ARe = (R1 + R2) (R3 + R4): Formula (5)
A = R1 + R2 + R3 + R4: Formula (6)

次に、式(1)と式(6)より、式(7)を算出する。
A=R12/(R1−Ra) :式(7)
Next, Equation (7) is calculated from Equation (1) and Equation (6).
A = R1 2 / (R1-Ra): Formula (7)

次に、式(1)、式(2)、式(5)より、式(8)を算出する。
R2=A×(Ra+Rb−Re)/2R1 :式(8)
Next, Expression (8) is calculated from Expression (1), Expression (2), and Expression (5).
R2 = A * (Ra + Rb-Re) / 2R1: Formula (8)

上記の式から式(5)を変形して、式(9)を算出する。
R3+R4=(A×Re)/(R1+R2)
=(A×Re)/(R1+(A×(Ra+Rb−Re)/2R1)) :式(9)
Equation (5) is modified from the above equation to calculate equation (9).
R3 + R4 = (A × Re) / (R1 + R2)
= (A × Re) / (R1 + (A × (Ra + Rb−Re) / 2R1)): Formula (9)

式(6)に式(7)と式(8)と式(9)と代入して、R1について解くと、式(10)を得る。
R1=(4RaRe−(Ra−Rb+Re)2)/(2(−Ra+Rb+Re))
:式(10)
By substituting Equation (7), Equation (8), and Equation (9) into Equation (6) and solving for R1, Equation (10) is obtained.
R1 = (4RaRe− (Ra−Rb + Re) 2 ) / (2 (−Ra + Rb + Re))
: Formula (10)

R1を式(7)に代入し、Aを求め、R1とAとを式(8)に代入してR2を得る。同様の手順により、式(3)と式(6)とを用いて式(11)を得る。
A=A´=R32/(R3−Rc) :式(11)
Substituting R1 into equation (7) to obtain A, substituting R1 and A into equation (8) to obtain R2. By the same procedure, Formula (11) is obtained using Formula (3) and Formula (6).
A = A ′ = R3 2 / (R3-Rc): Formula (11)

次に、式(3)と式(4)と式(5)とを用いて式(12)を得る。
R4=A´×(Rc+Rd−Re)/2R3 :式(12)
Next, Formula (12) is obtained using Formula (3), Formula (4), and Formula (5).
R4 = A ′ × (Rc + Rd−Re) / 2R3: Formula (12)

次に、上記の式から式(5)を変形して、式(13)を算出する。
R1+R2=(A´×Re)/(R3+R4)
=(A´×Re)/(R3+((A´×(Rc+Rd−Re))/2R3)
:式(13)
Next, equation (5) is modified from the above equation to calculate equation (13).
R1 + R2 = (A ′ × Re) / (R3 + R4)
= (A ′ × Re) / (R3 + ((A ′ × (Rc + Rd−Re)) / 2R3)
: Formula (13)

次に、式(6)に式(11)と式(12)と式(13)とを代入しR3について解くと式(14)を得る。
R3=(4RcRe−(Rc−Rd+Re)2)/(2(−Rc+Rd+Re))
:式(14)
Next, Expression (14) is obtained by substituting Expression (11), Expression (12), and Expression (13) into Expression (6) and solving for R3.
R3 = (4RcRe− (Rc−Rd + Re) 2 ) / (2 (−Rc + Rd + Re))
: Formula (14)

R3を式(11)に代入してA´を求め、式(12)よりR4が得られる。上記計算方法により、各接続端子間のピエゾ抵抗の抵抗値が算出できる。   By substituting R3 into equation (11), A ′ is obtained, and R4 is obtained from equation (12). By the above calculation method, the resistance value of the piezoresistor between the connection terminals can be calculated.

[異なる構成の説明:図4]
本発明の物理量センサは、図1に示す例に限定するものではない。図4は、本発明の物理量センサを模式的に示す平面図であって、図1に示す例とは異なる例を説明するものである。図4に示す例は、図1に示す例と同一の方向から見た図である。また、すでに説明した同一の構成には同一の番号を付与しており、その説明は省略する。
[Description of different configuration: FIG. 4]
The physical quantity sensor of the present invention is not limited to the example shown in FIG. FIG. 4 is a plan view schematically showing the physical quantity sensor of the present invention and explains an example different from the example shown in FIG. The example shown in FIG. 4 is a view seen from the same direction as the example shown in FIG. Moreover, the same number is given to the same configuration already described, and the description is omitted.

図4に示す例では、Z軸方向の物理量を検出するためのピエゾ抵抗素子は、ピエゾ抵抗素子6a〜6dに加えて、ピエゾ抵抗素子6e〜6hを新たに付加している。
ピエゾ抵抗素子6eとピエゾ抵抗素子6fとは、第1の可撓部3aにピエゾ抵抗素子4aとピエゾ抵抗素子4bと離間して設けている。同様に、ピエゾ抵抗素子6gとピエゾ抵抗素子6hとは、第3の可撓部3cにピエゾ抵抗素子4cとピエゾ抵抗素子4dと離間して設けている。
In the example shown in FIG. 4, piezoresistive elements 6e-6h are newly added to the piezoresistive elements for detecting the physical quantity in the Z-axis direction in addition to the piezoresistive elements 6a-6d.
The piezoresistive element 6e and the piezoresistive element 6f are provided in the first flexible portion 3a apart from the piezoresistive element 4a and the piezoresistive element 4b. Similarly, the piezoresistive element 6g and the piezoresistive element 6h are provided apart from the piezoresistive element 4c and the piezoresistive element 4d in the third flexible portion 3c.

このような構成にすることにより、第1の可撓部3a,第2の可撓部3b,第3の可撓部3c,第4の可撓部3dの4つの可撓部には、それぞれ4つのピエゾ抵抗素子を配設することができ、X軸方向の可撓部とY軸方向の可撓部との重量バランスを略等しくすることができる。
また、Z軸方向の検出手段であるピエゾ抵抗素子の数が増えるため、可撓部の撓みに対するピエゾ抵抗素子の抵抗値の変位量が大きくなるため、Z軸方向の検出変位量を増加させることができ、物理量センサとしての感度が向上するのである。
By adopting such a configuration, the four flexible portions of the first flexible portion 3a, the second flexible portion 3b, the third flexible portion 3c, and the fourth flexible portion 3d are respectively provided in the four flexible portions. Four piezoresistive elements can be provided, and the weight balance between the flexible portion in the X-axis direction and the flexible portion in the Y-axis direction can be made substantially equal.
In addition, since the number of piezoresistive elements that are detection means in the Z-axis direction increases, the displacement amount of the resistance value of the piezoresistive element with respect to the flexure of the flexible portion increases, so that the detected displacement amount in the Z-axis direction can be increased. Therefore, the sensitivity as a physical quantity sensor is improved.

図4に示す例では、可撓部の重量バランスとZ軸方向の検出変位量を増加させる例を示したが、もちろん、本発明の物理量センサの使用状態に応じて、変更が可能である。例えば、X軸方向の検出変位量を増加させたいときは、その軸方向に対応するピエゾ抵抗素子の数を増加させればよいのである。   In the example shown in FIG. 4, an example is shown in which the weight balance of the flexible portion and the detected displacement amount in the Z-axis direction are increased. However, it can be changed according to the use state of the physical quantity sensor of the present invention. For example, when it is desired to increase the detected displacement amount in the X-axis direction, the number of piezoresistive elements corresponding to the axial direction may be increased.

また、可撓部の重量バランスについても同様である。ピエゾ抵抗素子は、可撓部にある形状をもって形成し、所定の抵抗値とするために、半導体装置の製造プロセス技術を応用した不純物注入技術を用いて、所定の不純物を注入することができる。その際、注入する不純物の量やイオン種とピエゾ抵抗素子の形状とをそれぞれ変更することによって、各可撓部の重量バランスを略等しくすることもできる。   The same applies to the weight balance of the flexible portion. The piezoresistive element is formed with a shape in the flexible portion, and in order to obtain a predetermined resistance value, it is possible to inject a predetermined impurity by using an impurity injection technique applying a semiconductor device manufacturing process technique. At that time, the weight balance of each flexible portion can be made substantially equal by changing the amount of impurities to be implanted, the ion species, and the shape of the piezoresistive element.

また、X軸方向の可撓部やY軸方向の可撓部の幅や厚みを変えることによっても、双方の可撓部の重量バランスを変えることができるため、本発明の物理量センサを用いる電子機器やシステムの要求に応じて、ピエゾ抵抗素子の配置数や形状と合わせて、これらを自由に組み合わせて物理量センサを構成することができる。   Moreover, since the weight balance of both the flexible parts can be changed also by changing the width and thickness of the flexible part in the X-axis direction and the flexible part in the Y-axis direction, the electronic device using the physical quantity sensor of the present invention. A physical quantity sensor can be configured by freely combining these in accordance with the number and shape of piezoresistive elements according to the requirements of the device or system.

本発明の物理量センサは、各ブリッジ回路の接続端子70を短絡し、共通電位端子としてGND電位を与える例を示したが、もちろん、抵抗値の測定に必要な所定の電位を印加してもよいことは言うまでもない。また、各ブリッジ回路の接続端子70に相当する端子をそれぞれ独立してGND電位または、一定の電位に接続してもよい。さらに例えば、接続端子70に一定電圧を印加して、接続端子71,72,73をGND電位としてもよい。そうすれば、上記検出例と逆符号で同様の値を測定することができる。   In the physical quantity sensor of the present invention, the connection terminal 70 of each bridge circuit is short-circuited and the GND potential is applied as the common potential terminal. However, of course, a predetermined potential necessary for measuring the resistance value may be applied. Needless to say. Further, the terminals corresponding to the connection terminals 70 of each bridge circuit may be independently connected to the GND potential or a constant potential. Further, for example, a constant voltage may be applied to the connection terminal 70, and the connection terminals 71, 72, 73 may be set to the GND potential. If it does so, the same value can be measured by the opposite sign to the above-mentioned detection example.

本発明の物理量センサは、圧力センサや加速度センサ等のセンサに利用可能である。特に、接続端子が少なく微細化に対応できるため、小型化した電子機器やシステムに用いるセンサに好適である。   The physical quantity sensor of the present invention can be used for sensors such as a pressure sensor and an acceleration sensor. In particular, since there are few connection terminals and it can respond to miniaturization, it is suitable for a sensor used in a miniaturized electronic device or system.

本発明の物理量センサを説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the physical quantity sensor of this invention. 本発明の物理量センサを説明するための等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram for demonstrating the physical quantity sensor of this invention. 本発明の物理量センサを構成する各ピエゾ抵抗素子の抵抗値の算出を説明するための回路図である。It is a circuit diagram for demonstrating calculation of the resistance value of each piezoresistive element which comprises the physical quantity sensor of this invention. 本発明の物理量センサの異なる形状を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the different shape of the physical quantity sensor of this invention. 特許文献1に示した従来技術を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the prior art shown in patent document 1. FIG. 特許文献1に示した従来技術を説明するための等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram for demonstrating the prior art shown in patent document 1. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 錘部
2 支持部
3a 第1の可撓部
3b 第2の可撓部
3c 第3の可撓部
3d 第4の可撓部
4a,4b 第1の可撓部に設けるピエゾ抵抗素子
4c,4d 第3の可撓部に設けるピエゾ抵抗素子
5a,5b 第2の可撓部に設けるピエゾ抵抗素子
5c,5d 第4の可撓部に設けるピエゾ抵抗素子
6a,6b 第2の可撓部に設けるピエゾ抵抗素子
6c,6d 第4の可撓部に設けるピエゾ抵抗素子
6e,6f 第1の可撓部に設けるピエゾ抵抗素子
6g,6h 第3の可撓部に設けるピエゾ抵抗素子
70〜79 接続端子
8 金属配線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Weight part 2 Support part 3a 1st flexible part 3b 2nd flexible part 3c 3rd flexible part 3d 4th flexible part 4a, 4b Piezoresistive element 4c provided in a 1st flexible part 4d Piezoresistive elements 5a, 5b provided in the third flexible part Piezoresistive elements 5c, 5d provided in the second flexible part Piezoresistive elements 6a, 6b provided in the fourth flexible part Piezoresistive elements 6c, 6d Piezoresistive elements 6e, 6f provided in the fourth flexible part Piezoresistive elements 6g, 6h provided in the first flexible part Piezoresistive elements 70-79 connected in the third flexible part Terminal 8 Metal wiring

Claims (3)

錘部と、該錘部と所定間隔を置いて設ける支持部と、前記錘部と前記支持部とを連結する可撓部とで可動部を構成し、該可動部に設け、複数の軸方向の物理量を検出する複数の検出手段とを有し、
前記検出手段同士をそれぞれ接続し、前記複数の軸方向にそれぞれ対応する複数のブリッジ回路を形成し、該ブリッジ回路を用いて物理量を検出する物理量センサにおいて、
前記ブリッジ回路は前記検出手段同士が互いに接続されることによって開放端がない閉回路となるとともに、前記検出手段同士の接続部分にそれぞれ接続端子を有し、
前記複数の軸方向のうち1つの軸方向に対応する前記ブリッジ回路の前記接続端子のうちの1つと、他の軸方向に対応する前記ブリッジ回路の前記接続端子のうちの1つとを短絡するか、または同一の電位を供給する配線に接続することを特徴とする物理量センサ。
A movable part is constituted by a weight part, a support part provided at a predetermined interval from the weight part, and a flexible part that connects the weight part and the support part, and the movable part is provided with a plurality of axial directions. A plurality of detection means for detecting the physical quantity of
In the physical quantity sensor that connects the detection means to each other, forms a plurality of bridge circuits corresponding to the plurality of axial directions, and detects a physical quantity using the bridge circuits,
The bridge circuit becomes a closed circuit without an open end by connecting the detection means to each other, and has a connection terminal at each connection portion of the detection means,
Whether one of the connection terminals of the bridge circuit corresponding to one axial direction of the plurality of axial directions is short-circuited with one of the connection terminals of the bridge circuit corresponding to another axial direction Or a physical quantity sensor connected to a wiring for supplying the same potential.
前記接続端子は、入力端子と共通電位端子と第1の出力端子と第2の出力端子とからなり、
前記ブリッジ回路は、前記入力端子と前記第1の出力端子との間に第1の検出素子を設け、前記入力端子と前記第2の出力端子との間に第2の検出手段を設け、前記共通電位端子と前記第2の出力端子との間に第3の検出手段を設け、前記共通電位端子と前記第1の出力端子との間に第4の検出手段を設け、
前記物理量センサの一平面に平行な一方向をX方向、該一平面に平行で該X方向と直交する方向をY方向、該一平面を通り該X方向と該Y方向とに直交する方向をZ方向と定義するとき、前記複数の軸方向は、それぞれX軸方向,Y軸方向,Z軸方向であり、
前記第1の可撓部は、前記X軸方向の前記第1の検出手段と前記第2の検出手段とを互いに離間して設け、
前記第2の可撓部は、前記Y軸方向および前記Z軸方向の前記第1の検出手段と前記第2の検出手段とをそれぞれ離間して設け、
前記第3の可撓部は、前記X軸方向の前記第3の検出手段と前記第4の検出手段とを互いに離間して設け、
前記第4の可撓部は、前記Y軸方向および前記Z軸方向の前記第3の検出手段と前記第4の検出手段とをそれぞれ離間して設けることを特徴とする請求項1に記載の物理量センサ。
The connection terminal includes an input terminal, a common potential terminal, a first output terminal, and a second output terminal.
The bridge circuit includes a first detection element between the input terminal and the first output terminal, and a second detection unit between the input terminal and the second output terminal. Providing a third detection means between a common potential terminal and the second output terminal, and providing a fourth detection means between the common potential terminal and the first output terminal;
One direction parallel to one plane of the physical quantity sensor is the X direction, a direction parallel to the one plane and perpendicular to the X direction is the Y direction, a direction passing through the one plane and perpendicular to the X direction and the Y direction is When the Z direction is defined, the plurality of axial directions are an X axis direction, a Y axis direction, and a Z axis direction, respectively.
The first flexible portion is provided by separating the first detection means and the second detection means in the X-axis direction from each other.
The second flexible portion is provided by separating the first detection means and the second detection means in the Y-axis direction and the Z-axis direction, respectively.
The third flexible portion is provided by separating the third detection means and the fourth detection means in the X-axis direction from each other.
The said 4th flexible part provides the said 3rd detection means and the said 4th detection means of the said Y-axis direction and the said Z-axis direction separately, respectively, The said 4th flexible part is characterized by the above-mentioned. Physical quantity sensor.
前記第1から第4の検出手段は、それぞれ複数の検出素子を直列に接続していることを特徴とする請求項1または2に記載の物理量センサ。   The physical quantity sensor according to claim 1, wherein each of the first to fourth detection units has a plurality of detection elements connected in series.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010185781A (en) * 2009-02-12 2010-08-26 Torex Semiconductor Ltd Acceleration sensor
US9417296B2 (en) 2011-02-23 2016-08-16 Murata Manufacturing Co., Ltd. Magnetic sensor and manufacturing method thereof
JP2017191112A (en) * 2017-07-26 2017-10-19 株式会社東芝 Inertial sensor

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