JP2009150861A

JP2009150861A - Liquid seal sensor

Info

Publication number: JP2009150861A
Application number: JP2008031243A
Authority: JP
Inventors: Masataka Araogi; 正隆新荻
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 2007-11-30
Filing date: 2008-02-13
Publication date: 2009-07-09
Anticipated expiration: 2028-02-13
Also published as: JP5097986B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small-sized liquid seal sensor for enhancing degrees of freedom in detection directions. <P>SOLUTION: A liquid seal sensor 1 having a liquid seal part 4 that seals a liquid L therein, and a detecting part 3 that detects changes in the liquid L sealed in the liquid seal part 4 has a configuration in which the detecting part 3 detects changes in the liquid L sealed in the liquid seal part 4, and thus when an acceleration is applied, the detecting part 3 detects changes in the liquid L sealed in the liquid seal part 4, whereby the sensitivity to accelerations can be enhanced in any directions. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、封入された液体をセンシングに利用した液封センサに関する。 The present invention relates to a liquid ring sensor that uses a sealed liquid for sensing.

一般に、センサは、(圧)力や、変位、速度、加速度、角速度などの物理量（又はその変化）を検出し、その検出結果を電気信号に変換して出力するものであり、これらのセンサは、各種の電子機器等に組み込まれて、状態の検出や自動制御などに幅広く利用されている。 In general, sensors detect physical pressures (or changes) such as (pressure) force, displacement, velocity, acceleration, angular velocity, etc., and convert the detection results into electrical signals and output them. It is incorporated in various electronic devices and is widely used for state detection and automatic control.

その中でも、半導体素子からなる半導体センサは、固体であるため振動や加速度等に強く信頼性が高いといった利点がある。このため、各種の民生機器や自動車等に搭載するための様々な半導体センサが開発されている（例えば、特許文献１などを参照。）。 Among them, a semiconductor sensor made of a semiconductor element has an advantage that it is strong against vibration and acceleration because of being solid, and has high reliability. For this reason, various semiconductor sensors for mounting on various consumer devices and automobiles have been developed (see, for example, Patent Document 1).

しかしながら、半導体センサは、更なる小型化及び薄型に伴って、半導体基板上に立体的に作り込んでいくことが困難となってきている。その結果、面内方向（Ｘ，Ｙ方向）に限らず、鉛直方向（Ｚ方向）や軸回り方向（θ方向）といった検出方向の自由度を高めることが困難となってきている。
特開平５−２６７５４号公報 However, it has become difficult to make a semiconductor sensor three-dimensionally on a semiconductor substrate with further miniaturization and thinning. As a result, it is difficult to increase the degree of freedom in the detection direction, not only in the in-plane direction (X, Y direction) but also in the vertical direction (Z direction) and the direction around the axis (θ direction).
Japanese Patent Laid-Open No. 5-26754

そこで、本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、検出方向の自由度を高めることができるセンサとして、封入された液体をセンシングに利用した新規な液封センサを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been proposed in view of such a conventional situation, and as a sensor capable of increasing the degree of freedom in the detection direction, a novel liquid seal sensor using the enclosed liquid for sensing is provided. The purpose is to provide.

上記目的を達成するために、本発明に係る液封センサは、液体を封入する液封部と、液封部に封入された液体の変動を検出する検出部とを備えることを特徴とする。
この液封センサでは、ある方向に加速度が加わった際に、液封部に封入された液体の変動を検出部が検出することによって、何れの方向においても加速度に対する感度を高めることができる。すなわち、この液封センサに加速度が加わったときには、加速度が加わる方向に液封部内の液体が移動する（偏る）ため、このような簡便な構成でありながら、検出方向の自由度を高めることが可能である。さらに、この液封センサでは、液封部に封入される液体の粘性を変えることによって、検出感度を容易且つ自由に設定することができる。 In order to achieve the above object, a liquid seal sensor according to the present invention includes a liquid seal portion that encloses a liquid and a detection unit that detects a change in the liquid sealed in the liquid seal portion.
In this liquid seal sensor, when acceleration is applied in a certain direction, the detection unit detects a change in the liquid sealed in the liquid seal part, so that sensitivity to acceleration can be increased in any direction. That is, when acceleration is applied to the liquid seal sensor, the liquid in the liquid seal portion moves (is biased) in the direction in which the acceleration is applied. Therefore, the degree of freedom in the detection direction can be increased while having such a simple configuration. Is possible. Further, in this liquid seal sensor, the detection sensitivity can be easily and freely set by changing the viscosity of the liquid sealed in the liquid seal portion.

また、上記液封部は、液体の液滴が形成された面上を可撓性膜で覆うことにより、液体を液滴の状態で気密に封止してなることが好ましい。
この場合、上記液封部を簡便な構造としながら、小型且つ安価に製造することができる。 The liquid sealing part is preferably formed by covering the surface on which the liquid droplets are formed with a flexible film so that the liquid is hermetically sealed in the state of droplets.
In this case, the liquid sealing part can be manufactured in a small and inexpensive manner while having a simple structure.

さらに、上記可撓性膜は、化学気相成長法により形成したパラキシリレン系樹脂膜からなることが好ましい。
この場合、液体の液滴が形成された面上を化学気相成長法により形成したパラキシリレン系樹脂膜で覆うことにより、液体を液滴の状態で気密に封止することができる。したがって、この化学気相成長法により形成したパラキシリレン系樹脂膜は、上記可撓性膜として非常に適している。 Further, the flexible film is preferably made of a paraxylylene resin film formed by chemical vapor deposition.
In this case, by covering the surface on which the liquid droplets are formed with a paraxylylene resin film formed by chemical vapor deposition, the liquid can be hermetically sealed in the form of droplets. Therefore, the paraxylylene resin film formed by this chemical vapor deposition method is very suitable as the flexible film.

また、上記液体は、シリコーンオイルからなることが好ましい。
この場合、耐熱性及び耐寒性に優れ、粘度の温度依存性も小さいことから、上記液封部に封入される液体として非常に適している。 The liquid is preferably made of silicone oil.
In this case, since it is excellent in heat resistance and cold resistance and the temperature dependency of the viscosity is small, it is very suitable as a liquid sealed in the liquid sealing part.

また、上記検出部には、接点素子、静電容量素子、圧電素子、又は光検出素子の何れかを用いることができる。 Further, any of a contact element, a capacitance element, a piezoelectric element, or a light detection element can be used for the detection unit.

また本発明の液封センサは、液封部の液体中を移動自在に設けられる移動体と、移動した移動体を液封部の待機位置に戻すための制御部と、を備えることとしてもよい。
この場合、液封センサの液封部を形成する際、移動体が液体の表面張力を補助するようにして液体を保持するので、液封部の成形がより行いやすくなり形状の自由度が増す。 In addition, the liquid seal sensor of the present invention may include a moving body that is movably provided in the liquid in the liquid sealing portion, and a control unit that returns the moved moving body to the standby position of the liquid sealing portion. .
In this case, when the liquid sealing part of the liquid sealing sensor is formed, the moving body holds the liquid so as to assist the surface tension of the liquid, so that the liquid sealing part can be formed more easily and the degree of freedom of the shape is increased. .

また、上記移動体は、液体より比重が大きいこととしてもよい。
この場合、液封センサに加速度が加わると、液体より比重の大きな移動体が液体中を移動することにより液体の変動が増大されるので、検出部の検出の感度が高まるとともに精度が向上する。また加えられた加速度が減じると、移動体は制御部によって元の待機位置に戻されるようになっているので、検出の精度が確保される。 The moving body may have a specific gravity greater than that of the liquid.
In this case, when acceleration is applied to the liquid seal sensor, a moving body having a specific gravity greater than that of the liquid moves in the liquid, so that the fluctuation of the liquid is increased, so that the detection sensitivity of the detection unit is increased and the accuracy is improved. When the applied acceleration is reduced, the moving body is returned to the original standby position by the control unit, so that the detection accuracy is ensured.

また、上記移動体は、球状に形成されており、制御部は、移動体を保持可能な凹状に形成されていることとしてもよい。
この場合、移動体は、液体中の移動の抵抗が低減され、移動しやすくされているので、液体の変動をより確実に増大させるようになっている。従って、検出部の検出の精度がより向上する。また、制御部は、例えば略円錐穴状若しくは略すり鉢状からなる凹状に形成されており、移動した移動体を元の待機位置に自然に戻すようになっている。すなわち、制御部は、移動体を待機位置に戻すために特別な外部エネルギー等を必要とせず、簡便に構成されている。 Moreover, the said moving body is formed in spherical shape, and the control part is good also as being formed in the concave shape which can hold | maintain a moving body.
In this case, since the moving body is reduced in resistance of movement in the liquid and is easily moved, the fluctuation of the liquid is more reliably increased. Therefore, the detection accuracy of the detection unit is further improved. Further, the control unit is formed in a concave shape having, for example, a substantially conical hole shape or a substantially mortar shape, and naturally returns the moved moving body to the original standby position. That is, the control unit does not require special external energy or the like to return the moving body to the standby position, and is configured simply.

また、上記移動体が、磁気的に吸引される性質の金属材料又は磁力を生じる磁性部材のうちいずれか一方からなり、制御部が、他方からなることとしてもよい。
この場合、例えば移動体が、鉄、コバルト、ニッケル又はガドリニウムやこれらを含有する合金等の、磁力に反応して吸引される性質の金属材料からなり、また制御部が、マグネット等の、磁力を発生する磁性部材で形成されている。そして、液封センサに加速度が加えられていない状態では、この移動体は制御部の生じる磁力により待機位置に保持されている。また、液封センサに加速度が加えられた状態では、移動体が前記磁力に抗して液封部の液体中を移動し、液体の変動を増大させるようになっている。また、加えられた加速度が減じた際には、制御部の吸引作用によって元の待機位置に迅速に戻されるようになっている。従って、多種多様な検出の要望に対応することが可能である。 Further, the moving body may be made of one of a metal material having a magnetically attracted property or a magnetic member that generates a magnetic force, and the control unit may be made of the other.
In this case, for example, the moving body is made of a metal material having a property of being attracted in response to a magnetic force, such as iron, cobalt, nickel, gadolinium, or an alloy containing these, and the control unit has a magnetic force such as a magnet. It is formed of a generated magnetic member. In a state where no acceleration is applied to the liquid seal sensor, the moving body is held at the standby position by the magnetic force generated by the control unit. Further, in a state where acceleration is applied to the liquid seal sensor, the moving body moves through the liquid in the liquid seal portion against the magnetic force, thereby increasing the fluctuation of the liquid. In addition, when the applied acceleration is reduced, it is quickly returned to the original standby position by the suction action of the control unit. Therefore, it is possible to meet a wide variety of detection requests.

また本発明の液封センサは、液体及び前記液体中を移動自在な移動体を封入する液封部と、前記液封部に封入された前記移動体の変動を検出する検出部とを備えることを特徴とする。
この液封センサでは、検出部による検出に、前述の液封センサのようにして液封部の液体の変動を用いる代わりに、液封部の移動体の変動を用いることとしている。またこの場合には、例えば移動体として磁性を有する金属材料を用いるとともに、検出部として磁気抵抗素子やホール素子等からなる感磁素子を用いて構成することができる。 The liquid seal sensor of the present invention includes a liquid seal portion that encloses a liquid and a movable body that can move in the liquid, and a detection portion that detects a change in the movable body enclosed in the liquid seal portion. It is characterized by.
In this liquid seal sensor, instead of using the liquid fluctuation in the liquid seal part as in the liquid seal sensor described above, the detection of the detection part uses the fluctuation of the moving body of the liquid seal part. In this case, for example, a metal material having magnetism can be used as the moving body, and a magnetosensitive element such as a magnetoresistive element or a Hall element can be used as the detection unit.

以上のように、本発明によれば、検出方向の自由度を高めることができる小型の液封センサを安価に提供することが可能である。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a small-sized liquid ring sensor that can increase the degree of freedom in the detection direction at a low cost.

以下、本発明を適用した液封センサについて、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。 Hereinafter, a liquid ring sensor to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
In addition, in the drawings used in the following description, in order to make the features easy to understand, there are cases where the portions that become the features are enlarged for the sake of convenience, and the dimensional ratios of the respective components are not always the same as the actual ones. Absent.

（第１の実施形態）
先ず、第１の実施形態として図１に示す液封センサ１について説明する。
この液封センサ１は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、基板２上に配置された検出部３と、この検出部３上に配置された液封部４とを備え、この液封部４に封入された液体Ｌの変動を検出部３が検出し、その検出結果を電気信号に変換して出力するものである。 (First embodiment)
First, a liquid seal sensor 1 shown in FIG. 1 will be described as a first embodiment.
As shown in FIGS. 1A and 1B, the liquid seal sensor 1 includes a detection unit 3 disposed on the substrate 2 and a liquid seal unit 4 disposed on the detection unit 3. The detection unit 3 detects the fluctuation of the liquid L sealed in the liquid sealing unit 4 and converts the detection result into an electrical signal for output.

基板２には、例えばシリコン基板やガラス基板、プラスチック基板などを用いることができるが、これらの材料に必ずしも限定されるものではない。また、基板２は、後述する検出部３又はその一部を構成するものや、液封部４の一部を構成するものであってもよい。また、基板２には、検出部３と電気的に接続される配線等を形成してもよい。 As the substrate 2, for example, a silicon substrate, a glass substrate, a plastic substrate, or the like can be used, but the material is not necessarily limited to these materials. Further, the substrate 2 may constitute a detection unit 3 described later or a part thereof, or may constitute a part of the liquid sealing unit 4. Further, a wiring or the like electrically connected to the detection unit 3 may be formed on the substrate 2.

検出部３は、液封部４に封入された液体Ｌの変動を検出するものとして、接点素子を用いている。具体的に、この検出部３は、基板２の上にスペーサ５を介してダイヤフラム６が貼り合わさることによって、基板２とダイヤフラム６との間に空隙が設けられた構造を有している。そして、基板２とダイヤフラム６との互いに対向する面には、相対する一対の接点電極７ａ，７ｂからなる接点素子７が設けられている。また、接点素子７は、基板２を平面視したときに、液封部４の中央部と、この中央部を挟んだ互いに直交する２方向の両側にそれぞれ配置されている。すなわち、この接点素子７は、検出部３の中央部と、この中央部を挟んだ四方の合計５箇所に配置されている。なお、接点素子７の配置や数については、このような構成に必ずしも限定されるものではなく、例えば接点素子７を中央部とこの中央部を挟んだ八方の合計９箇所に配置した構成や、接点素子７をアレイ状に複数並べて配置した構成としてもよい。 The detection unit 3 uses a contact element to detect a change in the liquid L sealed in the liquid sealing unit 4. Specifically, the detection unit 3 has a structure in which a gap is provided between the substrate 2 and the diaphragm 6 by attaching the diaphragm 6 to the substrate 2 via the spacer 5. A contact element 7 composed of a pair of contact electrodes 7a and 7b facing each other is provided on the surfaces of the substrate 2 and the diaphragm 6 facing each other. Further, the contact elements 7 are arranged on the center portion of the liquid sealing portion 4 and on both sides in two directions perpendicular to each other with the center portion interposed therebetween when the substrate 2 is viewed in plan view. That is, the contact elements 7 are arranged at a total of five locations on the center of the detection unit 3 and on the four sides across the center. The arrangement and number of the contact elements 7 are not necessarily limited to such a configuration. For example, the configuration in which the contact elements 7 are arranged in a total of nine locations on the eight sides sandwiching the central portion, A plurality of contact elements 7 may be arranged in an array.

また、各接点素子７は、一対の接点電極７ａ，７ｂのうち、一方の接点電極７ａが基板２に埋め込み形成され、他方の接点電極７ｂがダイヤフラム６にパターン形成されてなるものの、このような構成に必ずしも限定されるものではない。なお、基板２及びダイヤフラム６には、図示を省略するものの、各接点電極７ａ，７ｂと電気的に接続される配線等が設けられている。 Each contact element 7 is formed by embedding one contact electrode 7a of the pair of contact electrodes 7a and 7b in the substrate 2 and patterning the other contact electrode 7b on the diaphragm 6. The configuration is not necessarily limited. Although not shown, the substrate 2 and the diaphragm 6 are provided with wirings and the like that are electrically connected to the contact electrodes 7a and 7b.

液封部４は、液体Ｌの液滴が形成された面上を可撓性膜８で覆うことにより、液体Ｌを液滴の状態で気密に封止した構造を有している。具体的に、この液封部４は、上記検出部３の上に液体Ｌを適量滴下し、この液体Ｌの液滴が形成された面上に、化学気相成長法（ＣＶＤ法）を用いてパラキシリレン系樹脂膜（パリレンという。）からなる可撓性膜８を形成することによって、液体Ｌを液滴の状態で気密に封止してなる。パラキシリレン系樹脂は、ガスバリア性や、耐薬品性、耐熱性、耐寒性などに優れており、このようなパラキシリレン系樹脂としては、例えば、ポリモノクロロパラキシリレン（パリレンＣ）や、ポリパラキシリレン（パリレンＮ）、ポリジクロロパラキシリレン（パリレンＤ）などを挙げることができる。そして、このＣＶＤ法により形成されるパリレンは、液体Ｌを液滴の状態で気密に封止することができ、微小化も容易なことから、上記可撓性膜８として非常に適している。 The liquid sealing part 4 has a structure in which the liquid L is hermetically sealed in a liquid droplet state by covering the surface on which the liquid L liquid droplet is formed with the flexible film 8. Specifically, the liquid sealing unit 4 uses a chemical vapor deposition method (CVD method) on the surface on which the liquid L is dropped on the detection unit 3 on the surface on which the liquid L is formed. By forming a flexible film 8 made of a paraxylylene resin film (referred to as parylene), the liquid L is hermetically sealed in the form of droplets. Paraxylylene resins are excellent in gas barrier properties, chemical resistance, heat resistance, cold resistance, and the like. Examples of such paraxylylene resins include polymonochloroparaxylylene (parylene C) and polyparaxylylene. (Parylene N), polydichloroparaxylylene (Parylene D), etc. can be mentioned. The parylene formed by this CVD method is very suitable as the flexible film 8 because the liquid L can be hermetically sealed in the form of droplets and can be easily miniaturized.

液体Ｌとしては、パリレンにより封入可能なものであればよく、例えば、シリコーンオイルや、キシレンオイル、グリスなどを用いることができる。その中でも、シリコーンオイルは、耐熱性及び耐寒性に優れ、粘度の温度依存性も小さいことから、上記液封部４に封入される液体Ｌとして非常に適している。 The liquid L may be any liquid that can be sealed with parylene. For example, silicone oil, xylene oil, grease, or the like can be used. Among them, silicone oil is excellent in heat resistance and cold resistance, and has a small temperature dependency of viscosity, so that it is very suitable as the liquid L enclosed in the liquid sealing part 4.

また、液封センサ１は、基板２の上にパッケージ９を被せることによって、このパッケージ９と基板２との間の密閉された空間内に上記液封部４を封入した構造となっている。 Further, the liquid seal sensor 1 has a structure in which the liquid seal portion 4 is sealed in a sealed space between the package 9 and the substrate 2 by covering the substrate 2 with the package 9.

以上のような構造を有する液封センサ１は、例えば物体に加わる加速度を計測する加速度センサとして機能する。具体的に、この液封センサ１では、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、ある方向に加速度が加わった際に、液封部４内の液体Ｌが、この液封センサ１に加わる加速度の方向に移動しようとするため、その加速度が加わる方向において当該加速度の度合いに応じた液体Ｌの偏り（液体Ｌの重量分布の偏り）が発生する。このとき、検出部３では、液体Ｌの重量分布の偏りが生じた部分のダイヤフラム６が撓むことにより、この部分にある接点素子７の一対の接点電極７ａ，７ｂが接触することになる。これにより、検出部３では、液封部４に封入された液体Ｌの偏りの度合いと方向とを検出し、その検出結果を電気信号に変換して出力する。これにより、液封センサ１では、加速度の方向とその度合いを計測することが可能となっている。 The liquid seal sensor 1 having the above structure functions as an acceleration sensor that measures acceleration applied to an object, for example. Specifically, in the liquid seal sensor 1, as shown in FIGS. 2A to 2C, when acceleration is applied in a certain direction, the liquid L in the liquid seal portion 4 is transferred to the liquid seal sensor 1. In order to move in the direction of the acceleration applied to the liquid, a deviation of the liquid L (a deviation of the weight distribution of the liquid L) occurs according to the degree of the acceleration in the direction in which the acceleration is applied. At this time, in the detection unit 3, the diaphragm 6 in the portion where the weight distribution of the liquid L is deflected is bent, so that the pair of contact electrodes 7 a and 7 b of the contact element 7 in this portion comes into contact. As a result, the detection unit 3 detects the degree and direction of the bias of the liquid L sealed in the liquid sealing unit 4, converts the detection result into an electrical signal, and outputs it. Thereby, in the liquid seal sensor 1, it is possible to measure the direction and the degree of acceleration.

以上のように、この液封センサ１では、ある方向に加速度が加わった際に、液封部４に封入された液体Ｌの変動を検出部３が検出することによって、何れの方向においても加速度に対する感度を高めることができる。すなわち、この液封センサ１に加速度が加わったときには、加速度が加わる方向に液封部４内の液体Ｌが移動する（偏る）ため、このような簡便な構成でありながら、検出方向の自由度を高めることが可能である。 As described above, in the liquid seal sensor 1, when acceleration is applied in a certain direction, the detection unit 3 detects the fluctuation of the liquid L sealed in the liquid seal part 4, thereby accelerating in any direction. The sensitivity to can be increased. That is, when acceleration is applied to the liquid seal sensor 1, the liquid L in the liquid seal portion 4 moves (is biased) in the direction in which the acceleration is applied. It is possible to increase.

また、この液封センサ１では、液封部４に封入される液体Ｌの粘性を変えることによって、検出感度を容易且つ自由に設定することが可能である。さらに、この液封センサ１では、液封部４に封入された液体Ｌの変動を検出部３が検出する構成のため、温度による特性の変化が小さく、その検出感度を安定化させることが可能である。 In the liquid seal sensor 1, the detection sensitivity can be easily and freely set by changing the viscosity of the liquid L sealed in the liquid seal portion 4. Further, in this liquid seal sensor 1, since the detection unit 3 detects the fluctuation of the liquid L sealed in the liquid seal part 4, the change in characteristics due to temperature is small, and the detection sensitivity can be stabilized. It is.

なお、本発明は、上記液封センサ１の構成に必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記液封センサ１は、液封部４に封入された液体Ｌの変動を検出するものとして、上記接点素子７の他にも、例えば、静電容量素子や、圧電素子、抵抗素子、光検出素子、感磁素子などを用いた構成としてもよい。 In addition, this invention is not necessarily limited to the structure of the said liquid seal sensor 1, In the range which does not deviate from the meaning of this invention, a various change can be added.
For example, the liquid seal sensor 1 detects the fluctuation of the liquid L sealed in the liquid seal portion 4, and in addition to the contact element 7, for example, a capacitive element, a piezoelectric element, a resistance element, It is good also as a structure using a photon detection element, a magnetosensitive element, etc.

また、上記液封センサ１は、上述した加速度センサとして機能するものに限らず、例えば、物体に加わる角速度を計測する角速度センサ（ジャイロセンサ）や、物体に加わる圧力を計測する圧力センサ等として用いることができ、封入された液体をセンシングに利用したセンサとして幅広く利用することが可能である。 The liquid seal sensor 1 is not limited to the one that functions as the acceleration sensor described above, and is used, for example, as an angular velocity sensor (gyro sensor) that measures an angular velocity applied to an object, a pressure sensor that measures a pressure applied to the object, or the like. It can be used widely as a sensor using the enclosed liquid for sensing.

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態として図３に示す液封センサ２０について説明する。
この液封センサ２０は、図３（ａ）に示すように、基板２１の両面にスペーサ２２を介して一対のダイヤフラム２３ａ，２３ｂが貼り合わされることによって、基板２１と一対のダイヤフラム２３ａ，２３ｂとの間に空隙が設けられた構造を有している。また、一対のダイヤフラム２３ａ，２３ｂの互いに対向する面とは反対側の面には、それぞれ液体Ｌを封入する一対の液封部２４ａ，２４ｂが設けられている。 (Second Embodiment)
Next, a liquid seal sensor 20 shown in FIG. 3 will be described as a second embodiment.
As shown in FIG. 3A, the liquid seal sensor 20 includes a substrate 21 and a pair of diaphragms 23 a and 23 b that are bonded to both surfaces of the substrate 21 via spacers 22. It has the structure where the space | gap was provided between these. In addition, a pair of liquid sealing portions 24a and 24b for sealing the liquid L are provided on the surfaces of the pair of diaphragms 23a and 23b opposite to the surfaces facing each other.

基板２１には、例えばシリコン基板やガラス基板、プラスチック基板などを用いることができるが、これらの材料に必ずしも限定されるものではない。また、基板２１は、後述する検出部２６又はその一部を構成するものや、液封部２４ａ，２４ｂの一部を構成するものであってもよい。また、基板２１には、検出部２６と電気的に接続される配線等を形成してもよい。 As the substrate 21, for example, a silicon substrate, a glass substrate, a plastic substrate, or the like can be used, but the material is not necessarily limited to these materials. Further, the substrate 21 may constitute a detection unit 26 described later or a part thereof, or may constitute a part of the liquid sealing portions 24a and 24b. Further, a wiring or the like electrically connected to the detection unit 26 may be formed on the substrate 21.

一対の液封部２４ａ，２４ｂは、上記液封部４と同様に、液体Ｌの液滴が形成された面上を可撓性膜２５で覆うことにより、液体Ｌを液滴の状態で気密に封止した構造を有している。具体的に、これら一対の液封部２４ａ，２４ｂは、それぞれのダイヤフラム２３ａ，２３ｂの上に液体Ｌを適量滴下し、この液体Ｌの液滴が形成された面上に、ＣＶＤ法を用いてパリレンからなる可撓性膜２５を形成することによって、液体Ｌを液滴の状態で気密に封止してなる。 The pair of liquid sealing portions 24a and 24b, like the liquid sealing portion 4, covers the surface on which the liquid L droplets are formed with the flexible film 25 so that the liquid L is airtight in the state of droplets. It has a sealed structure. Specifically, the pair of liquid sealing portions 24a and 24b drops an appropriate amount of liquid L on the diaphragms 23a and 23b, and a CVD method is used on the surface on which the liquid L droplets are formed. By forming the flexible film 25 made of parylene, the liquid L is hermetically sealed in the form of droplets.

この液封センサ２０は、一対の液封部２４ａ，２４ｂに封入された液体Ｌの変動を検出する検出部２６として、静電容量素子を用いている。具体的に、一方のダイヤフラム２３ａと基板２１との互いに対向する面には、相対する一対の電極２７ａ，２７ｂからなる第１の静電容量素子２７が設けられている。また、他方のダイヤフラム２３ｂと基板２１との互いに対向する面には、相対する一対の電極２８ａ，２８ｂからなる第２の静電容量素子２８が設けられている。 The liquid seal sensor 20 uses a capacitive element as the detection unit 26 that detects a change in the liquid L sealed in the pair of liquid seal portions 24a and 24b. Specifically, a first electrostatic capacitance element 27 including a pair of opposed electrodes 27a and 27b is provided on the surfaces of the one diaphragm 23a and the substrate 21 that face each other. A second electrostatic capacitance element 28 comprising a pair of opposed electrodes 28a and 28b is provided on the opposite surfaces of the other diaphragm 23b and the substrate 21.

これら第１及び第２の静電容量素子２７，２８は、基板２１を平面視したときに、一対の液封部２４ａ，２４ｂの中央部と、この中央部を挟んだ互いに直交する２方向の両側にそれぞれ配置されている。すなわち、これら第１及び第２の静電容量素子２７，２８は、検出部２６の中央部と、この中央部を挟んだ四方の合計５箇所に配置されている。なお、第１及び第２の静電容量素子２７，２８の配置や数については、このような構成に必ずしも限定されるものではなく、例えば第１及び第２の静電容量素子２７，２８を中央部とこの中央部を挟んだ八方の合計９箇所に配置した構成や、第１及び第２の静電容量素子２７，２８をアレイ状に複数並べて配置した構成としてもよい。 The first and second capacitance elements 27 and 28 are arranged in two directions orthogonal to each other with the central portion of the pair of liquid sealing portions 24a and 24b sandwiched between the central portion when the substrate 21 is viewed in plan view. It is arranged on each side. That is, the first and second capacitance elements 27 and 28 are arranged at a total of five locations on the four sides of the central portion of the detection portion 26 and the central portion. Note that the arrangement and number of the first and second capacitance elements 27 and 28 are not necessarily limited to such a configuration. For example, the first and second capacitance elements 27 and 28 are included in the configuration. A configuration in which the central portion is arranged in a total of nine places on both sides of the central portion, or a configuration in which a plurality of first and second capacitance elements 27 and 28 are arranged in an array are also possible.

また、各第１及び第２の静電容量素子２７，２８は、一対の電極２７ａ，２７ｂ及び一対の電極２８ａ，２８ｂのうち、一方の電極２７ａ，２８ａが基板２１に埋め込み形成され、他方の電極２７ｂ，２８ｂがダイヤフラム２３ａ，２３ｂにパターン形成されてなるものの、このような構成に必ずしも限定されるものではない。なお、基板２１及び一対のダイヤフラム２３ａ，２３ｂには、図示を省略するものの、各電極２７ａ，２７ｂ及び各電極２８ａ，２８ｂと電気的に接続される配線等が設けられている。 Each of the first and second capacitance elements 27 and 28 includes a pair of electrodes 27a and 27b and a pair of electrodes 28a and 28b in which one electrode 27a and 28a is embedded in the substrate 21, and the other Although the electrodes 27b and 28b are patterned on the diaphragms 23a and 23b, the configuration is not necessarily limited to such a configuration. The substrate 21 and the pair of diaphragms 23a and 23b are provided with wirings and the like that are electrically connected to the electrodes 27a and 27b and the electrodes 28a and 28b, although not shown.

また、この液封センサ２０は、一対のダイヤフラム２３ａ，２３ｂの上にパッケージ２９を被せることによって、このパッケージ２９と一対のダイヤフラム２３ａ，２３ｂとの間の密閉された空間内に上記液封部２４ａ，２４ｂを封入した構造としてもよい。 In addition, the liquid seal sensor 20 covers the liquid seal portion 24a in a sealed space between the package 29 and the pair of diaphragms 23a and 23b by covering the pair of diaphragms 23a and 23b with the package 29. , 24b may be enclosed.

以上のような構造を有する液封センサ２０は、例えば物体に加わる加速度を計測する加速度センサとして機能する。具体的に、この液封センサ２０では、ある方向に加速度が加わった際に、一対の液封部２４ａ，２４ｂ内の液体Ｌが、この液封センサ２０に加わる加速度の方向に移動しようとするため、その加速度が加わる方向において加速度の度合いに応じた液体Ｌの偏り（液体Ｌの重量分布の偏り）が発生する。このとき、検出部２６では、液体Ｌの重量分布の偏りが生じた部分の一対のダイヤフラム２３ａ，２３ｂが撓むことにより、この部分にある第１及び第２の静電容量素子２７，２８の静電容量が変化することになる。これにより、検出部２６では、一対の液封部２４ａ，２４ｂに封入された液体Ｌの偏りの度合いと方向とを検出し、その検出結果を電気信号に変換して出力する。これにより、液封センサ２０では、加速度の方向とその度合いを計測することが可能となっている。 The liquid seal sensor 20 having the above structure functions as an acceleration sensor that measures acceleration applied to an object, for example. Specifically, in the liquid seal sensor 20, when acceleration is applied in a certain direction, the liquid L in the pair of liquid seal portions 24 a and 24 b tends to move in the direction of acceleration applied to the liquid seal sensor 20. Therefore, in the direction in which the acceleration is applied, a deviation of the liquid L (a deviation in the weight distribution of the liquid L) occurs according to the degree of acceleration. At this time, in the detection unit 26, the pair of diaphragms 23 a and 23 b in the portion where the distribution of the weight distribution of the liquid L is deflected causes the first and second capacitance elements 27 and 28 in the portion to bend. The capacitance will change. As a result, the detection unit 26 detects the degree and direction of the bias of the liquid L sealed in the pair of liquid sealing units 24a and 24b, converts the detection result into an electrical signal, and outputs the electrical signal. As a result, the liquid seal sensor 20 can measure the direction and degree of acceleration.

特に、このような構造を有する液封センサ２０では、ダイヤフラム２３ａ，２３ｂと直交する方向（以下、鉛直方向という。）の加速度に対する感度を高めることができる。具体的に、この液封センサ２０では、図３（ｂ）に示すように、鉛直方向に加速度が加わった際に、一対の液封部２４ａ，２４ｂ内の液体Ｌが、この液封センサ２０に加わる加速度の方向に移動しようとする。すなわち、検出部２６では、一対の液封部２４ａ，２４ｂ内の液体Ｌが鉛直方向の一方側に移動しようとするため、ダイヤフラム２３ａ，２３ｂがそれぞれ同一方向に撓むことになる。例えば図３（ｂ）に示す場合には、第１の静電容量素子２７を構成する一対の電極２７ａ，２７ｂが離間する一方、第２の静電容量素子２８を構成する一対の電極２８ａ，２８ｂが近接することになる。この場合、第１及び第２の静電容量素子２７の静電容量の変化は正反対となる。これにより、液封センサ２０では、鉛直方向の加速度に対する感度を高めることが可能である。 In particular, in the liquid seal sensor 20 having such a structure, sensitivity to acceleration in a direction orthogonal to the diaphragms 23a and 23b (hereinafter referred to as a vertical direction) can be increased. Specifically, in the liquid seal sensor 20, as shown in FIG. 3B, when acceleration is applied in the vertical direction, the liquid L in the pair of liquid seal portions 24a and 24b is transferred to the liquid seal sensor 20. Try to move in the direction of acceleration applied to. That is, in the detection unit 26, since the liquid L in the pair of liquid sealing portions 24a and 24b tends to move to one side in the vertical direction, the diaphragms 23a and 23b are bent in the same direction. For example, in the case shown in FIG. 3B, the pair of electrodes 27a and 27b constituting the first capacitance element 27 are separated, while the pair of electrodes 28a and 27b constituting the second capacitance element 28 are separated. 28b will be in close proximity. In this case, the change in capacitance of the first and second capacitance elements 27 is opposite. Thereby, in the liquid seal sensor 20, it is possible to increase the sensitivity to the acceleration in the vertical direction.

以上のように、この液封センサ２０では、ある方向に加速度が加わった際に、一対の液封部２４ａ，２４ｂに封入された液体Ｌの変動を検出部２６が検出することによって、何れの方向においても加速度に対する感度を高めることができる。すなわち、この液封センサ２０に加速度が加わったときには、加速度が加わる方向に一対の液封部２４ａ，２４ｂ内の液体Ｌが移動する（偏る）ため、このような簡便な構成でありながら、検出方向の自由度を高めることが可能である。 As described above, in the liquid seal sensor 20, when acceleration is applied in a certain direction, the detection unit 26 detects a change in the liquid L sealed in the pair of liquid seal portions 24a and 24b, so that Sensitivity to acceleration can also be increased in the direction. That is, when acceleration is applied to the liquid seal sensor 20, the liquid L in the pair of liquid seal portions 24a and 24b moves (bias) in the direction in which the acceleration is applied. It is possible to increase the degree of freedom in the direction.

また、この液封センサ２０では、一対の液封部２４ａ，２４ｂに封入される液体Ｌの粘性を変えることによって、検出感度を容易且つ自由に設定することが可能である。さらに、この液封センサ２０では、一対の液封部２４ａ，２４ｂに封入された液体Ｌの変動を検出部２６が検出する構成のため、温度による特性の変化が小さく、その検出感度を安定化させることが可能である。 Further, in the liquid seal sensor 20, it is possible to easily and freely set the detection sensitivity by changing the viscosity of the liquid L sealed in the pair of liquid seal portions 24a and 24b. Further, in the liquid seal sensor 20, since the detection unit 26 detects the fluctuation of the liquid L sealed in the pair of liquid seal portions 24a and 24b, the change in characteristics due to temperature is small, and the detection sensitivity is stabilized. It is possible to make it.

なお、上記液封センサ２０は、上述した加速度センサとして機能するものに限らず、例えば、物体に加わる角速度を計測する角速度センサ（ジャイロセンサ）や、物体に加わる圧力を計測する圧力センサ等として用いることができ、封入された液体をセンシングに利用したセンサとして幅広く利用することが可能である。 The liquid seal sensor 20 is not limited to the one that functions as the acceleration sensor described above. For example, the liquid seal sensor 20 is used as an angular velocity sensor (gyro sensor) that measures an angular velocity applied to an object, a pressure sensor that measures a pressure applied to the object, or the like. It can be used widely as a sensor using the enclosed liquid for sensing.

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態として図４に示す液封センサ４０について説明する。
この液封センサ４０は、図４（ａ），（ｂ）に示すように、基板４１上に配置された検出部４２と、この検出部４２上に配置された液封部４３とを備え、この液封部４３に封入された液体Ｌの変動を検出部４２が検出し、その検出結果を電気信号に変換して出力するものである。 (Third embodiment)
Next, a liquid seal sensor 40 shown in FIG. 4 will be described as a third embodiment.
As shown in FIGS. 4A and 4B, the liquid seal sensor 40 includes a detection unit 42 disposed on the substrate 41 and a liquid seal unit 43 disposed on the detection unit 42. The detection part 42 detects the fluctuation | variation of the liquid L enclosed with this liquid sealing part 43, converts the detection result into an electrical signal, and outputs it.

基板４１には、例えばシリコン基板やガラス基板、プラスチック基板などを用いることができるが、これらの材料に必ずしも限定されるものではない。また、基板４１は、後述する検出部４２又はその一部を構成するものや、液封部４３の一部を構成するものであってもよい。また、基板４１には、検出部４２と電気的に接続される配線等を形成してもよい。 As the substrate 41, for example, a silicon substrate, a glass substrate, a plastic substrate, or the like can be used, but it is not necessarily limited to these materials. Further, the substrate 41 may constitute a detection unit 42 described later or a part thereof, or may constitute a part of the liquid sealing unit 43. In addition, a wiring or the like that is electrically connected to the detection unit 42 may be formed on the substrate 41.

検出部４２は、液封部４３に封入された液体Ｌの変動を検出するものとして、フォトディテクタなどの光検出素子を用いている。具体的に、この検出部４２は、基板４１の上に配置された複数の光検出素子４４を有し、この光検出素子４４は、基板４１を平面視したときに、液封部４３の中央部と、この中央部を挟んだ互いに直交する２方向の両側にそれぞれ配置されている。すなわち、この光検出素子４４は、検出部４２の中央部と、この中央部を挟んだ四方の合計５箇所に配置されている。また、基板４１には、図示を省略するものの、各光検出素子４４と電気的に接続される配線等が設けられている。なお、光検出素子４４の配置や数については、このような構成に必ずしも限定されるものではなく、例えば光検出素子４４を中央部とこの中央部を挟んだ八方の合計９箇所に配置した構成や、光検出素子４４をアレイ状に複数並べて配置した構成としてもよい。 The detection unit 42 uses a light detection element such as a photodetector to detect the fluctuation of the liquid L sealed in the liquid sealing unit 43. Specifically, the detection unit 42 includes a plurality of light detection elements 44 disposed on the substrate 41, and the light detection elements 44 are located at the center of the liquid sealing portion 43 when the substrate 41 is viewed in plan view. Are disposed on both sides in two directions perpendicular to each other across the central portion. In other words, the photodetecting elements 44 are arranged at a total of five locations, the central portion of the detecting portion 42 and the four sides across the central portion. In addition, although not shown, the substrate 41 is provided with wirings and the like that are electrically connected to the respective light detection elements 44. The arrangement and number of the photodetecting elements 44 are not necessarily limited to such a configuration. For example, the photodetecting elements 44 are arranged in a total of nine places on the eight sides sandwiching the central portion. Alternatively, a configuration may be adopted in which a plurality of light detection elements 44 are arranged in an array.

液封部４３は、液体Ｌの液滴が形成された面上を可撓性膜４５で覆うことにより、液体Ｌを液滴の状態で気密に封止した構造を有している。具体的に、この液封部４３は、上記検出部４２の上に液体Ｌを適量滴下し、この液体Ｌの液滴が形成された面上に、ＣＶＤ法を用いてパリレンからなる可撓性膜４５を形成することによって、液体Ｌを液滴の状態で気密に封止してなる。 The liquid sealing portion 43 has a structure in which the liquid L is hermetically sealed in the state of droplets by covering the surface on which the droplets of the liquid L are formed with a flexible film 45. Specifically, the liquid sealing part 43 is a flexible material made of parylene by using a CVD method on the surface on which the liquid L is dropped on the detection part 42 and a droplet of the liquid L is formed. By forming the film 45, the liquid L is hermetically sealed in the form of droplets.

また、可撓性膜４５の上には、液封部４３を覆う遮光膜４６が設けられている。この遮光膜４６は、例えばＡｌ膜などからなり、ＣＶＤ法を用いて可撓性膜４５が形成された面上を覆うように形成されている。また、遮光膜４６には、開口部４６ａが設けられ、この開口部４６ａは、液封部４３の上部中央、すなわち、基板４１を平面視したときに、検出部４２の中央部に位置するように設けられている。 Further, a light shielding film 46 that covers the liquid sealing portion 43 is provided on the flexible film 45. The light shielding film 46 is made of, for example, an Al film, and is formed so as to cover the surface on which the flexible film 45 is formed using the CVD method. The light shielding film 46 is provided with an opening 46a. The opening 46a is located at the upper center of the liquid seal 43, that is, at the center of the detection unit 42 when the substrate 41 is viewed in plan. Is provided.

以上のような構造を有する液封センサ４０は、例えば物体に加わる加速度を計測する加速度センサとして機能する。具体的に、この液封センサ４０では、ある方向に加速度が加わった際に、液封部４３内の液体Ｌが、この液封センサ４０に加わる加速度の方向に移動しようとするため、その加速度が加わる方向において加速度の度合いに応じた液封部４３の歪みが発生し、その結果、遮光膜４６に設けられた開口部４６ａの位置がずれることになる。このとき、検出部４２では、開口部４６ａを通過する光を複数の光検出素子４４が受光しながら、受光する光の強度変化を検出する。これにより、液封センサ４０では、各光検出素子４４が出力する信号に基づいて、加速度の方向とその度合いを計測することが可能となっている。 The liquid seal sensor 40 having the above structure functions as an acceleration sensor that measures acceleration applied to an object, for example. Specifically, in the liquid seal sensor 40, when acceleration is applied in a certain direction, the liquid L in the liquid seal portion 43 tends to move in the direction of acceleration applied to the liquid seal sensor 40. In the direction in which the liquid is applied, the liquid sealing portion 43 is distorted in accordance with the degree of acceleration. As a result, the position of the opening 46 a provided in the light shielding film 46 is shifted. At this time, the detection unit 42 detects a change in intensity of the received light while the light detection elements 44 receive the light passing through the opening 46a. Thereby, in the liquid seal sensor 40, it is possible to measure the direction and the degree of acceleration based on the signal output from each photodetecting element 44.

以上のように、この液封センサ４０では、ある方向に加速度が加わった際に、液封部４３に封入された液体Ｌの変動を検出部４２が検出することによって、何れの方向においても加速度に対する感度を高めることができる。すなわち、この液封センサ４０に加速度が加わったときには、加速度が加わる方向に液封部４３内の液体Ｌが移動する（偏る）ため、このような簡便な構成でありながら、検出方向の自由度を高めることが可能である。 As described above, in the liquid seal sensor 40, when acceleration is applied in a certain direction, the detection unit 42 detects a change in the liquid L sealed in the liquid seal portion 43, thereby accelerating in any direction. The sensitivity to can be increased. That is, when acceleration is applied to the liquid seal sensor 40, the liquid L in the liquid seal portion 43 moves (is biased) in the direction in which the acceleration is applied. It is possible to increase.

また、この液封センサ４０では、液封部４３に封入される液体Ｌの粘性を変えることによって、検出感度を容易且つ自由に設定することが可能である。さらに、この液封センサ４０では、液封部４３に封入された液体Ｌの変動を検出部４２が検出する構成のため、温度による特性の変化が小さく、その検出感度を安定化させることが可能である。 Further, in this liquid seal sensor 40, the detection sensitivity can be easily and freely set by changing the viscosity of the liquid L sealed in the liquid seal portion 43. Furthermore, in this liquid seal sensor 40, since the detection part 42 detects the fluctuation | variation of the liquid L enclosed in the liquid seal part 43, the change of the characteristic by temperature is small and it is possible to stabilize the detection sensitivity. It is.

なお、本発明は、上記第３の実施形態として示す液封センサ４０の構成に必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記液封センサ４０は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、遮光膜４６に複数の開口部４６ａを設けた構成としてもよい。具体的に、これら複数の開口部４６ａは、上記各光検出素子４４の直上に位置するように上記遮光膜４６に形成されている。 In addition, this invention is not necessarily limited to the structure of the liquid seal sensor 40 shown as said 3rd Embodiment, A various change can be added in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
For example, the liquid seal sensor 40 may have a configuration in which a plurality of openings 46a are provided in the light shielding film 46 as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b). Specifically, the plurality of openings 46 a are formed in the light shielding film 46 so as to be positioned immediately above the respective light detection elements 44.

この場合、検出部４２では、複数の開口部４６ａを通過する光を複数の光検出素子４４が受光しながら、各光検出素子４４が受光する光の強度が変化することになる。したがって、この場合も、各光検出素子４４が出力する信号から加速度の方向とその度合いを計測することが可能となっている。 In this case, in the detection unit 42, the light intensity received by each light detection element 44 changes while the plurality of light detection elements 44 receive light passing through the plurality of openings 46a. Therefore, also in this case, it is possible to measure the direction and the degree of acceleration from the signal output from each photodetecting element 44.

なお、上記液封センサ４０は、上述した加速度センサとして機能するものに限らず、例えば、物体に加わる角速度を計測する角速度センサ（ジャイロセンサ）や、物体に加わる圧力を計測する圧力センサ等として用いることができ、封入された液体をセンシングに利用したセンサとして幅広く利用することが可能である。 The liquid seal sensor 40 is not limited to the one that functions as the acceleration sensor described above. For example, the liquid seal sensor 40 is used as an angular velocity sensor (gyro sensor) that measures an angular velocity applied to an object, a pressure sensor that measures a pressure applied to the object, or the like. It can be used widely as a sensor using the enclosed liquid for sensing.

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態として図６に示す液封センサ６０について説明する。
この液封センサ６０は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、基板６１上に配置された検出部６２と、この検出部６２上に配置された液封部６３とを備え、この液封部６３に封入された液体Ｌの変動を検出部６２が検出し、その検出結果を電気信号に変換して出力するものである。 (Fourth embodiment)
Next, a liquid seal sensor 60 shown in FIG. 6 will be described as a fourth embodiment.
As shown in FIGS. 6A and 6B, the liquid seal sensor 60 includes a detection unit 62 disposed on the substrate 61 and a liquid seal unit 63 disposed on the detection unit 62. The detection unit 62 detects the fluctuation of the liquid L sealed in the liquid sealing unit 63, converts the detection result into an electrical signal, and outputs the electrical signal.

基板６１には、例えばシリコン基板やガラス基板、プラスチック基板などを用いることができるが、これらの材料に必ずしも限定されるものではない。また、基板６１は、後述する検出部６２又はその一部を構成するものや、液封部６３の一部を構成するものであってもよい。また、基板６１には、検出部６２と電気的に接続される配線等を形成してもよい。 As the substrate 61, for example, a silicon substrate, a glass substrate, a plastic substrate, or the like can be used, but is not necessarily limited to these materials. Further, the substrate 61 may constitute a detection unit 62 described later or a part thereof, or may constitute a part of the liquid sealing unit 63. Further, a wiring or the like that is electrically connected to the detection unit 62 may be formed on the substrate 61.

検出部６２は、液封部６３に封入された液体Ｌの変動を検出するものとして、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）などからなる圧電素子を用いている。具体的に、この検出部６２は、基板６１の上に配置された複数の圧電素子６４を有し、この圧電素子６４は、基板６１を平面視したときに、液封部６３の中央部と、この中央部を挟んだ互いに直交する２方向の両側にそれぞれ配置されている。すなわち、この圧電素子６４は、検出部６２の中央部と、この中央部を挟んだ四方の合計５箇所に配置されている。また、基板６１には、各圧電素子６４が配置された位置の厚みを薄くするための複数の凹部６５が設けられている。また、基板６１には、図示を省略するものの、各圧電素子６４と電気的に接続される配線等が設けられている。なお、圧電素子６４の配置や数については、このような構成に必ずしも限定されるものではなく、例えば圧電素子６４を中央部とこの中央部を挟んだ八方の合計９箇所に配置した構成や、圧電素子６４をアレイ状に複数並べて配置した構成としてもよい。 The detection unit 62 uses a piezoelectric element made of lead zirconate titanate (PZT) or the like as a component that detects a change in the liquid L sealed in the liquid sealing unit 63. Specifically, the detection unit 62 includes a plurality of piezoelectric elements 64 disposed on the substrate 61, and the piezoelectric elements 64 are connected to the central portion of the liquid sealing unit 63 when the substrate 61 is viewed in plan view. These are disposed on both sides in two directions perpendicular to each other across the central portion. In other words, the piezoelectric elements 64 are arranged at a total of five locations, the central portion of the detecting portion 62 and the four sides sandwiching the central portion. The substrate 61 is provided with a plurality of recesses 65 for reducing the thickness of the position where each piezoelectric element 64 is disposed. In addition, although not shown, the substrate 61 is provided with wirings and the like that are electrically connected to the piezoelectric elements 64. The arrangement and number of the piezoelectric elements 64 are not necessarily limited to such a configuration. For example, a configuration in which the piezoelectric elements 64 are arranged at a total of nine locations on the eight sides sandwiching the central portion, A plurality of piezoelectric elements 64 may be arranged in an array.

液封部６３は、液体Ｌの液滴が形成された面上を可撓性膜６６で覆うことにより、液体Ｌを液滴の状態で気密に封止した構造を有している。具体的に、この液封部６３は、上記検出部６２の上に液体Ｌを適量滴下し、この液体Ｌの液滴が形成された面上に、ＣＶＤ法を用いてパリレンからなる可撓性膜６６を形成することによって、液体Ｌを液滴の状態で気密に封止してなる。 The liquid sealing part 63 has a structure in which the liquid L is hermetically sealed in the form of droplets by covering the surface on which the droplets of the liquid L are formed with a flexible film 66. Specifically, the liquid sealing part 63 is a flexible liquid made of parylene by using the CVD method on the surface on which the liquid L is dropped on the detection part 62, and an appropriate amount of the liquid L is dropped on the surface. By forming the film 66, the liquid L is hermetically sealed in the form of droplets.

また、液封センサ６０は、基板６１の上にパッケージ６７を被せることによって、このパッケージ６７と基板６１との間の密閉された空間内に上記液封部６３を封入した構造となっている。 Further, the liquid seal sensor 60 has a structure in which the liquid seal portion 63 is enclosed in a sealed space between the package 67 and the substrate 61 by covering the substrate 61 with a package 67.

以上のような構造を有する液封センサ６０は、例えば物体に加わる加速度を計測する加速度センサとして機能する。具体的に、この液封センサ６０では、ある方向に加速度が加わった際に、液封部６３内の液体Ｌが、この液封センサ６０に加わる加速度の方向に移動しようとするため、その加速度が加わる方向において加速度の度合いに応じた液体Ｌの偏り（液体Ｌの重量分布の偏り）が発生する。このとき、検出部６２では、重量分布の偏りが生じた部分の圧電素子６４に対する圧力が増すことになる。これにより、検出部６２では、液封部６３に封入された液体Ｌの偏りの度合いと方向とを検出し、その検出結果を電気信号に変換して出力する。これにより、液封センサ６０では、加速度の方向とその度合いを計測することが可能となっている。 The liquid seal sensor 60 having the above structure functions as an acceleration sensor that measures acceleration applied to an object, for example. Specifically, in the liquid seal sensor 60, when acceleration is applied in a certain direction, the liquid L in the liquid seal portion 63 tends to move in the direction of acceleration applied to the liquid seal sensor 60. In the direction in which the liquid is applied, the liquid L is biased (the weight distribution of the liquid L is biased) according to the degree of acceleration. At this time, in the detection unit 62, the pressure applied to the piezoelectric element 64 in the portion where the weight distribution is biased increases. As a result, the detection unit 62 detects the degree and direction of the bias of the liquid L sealed in the liquid sealing unit 63, converts the detection result into an electrical signal, and outputs the electrical signal. As a result, the liquid seal sensor 60 can measure the direction and degree of acceleration.

以上のように、この液封センサ６０では、ある方向に加速度が加わった際に、液封部６３に封入された液体Ｌの変動を検出部６２が検出することによって、何れの方向においても加速度に対する感度を高めることができる。すなわち、この液封センサ６０に加速度が加わったときには、加速度が加わる方向に液封部６３内の液体Ｌが移動する（偏る）ため、このような簡便な構成でありながら、検出方向の自由度を高めることが可能である。 As described above, in the liquid seal sensor 60, when acceleration is applied in a certain direction, the detection unit 62 detects a change in the liquid L sealed in the liquid seal portion 63, thereby accelerating in any direction. The sensitivity to can be increased. That is, when acceleration is applied to the liquid seal sensor 60, the liquid L in the liquid seal portion 63 moves (is biased) in the direction in which the acceleration is applied. It is possible to increase.

また、この液封センサ６０では、液封部６３に封入される液体Ｌの粘性を変えることによって、検出感度を容易且つ自由に設定することが可能である。さらに、この液封センサ６０では、液封部６３に封入された液体Ｌの変動を検出部６２が検出する構成のため、温度による特性の変化が小さく、その検出感度を安定化させることが可能である。 In the liquid seal sensor 60, the detection sensitivity can be easily and freely set by changing the viscosity of the liquid L sealed in the liquid seal portion 63. Furthermore, in this liquid seal sensor 60, since the detection part 62 detects the fluctuation | variation of the liquid L enclosed by the liquid seal part 63, the change of the characteristic by temperature is small and it is possible to stabilize the detection sensitivity. It is.

なお、上記液封センサ６０は、上述した加速度センサとして機能するものに限らず、例えば、物体に加わる角速度を計測する角速度センサ（ジャイロセンサ）や、物体に加わる圧力を計測する圧力センサ等として用いることができ、封入された液体をセンシングに利用したセンサとして幅広く利用することが可能である。 The liquid seal sensor 60 is not limited to the one that functions as the acceleration sensor described above. For example, the liquid seal sensor 60 is used as an angular velocity sensor (gyro sensor) that measures an angular velocity applied to an object, a pressure sensor that measures a pressure applied to the object, or the like. It can be used widely as a sensor using the enclosed liquid for sensing.

（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態として図７に示す液封センサ８０について説明する。
この液封センサ８０は、図７（ａ），（ｂ）に示すように、基板８１上に配置された検出部８２と、この検出部８２上に配置された液封部８３とを備え、この液封部８３に封入された液体Ｌの変動を検出部８２が検出し、その検出結果を電気信号に変換して出力するものである。 (Fifth embodiment)
Next, a liquid seal sensor 80 shown in FIG. 7 will be described as a fifth embodiment.
As shown in FIGS. 7A and 7B, the liquid seal sensor 80 includes a detection unit 82 disposed on the substrate 81 and a liquid seal unit 83 disposed on the detection unit 82. The detection part 82 detects the fluctuation | variation of the liquid L enclosed with this liquid sealing part 83, converts the detection result into an electrical signal, and outputs it.

基板８１には、例えばシリコン基板やガラス基板、プラスチック基板などを用いることができるが、これらの材料に必ずしも限定されるものではない。また、基板８１は、後述する検出部８２又はその一部を構成するものや、液封部８３の一部を構成するものであってもよい。また、基板８１には、検出部８２と電気的に接続される配線等を形成してもよい。 As the substrate 81, for example, a silicon substrate, a glass substrate, a plastic substrate, or the like can be used, but the material is not necessarily limited to these materials. Further, the substrate 81 may constitute a detection unit 82 described later or a part thereof, or may constitute a part of the liquid sealing unit 83. Further, a wiring or the like electrically connected to the detection unit 82 may be formed on the substrate 81.

検出部８２は、液封部８３に封入された液体Ｌの変動を検出するものとして、接点素子を用いている。具体的に、この検出部８２は、基板８１の上にスペーサ８４を介してダイヤフラム８５が貼り合わさることによって、基板８１とダイヤフラム８５との間に空隙が設けられた構造を有している。そして、基板８１とダイヤフラム８５との互いに対向する面には、相対する一対の接点電極８６ａ，８６ｂからなる接点素子８６が設けられている。また、接点素子８６は、基板８１を平面視したときに、液封部８３の中央部と、この中央部を挟んだ互いに直交する２方向の両側にそれぞれ配置されている。すなわち、この接点素子８６は、検出部８２の中央部と、この中央部を挟んだ四方の合計５箇所に配置されている。なお、接点素子８６の配置や数については、このような構成に必ずしも限定されるものではなく、例えば接点素子８６を中央部とこの中央部を挟んだ八方の合計９箇所に配置した構成や、接点素子８６をアレイ状に複数並べて配置した構成としてもよい。 The detection unit 82 uses a contact element to detect a change in the liquid L sealed in the liquid sealing unit 83. Specifically, the detection unit 82 has a structure in which a gap is provided between the substrate 81 and the diaphragm 85 by bonding the diaphragm 85 on the substrate 81 via a spacer 84. A contact element 86 including a pair of contact electrodes 86a and 86b facing each other is provided on the surfaces of the substrate 81 and the diaphragm 85 facing each other. Further, the contact elements 86 are respectively disposed on the central portion of the liquid sealing portion 83 and on both sides in two directions perpendicular to each other with the central portion interposed therebetween when the substrate 81 is viewed in plan. In other words, the contact elements 86 are arranged at a total of five locations, that is, the central portion of the detection unit 82 and the four sides across the central portion. The arrangement and number of the contact elements 86 are not necessarily limited to such a configuration. For example, a configuration in which the contact elements 86 are arranged in a total of nine locations on both sides of the center portion and the center portion, A plurality of contact elements 86 may be arranged in an array.

また、各接点素子８６は、一対の接点電極８６ａ，８６ｂのうち、一方の接点電極８６ａが基板８１に埋め込み形成され、他方の接点電極８６ｂがダイヤフラム８５にパターン形成されてなるものの、このような構成に必ずしも限定されるものではない。なお、基板８１及びダイヤフラム８５には、図示を省略するものの、各接点電極８６ａ，８６ｂと電気的に接続される配線等が設けられている。 Each contact element 86 is formed by embedding one contact electrode 86a of the pair of contact electrodes 86a and 86b in the substrate 81 and patterning the other contact electrode 86b on the diaphragm 85. The configuration is not necessarily limited. The substrate 81 and the diaphragm 85 are provided with wirings and the like that are electrically connected to the contact electrodes 86a and 86b, although not shown.

ダイヤフラム８５は、可撓性を有する例えばポリイミドフィルムやシリコン膜等により形成されている。またダイヤフラム８５の液体Ｌ側の面には、略円錐穴状若しくは略すり鉢状からなる凹状の制御部８７が形成されている。図７（ｂ）に示すように、この制御部８７は、その表面がダイヤフラム８５の周囲から略中央に向け漸次下方に傾斜するようにして形成されており、最深部分が前記略中央に設定されていて後述する移動体の待機位置とされている。なお、制御部８７は凹状に形成されていればよく、本実施形態に限らずに、例えば多段円柱穴状や碗状又はそれ以外の形状であっても構わない。またダイヤフラム８５をポリイミドフィルムで形成した場合には、制御部８７や接点電極８６ｂのパターン形成が容易となるのでより好ましい。 The diaphragm 85 is formed of a flexible film such as a polyimide film or a silicon film. A concave control portion 87 having a substantially conical hole shape or a substantially mortar shape is formed on the surface of the diaphragm 85 on the liquid L side. As shown in FIG. 7B, the control portion 87 is formed such that the surface thereof is gradually inclined downward from the periphery of the diaphragm 85 toward the substantially center, and the deepest portion is set at the substantially center. Therefore, it is set as a standby position of the moving body described later. In addition, the control part 87 should just be formed in concave shape, for example, may be not only this embodiment but multistage cylindrical hole shape, a bowl shape, or other shapes. Further, when the diaphragm 85 is formed of a polyimide film, it is more preferable because pattern formation of the control unit 87 and the contact electrode 86b is facilitated.

液封部８３は、球状の移動体８９の周囲を液体Ｌの液滴で覆い、さらに該液滴が形成された面上を可撓性膜８８で覆うことにより、液体Ｌを液滴の状態で気密に封止した構造を有している。具体的に、この液封部８３は、上記検出部８２の上に移動体８９を載置し、該移動体８９を覆うようにして液体Ｌを適量滴下し、この液体Ｌの液滴が形成された面上に、ＣＶＤ法を用いてパリレンからなる可撓性膜８８を形成することによって、液体Ｌを液滴の状態で気密に封止してなる。これによれば、移動体８９が液体Ｌの表面張力を補助するようにして液体を保持するので、液封部の成形がより行いやすくなり形状の自由度が増す。すなわち、例えば液封センサ８０のダイヤフラム８５と直交する鉛直方向（図７（ｂ）における上下方向）の液封部８３の厚みをより大きくすることも可能である。 The liquid sealing portion 83 covers the periphery of the spherical moving body 89 with the liquid L droplets, and further covers the surface on which the liquid droplets are formed with the flexible film 88, so that the liquid L is in a liquid droplet state. And has a hermetically sealed structure. Specifically, the liquid sealing unit 83 places the moving body 89 on the detection unit 82, drops an appropriate amount of the liquid L so as to cover the moving body 89, and the liquid L droplet is formed. By forming a flexible film 88 made of parylene on the formed surface using a CVD method, the liquid L is hermetically sealed in the form of droplets. According to this, since the moving body 89 holds the liquid so as to assist the surface tension of the liquid L, it is easier to form the liquid sealing portion and the degree of freedom of the shape is increased. That is, for example, the thickness of the liquid seal portion 83 in the vertical direction (vertical direction in FIG. 7B) perpendicular to the diaphragm 85 of the liquid seal sensor 80 can be increased.

液体Ｌとしては、パリレンにより封入可能なものであればよく、例えば、シリコーンオイルや、キシレンオイル、グリスなどを用いることができる。その中でも、シリコーンオイルは、耐熱性及び耐寒性に優れ、粘度の温度依存性も小さいことから、上記液封部８３に封入される液体Ｌとして非常に適している。 The liquid L may be any liquid that can be sealed with parylene. For example, silicone oil, xylene oil, grease, or the like can be used. Among them, silicone oil is excellent in heat resistance and cold resistance, and has a low temperature dependency of viscosity, so that it is very suitable as the liquid L sealed in the liquid sealing portion 83.

また、移動体８９は、液封部８３の可撓性膜８８内で液体Ｌ中を移動自在とされている。移動体８９は、液体Ｌよりも比重の大きい金属材料等で形成されている。また移動体８９は、ダイヤフラム８５の制御部８７に載置されており、この液封センサ８０に加速度が加わっていない状態では、制御部８７の最深部分（待機位置）に保持されている。 The moving body 89 is movable in the liquid L within the flexible film 88 of the liquid sealing portion 83. The moving body 89 is made of a metal material having a specific gravity larger than that of the liquid L. The moving body 89 is placed on the control unit 87 of the diaphragm 85, and is held at the deepest portion (standby position) of the control unit 87 when no acceleration is applied to the liquid seal sensor 80.

また、液封センサ８０は、基板８１の上にパッケージ９０を被せることによって、このパッケージ９０と基板８１との間の密閉された空間内に上記液封部８３を封入した構造となっている。 Further, the liquid seal sensor 80 has a structure in which the liquid seal portion 83 is enclosed in a sealed space between the package 90 and the substrate 81 by covering the substrate 81 with the package 90.

以上のような構造を有する液封センサ８０は、例えば物体に加わる加速度を計測する加速度センサとして機能する。具体的に、この液封センサ８０では、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、ある方向に加速度が加わった際に、液封部８３内の液体Ｌが、この液封センサ８０に加わる加速度の方向に移動しようとするため、その加速度が加わる方向において当該加速度の度合いに応じた液体Ｌの重量分布の偏りが発生する。さらに、本実施形態の液体Ｌ中には、該液体Ｌよりも比重の大きな移動体８９が移動自在に配置されているので、加速度が加わる方向に移動体８９も移動する。そして液体Ｌの重量分布の偏りに当該移動体８９の重量が加わって、前記偏りがより確実に生じるようになっている。 The liquid seal sensor 80 having the above structure functions as an acceleration sensor that measures acceleration applied to an object, for example. Specifically, in the liquid seal sensor 80, as shown in FIGS. 8A to 8C, when acceleration is applied in a certain direction, the liquid L in the liquid seal portion 83 is transferred to the liquid seal sensor 80. In the direction in which the acceleration is applied, the weight distribution of the liquid L is biased in accordance with the degree of the acceleration. Furthermore, since the moving body 89 having a specific gravity larger than that of the liquid L is movably disposed in the liquid L of the present embodiment, the moving body 89 also moves in the direction in which acceleration is applied. And the weight of the said moving body 89 is added to the deviation of the weight distribution of the liquid L, and the said deviation arises more reliably.

このとき、検出部８２では、液体Ｌの重量分布の偏りが生じた部分のダイヤフラム８５が撓むことにより、この部分にある接点素子８６の一対の接点電極８６ａ，８６ｂが接触することになる。これにより、検出部８２では、液封部８３に封入された液体Ｌの偏りの度合いと方向とを検出し、その検出結果を電気信号に変換して出力する。これにより、液封センサ８０では、加速度の方向とその度合いを計測することが可能となっている。
また、液封センサ８０に加えられた加速度が減じると、図８（ｂ）に示すように、移動体８９はダイヤフラム８５の制御部８７の傾斜に沿って最深部分（待機位置）へと戻り、保持される。 At this time, in the detection unit 82, the diaphragm 85 in the portion where the weight distribution of the liquid L is biased is bent, so that the pair of contact electrodes 86a and 86b of the contact element 86 in this portion come into contact. Accordingly, the detection unit 82 detects the degree and direction of the bias of the liquid L sealed in the liquid sealing unit 83, converts the detection result into an electrical signal, and outputs the electrical signal. As a result, the liquid seal sensor 80 can measure the direction and degree of acceleration.
When the acceleration applied to the liquid seal sensor 80 is reduced, the moving body 89 returns to the deepest portion (standby position) along the inclination of the control unit 87 of the diaphragm 85, as shown in FIG. Retained.

以上のように、この液封センサ８０では、ある方向に加速度が加わった際に、液封部８３に封入された液体Ｌの変動を検出部８２が検出することによって、何れの方向においても加速度に対する感度を高めることができる。すなわち、この液封センサ８０に加速度が加わったときには、加速度が加わる方向に液封部８３内の液体Ｌが移動する（偏る）ため、このような簡便な構成でありながら、検出方向の自由度を高めることが可能である。さらに本実施形態では、移動体８９の移動により液体Ｌの変動が増大されるので、検出部８２の検出の感度が高まるとともに精度が向上する。 As described above, in the liquid seal sensor 80, when acceleration is applied in a certain direction, the detection unit 82 detects a change in the liquid L sealed in the liquid seal portion 83, thereby accelerating in any direction. The sensitivity to can be increased. That is, when acceleration is applied to the liquid seal sensor 80, the liquid L in the liquid seal portion 83 moves (is biased) in the direction in which the acceleration is applied. It is possible to increase. Furthermore, in this embodiment, since the fluctuation of the liquid L is increased by the movement of the moving body 89, the detection sensitivity of the detection unit 82 is increased and the accuracy is improved.

また移動体８９は、球状に形成されているため、液体Ｌ中の移動の抵抗が低減されて、移動しやすくされているとともに、液体Ｌの変動をより確実に増大させるようになっている。従って、検出部８２の検出の精度がより向上する。
また加えられた加速度が減じると、移動体８９は制御部８７によって元の待機位置に戻されるようになっているので、検出の精度が確保されている。すなわち、制御部８７は、凹状に形成されているので、加えられた加速度が減じた際には、移動した移動体８９を元の待機位置に自然に戻すようになっている。従って、制御部８７は、移動体８９を待機位置に戻すために特別な外部エネルギー等を必要とせず、簡便に構成されている。 In addition, since the moving body 89 is formed in a spherical shape, the movement resistance in the liquid L is reduced, and the moving body 89 is easily moved, and the fluctuation of the liquid L is more reliably increased. Therefore, the detection accuracy of the detection unit 82 is further improved.
When the applied acceleration is reduced, the moving body 89 is returned to the original standby position by the controller 87, so that the detection accuracy is ensured. That is, since the controller 87 is formed in a concave shape, when the applied acceleration is reduced, the moved moving body 89 is naturally returned to the original standby position. Therefore, the control unit 87 does not require special external energy or the like to return the moving body 89 to the standby position, and is configured simply.

また、この液封センサ８０では、液封部８３に封入される液体Ｌの粘性を変えることによって、検出感度を容易且つ自由に設定することが可能である。さらに、この液封センサ８０では、液封部８３に封入された液体Ｌの変動を検出部８２が検出する構成のため、温度による特性の変化が小さく、その検出感度を安定化させることが可能である。 Further, in this liquid seal sensor 80, the detection sensitivity can be easily and freely set by changing the viscosity of the liquid L sealed in the liquid seal portion 83. Furthermore, in this liquid seal sensor 80, since the detection part 82 detects the fluctuation | variation of the liquid L enclosed with the liquid seal part 83, the change of the characteristic with temperature is small and it is possible to stabilize the detection sensitivity. It is.

なお、本発明は、上記液封センサ８０の構成に必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、移動体８９は、その形状が本実施形態の球状に限定されるものではなく、略立方体状、略直方体状、略円盤状又は略円柱状等それ以外の形状であっても構わない。また、その数量も１つに限定されるものではなく、複数設けられていることとしてもよい。
また、移動体８９の比重は液体Ｌより大きいこととして説明したが、これに限られるものではない。
また、上記液封センサ８０は、液封部８３に封入された液体Ｌの変動を検出するものとして、上記接点素子８６の他にも、例えば、静電容量素子や、圧電素子、抵抗素子、感磁素子などを用いた構成としてもよい。
また、検出部８２は、液体Ｌの変動を検出する代わりに、移動体８９の変動を検出するように構成されていても構わない。この場合には、例えば移動体８９として磁性を有する金属材料を用いるとともに、検出部８２として磁気抵抗素子やホール素子等からなる感磁素子を用いて構成することができる。 In addition, this invention is not necessarily limited to the structure of the said liquid seal sensor 80, A various change can be added in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
For example, the shape of the moving body 89 is not limited to the spherical shape of the present embodiment, but may be other shapes such as a substantially cubic shape, a substantially rectangular parallelepiped shape, a substantially disk shape, or a substantially cylindrical shape. Further, the number is not limited to one, and a plurality of the numbers may be provided.
Moreover, although the specific gravity of the moving body 89 was described as being larger than the liquid L, it is not limited to this.
In addition to the contact element 86, the liquid seal sensor 80 detects, for example, a change in the liquid L sealed in the liquid seal portion 83. For example, a capacitance element, a piezoelectric element, a resistance element, It is good also as a structure using a magnetic sensitive element.
Further, the detection unit 82 may be configured to detect the fluctuation of the moving body 89 instead of detecting the fluctuation of the liquid L. In this case, for example, a metal material having magnetism can be used as the moving body 89, and a magnetosensitive element such as a magnetoresistive element or a Hall element can be used as the detection unit 82.

また、上記液封センサ８０は、上述した加速度センサとして機能するものに限らず、例えば、物体に加わる角速度を計測する角速度センサ（ジャイロセンサ）や、物体に加わる圧力を計測する圧力センサ等として用いることができ、封入された液体をセンシングに利用したセンサとして幅広く利用することが可能である。 The liquid seal sensor 80 is not limited to the one that functions as the acceleration sensor described above. For example, the liquid seal sensor 80 is used as an angular velocity sensor (gyro sensor) that measures an angular velocity applied to an object, a pressure sensor that measures a pressure applied to the object, or the like. It can be used widely as a sensor using the enclosed liquid for sensing.

また、本発明の上記液封センサ８０は、図９（ａ），（ｂ）の変形例に示すように、制御部９１として、例えばＮｉ合金からなる渦巻き状の磁気コイル（磁性部材）９２を備えることとしてもよい。磁気コイル９２は、例えばポリイミドフィルムからなるダイヤフラム９３の略中央に配設され、図示しない配線等に電気的に接続されていて、電流を印加されて磁力を発生するようになっている。そして、磁気コイル９２の配置される前記略中央の部分が、移動体９４の待機位置に設定されている。 Further, the liquid seal sensor 80 of the present invention includes a spiral magnetic coil (magnetic member) 92 made of, for example, an Ni alloy as the control unit 91 as shown in the modified examples of FIGS. 9 (a) and 9 (b). It is good also as providing. The magnetic coil 92 is disposed substantially at the center of a diaphragm 93 made of, for example, a polyimide film, and is electrically connected to a wiring or the like (not shown) so that a current is applied to generate a magnetic force. The substantially central portion where the magnetic coil 92 is disposed is set as a standby position of the moving body 94.

移動体９４は、鉄、コバルト、ニッケル又はガドリニウムやこれらを含有する合金等の、磁力に反応して吸引される性質の金属材料からなり、球状に形成されている。また移動体９４は、この液封センサ８０に加速度が加わった際には、磁気コイル９２の磁力に抗して液封部８３の液体Ｌ中を移動可能とされている。 The moving body 94 is made of a metal material having a property of being attracted in response to a magnetic force, such as iron, cobalt, nickel, gadolinium, or an alloy containing these, and is formed in a spherical shape. Further, the moving body 94 can move in the liquid L of the liquid sealing portion 83 against the magnetic force of the magnetic coil 92 when acceleration is applied to the liquid sealing sensor 80.

すなわち、移動体９４は、加速度が加えられた際には液体Ｌ中を移動し液体Ｌの変動を増大させ、加えられた加速度が減じた際には、磁力を発生する制御部９１の吸引作用によって元の待機位置に迅速に戻されて、保持されるようになっている。従って、より多種多様な検出の要望に対応することが可能である。
なお、制御部９１としては、磁気コイル９２の代わりに常時磁力を発生するマグネット等を用いても構わない。
又、制御部９１を、磁力に反応して吸引される性質の金属材料で形成するとともに、移動体９４を、磁力を発生するマグネット等で形成することとしても構わない。 That is, the moving body 94 moves through the liquid L when acceleration is applied to increase the fluctuation of the liquid L, and when the applied acceleration is reduced, the moving body 94 attracts the controller 91 that generates magnetic force. Thus, it is quickly returned to the original standby position and held. Therefore, it is possible to respond to a wider variety of detection requests.
As the control unit 91, a magnet that constantly generates magnetic force may be used instead of the magnetic coil 92.
In addition, the control unit 91 may be formed of a metal material having a property of being attracted in response to a magnetic force, and the moving body 94 may be formed of a magnet or the like that generates a magnetic force.

図１は、第１の実施形態として示す液封センサであり、（ａ）は、その平面図（ｂ）は、その断面図である。FIG. 1 is a liquid seal sensor shown as the first embodiment, and FIG. 1A is a plan view thereof and FIG. 1B is a sectional view thereof. 図２は、図１に示す液封センサのセンシングを説明するための断面図であり、（ａ）は、一方の側に加速度が加わった状態、（ｂ）は、静止した状態、（ｃ）は、他方の側に加速度が加わった状態を示す図である。2 is a cross-sectional view for explaining sensing of the liquid ring sensor shown in FIG. 1, wherein (a) is a state where acceleration is applied to one side, (b) is a stationary state, and (c). These are figures which show the state in which the acceleration was added to the other side. 図３は、第２の実施形態として示す液封センサであり、（ａ）は、その平面図（ｂ）は、その断面図である。FIG. 3 is a liquid seal sensor shown as the second embodiment, wherein (a) is a plan view and (b) is a cross-sectional view thereof. 図４は、第３の実施形態として示す液封センサであり、（ａ）は、その平面図（ｂ）は、その断面図である。FIG. 4 is a liquid seal sensor shown as the third embodiment, and FIG. 4A is a plan view thereof and FIG. 4B is a sectional view thereof. 図５は、第３の実施形態として示す液封センサの変形例であり、（ａ）は、その平面図（ｂ）は、その断面図である。FIG. 5 is a modification of the liquid seal sensor shown as the third embodiment, and FIG. 5A is a plan view thereof and FIG. 5B is a cross-sectional view thereof. 図６は、第４の実施形態として示す液封センサであり、（ａ）は、その平面図（ｂ）は、その断面図である。FIG. 6 is a liquid ring sensor shown as the fourth embodiment, and FIG. 6A is a plan view thereof and FIG. 6B is a sectional view thereof. 図７は、第５の実施形態として示す液封センサであり、（ａ）は、その平面図（ｂ）は、その断面図である。FIG. 7 is a liquid seal sensor shown as the fifth embodiment, and FIG. 7A is a plan view thereof and FIG. 7B is a sectional view thereof. 図８は、図７に示す液封センサのセンシングを説明するための断面図であり、（ａ）は、一方の側に加速度が加わった状態、（ｂ）は、静止した状態、（ｃ）は、他方の側に加速度が加わった状態を示す図である。8 is a cross-sectional view for explaining sensing of the liquid ring sensor shown in FIG. 7, where (a) is a state where acceleration is applied to one side, (b) is a stationary state, and (c). These are figures which show the state in which the acceleration was added to the other side. 図９は、第５の実施形態として示す液封センサの変形例であり、（ａ）は、その平面図（ｂ）は、その断面図である。FIG. 9 is a modification of the liquid seal sensor shown as the fifth embodiment, and FIG. 9A is a plan view thereof and FIG. 9B is a sectional view thereof.

Explanation of symbols

１液封センサ（第１の実施形態）
２基板
３検出部
４液封部
５スペーサ
６ダイヤフラム
７接点素子
７ａ，７ｂ接点電極
８可撓性膜
９パッケージ
２０液封センサ（第２の実施形態）
２１基板
２２スペーサ
２３ａ，２３ｂ一対のダイヤフラム
２４ａ，２４ｂ一対の液封部
２５可撓性膜
２６検出部
２７第１の静電容量素子
２７ａ，２７ｂ一対の電極
２８第２の静電容量素子
２８ａ，２８ｂ一対の電極
２９パッケージ
４０液封センサ（第３の実施形態）
４１基板
４２検出部
４３液封部
４４光検出素子
４５可撓性膜
４６遮光膜
４６ａ開口部
６０液封センサ（第４の実施形態）
６１基板
６２検出部
６３液封部
６４圧電素子
６５凹部
６６可撓性膜
６７パッケージ
８０液封センサ（第５の実施形態）
８１基板
８２検出部
８３液封部
８４スペーサ
８５，９３ダイヤフラム
８６接点素子
８６ａ，８６ｂ接点電極
８７，９１制御部
８８可撓性膜
８９，９４移動体
９０パッケージ
９２磁気コイル
Ｌ液体 1 Liquid seal sensor (first embodiment)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 Substrate 3 Detection part 4 Liquid seal part 5 Spacer 6 Diaphragm 7 Contact element 7a, 7b Contact electrode 8 Flexible film 9 Package 20 Liquid seal sensor (2nd Embodiment)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Board | substrate 22 Spacer 23a, 23b A pair of diaphragm 24a, 24b A pair of liquid sealing part 25 A flexible film | membrane 26 A detection part 27 1st electrostatic capacitance element 27a, 27b A pair of electrode 28 2nd electrostatic capacitance element 28a, 28b Pair of electrodes 29 Package 40 Liquid seal sensor (third embodiment)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 41 Board | substrate 42 Detection part 43 Liquid sealing part 44 Photodetection element 45 Flexible film 46 Light-shielding film 46a Opening part 60 Liquid sealing sensor (4th Embodiment)
61 Substrate 62 Detection Unit 63 Liquid Sealing Unit 64 Piezoelectric Element 65 Recessed Portion 66 Flexible Film 67 Package 80 Liquid Sealing Sensor (Fifth Embodiment)
81 Substrate 82 Detection unit 83 Liquid seal unit 84 Spacer 85, 93 Diaphragm 86 Contact element 86a, 86b Contact electrode 87, 91 Control unit 88 Flexible film 89, 94 Moving body 90 Package 92 Magnetic coil L Liquid

Claims

A liquid seal portion for enclosing a liquid;
A liquid seal sensor comprising: a detection unit that detects a change in the liquid sealed in the liquid seal unit.

2. The liquid sealing unit according to claim 1, wherein the liquid is hermetically sealed in a droplet state by covering a surface on which the liquid droplet is formed with a flexible film. The liquid seal sensor according to 1.

The liquid seal sensor according to claim 2, wherein the flexible film is a paraxylylene resin film formed by a chemical vapor deposition method.

The liquid seal sensor according to claim 1, wherein the liquid is made of silicone oil.

The liquid seal sensor according to any one of claims 1 to 4, wherein the liquid seal part is disposed on both sides of the detection part.

The liquid seal sensor according to claim 1, wherein the detection unit is any one of a contact element, a capacitance element, a piezoelectric element, and a light detection element.

A movable body provided movably in the liquid of the liquid sealing portion;
The liquid sealing sensor according to claim 1, further comprising: a control unit configured to return the moved moving body to a standby position of the liquid sealing unit.

The liquid seal sensor according to claim 7, wherein the moving body has a specific gravity greater than that of the liquid.

The moving body is formed in a spherical shape,
The liquid seal sensor according to claim 7 or 8, wherein the control unit is formed in a concave shape capable of holding the moving body.

The moving body is made of any one of a magnetic material that is magnetically attracted and a magnetic member that generates magnetic force,
The liquid seal sensor according to any one of claims 7 to 9, wherein the control unit includes the other.

A liquid seal portion that encloses a liquid and a movable body movable in the liquid;
A liquid seal sensor comprising: a detection unit that detects a change in the moving body enclosed in the liquid seal unit.