JP2010203990A5 - - Google Patents

Description

［適用例２］
上記複合センサーであって、前記加速度センサー素子は、支持体と、前記支持体に形成されている固定電極と、可動部と、前記可動部に設けられ、前記固定電極に対向配置されて容量を形成する可動電極と、前記固定電極および前記可動電極のうち少なくとも一方の対向面に、面内の一方向に向かって延びるように形成された凸部とを備えたことを特徴とする複合センサー。また、他の態様では、加速度センサー素子と、振動型角速度センサー素子と、前記加速度センサー素子および前記振動型角速度センサーを収納して減圧封止されたパッケージと、を備え、前記加速度センサー素子は、支持体と、前記支持体から突出して設けられている固定電極と、可動部と、前記可動部から突出して設けられ、且つ、前記固定電極に対向している可動電極と、前記固定電極および前記可動電極の少なくとも一方に、前記突出する方向に沿って設けられている凸部と、を備えていることを特徴とする複合センサー。
この適用例では、固定電極と可動電極との間の距離が変化する方向の加速度印加時において、固定電極と可動電極との間隙に存在する気体の流れは、対向面に形成された一方向に向かって延びる凸部によって一方向への流れが発生する。この気体の流れによるスクイーズフィルムダンピングにより、大きな減衰定数ｃが得られる。したがって、可動部と支持体との間隔を狭くすることなく、固定電極と可動電極との間隙の構造によって減衰定数ｃの調節が可能であり、可動部と支持体との衝突破壊が低減した耐衝撃性の優れた加速度センサー素子が得られる。

［適用例３］
上記複合センサーであって、前記凸部は、前記対向面のいずれかの縁に平行な線に沿って延びていることを特徴とする複合センサー。また、他の態様では、上記複合センサーであって、前記凸部は、電極断面の上端および下端の少なくとも一方に設けられていることを特徴とする複合センサー。
この適用例では、縁に平行に凸部が設けられているので、固定電極と可動電極との間隙に存在する気体の流れがより一定方向に揃い、スクイーズフィルムダンピングにより、より大きな減衰定数ｃが得られる。したがって、可動部と支持体との衝突破壊がより低減した耐衝撃性の優れた加速度センサー素子が得られる。

［適用例４］
上記複合センサーであって、前記凸部は、前記対向面の対向する領域の縁部に設けられていることを特徴とする複合センサー。また、他の態様では、上記複合センサーであって、前記凸部は、前記固定電極および前記可動電極の一方の電極断面の上端に設けられ、かつ、前記固定電極および前記可動電極の他方の電極断面の下端に設けられていることを特徴とする複合センサー。
この適用例では、凸部が縁部にあることにより、固定電極と可動電極との間隙に存在する気体の多くが、スクイーズフィルムダンピングに寄与し、より大きな減衰定数ｃが得られる。したがって、可動部と支持体との衝突破壊がより低減した耐衝撃性の優れた加速度センサー素子が得られる。

［適用例６］
上記複合センサーであって、前記加速度センサー素子は、支持体と、前記支持体に形成されている固定電極と、前記支持体に形成されている第１ダンピング用構造体と、可動部と、前記可動部に設けられた可動電極と、前記可動部に設けられた第２ダンピング用構造体とを備え、前記固定電極と前記可動電極とは、第１間隙を隔てて対向配置されて容量を形成し、前記第１ダンピング用構造体と前記第２ダンピング用構造体とは、第２間隙を隔てて対向配置されていることを特徴とする複合センサー。また、他の態様では、加速度センサー素子と、振動型角速度センサー素子と、前記加速度センサー素子および前記振動型角速度センサーを収納して減圧封止されたパッケージと、を備え、前記加速度センサー素子は、支持体と、前記支持体に設けられた固定電極および第１ダンピング用構造体と、可動部と、前記可動部に設けられた可動電極および第２ダンピング用構造体と、を備え、前記固定電極と前記可動電極とは、第１間隙を隔てて対向配置され、前記第１ダンピング用構造体と前記第２ダンピング用構造体とは、第２間隙を隔てて対向配置されていることを特徴とする複合センサー。
この適用例では、固定電極および可動電極以外にダンピング用構造体を設けるので、固定電極と可動電極との電極間間隙を狭くすることなく、ダンピング用構造体によってダンピングの調整ができる。したがって、可動部と支持体との衝突破壊が低減して耐衝撃性に優れ、固定電極と可動電極との衝突を避けながら加速度の検出が可能な、加速度の検出特性の低下の少ない加速度センサー素子が得られる。

［適用例８］
上記複合センサーであって、前記可動電極の変動方向と前記第２ダンピング用構造体の変動方向とが略一致していることを特徴とする複合センサー。
この適用例では、可動電極の変動方向と第２ダンピング用構造体の変動方向が略一致しているので、減衰力が固定電極と可動電極との間の第２間隙の変動に効率よく働く。

［適用例９］
上記複合センサーであって、前記第１ダンピング用構造体および前記第２ダンピング用構造体は、それぞれ複数設けられて、前記可動電極の変動方向または前記可動部の重心に対して対称な位置に配置されていることを特徴とする複合センサー。
この適用例では、第１ダンピング用構造体および第２ダンピング用構造体が、可動電極の変動方向または可動部の重心に対して対称に配置されているので、可動電極の変動方向に対して均等に減衰力が働き、他方向への感度が押さえられる。

［適用例１１］
上記複合センサーであって、前記固定電極、前記可動電極、前記可動部および前記第１ダンピング用構造体および前記第２ダンピング用構造体が、単結晶シリコンから形成されていることを特徴とする複合センサー。また、他の態様では、上記複合センサーが形成されている前記基板が単結晶シリコンであることを特徴とする複合センサー。
この適用例では、固定電極、可動電極、可動部、第１ダンピング用構造体および第２ダンピング用構造体が、単結晶シリコンから形成されているので、熱応力による変形が少なく、厚い構造体の形成も容易になる。

Claims (9)

1. 加速度センサー素子と、
   振動型角速度センサー素子と、
   前記加速度センサー素子および前記振動型角速度センサーを収納して減圧封止されたパッケージと、を備え、
   前記加速度センサー素子は、
   支持体と、
   前記支持体から突出して設けられている固定電極と、
   可動部と、
   前記可動部から突出して設けられ、且つ、前記固定電極に対向している可動電極と、
   前記固定電極および前記可動電極の少なくとも一方に、前記突出する方向に沿って設けられている凸部と、を備えていることを特徴とする複合センサー。
2. 請求項１に記載の複合センサーにおいて、
   前記凸部は、電極断面の上端および下端の少なくとも一方に設けられていることを特徴とする複合センサー。
3. 請求項２に記載の複合センサーにおいて、
   前記凸部は、前記固定電極および前記可動電極の一方の電極断面の上端に設けられ、かつ、前記固定電極および前記可動電極の他方の電極断面の下端に設けられていることを特徴とする複合センサー。
4. 加速度センサー素子と、
   振動型角速度センサー素子と、
   前記加速度センサー素子および前記振動型角速度センサーを収納して減圧封止されたパッケージと、を備え、
   前記加速度センサー素子は、
   支持体と、
   前記支持体に設けられた固定電極および第１ダンピング用構造体と、
   可動部と、
   前記可動部に設けられた可動電極および第２ダンピング用構造体と、を備え、
   前記固定電極と前記可動電極とは、第１間隙を隔てて対向配置され、
   前記第１ダンピング用構造体と前記第２ダンピング用構造体とは、第２間隙を隔てて対向配置されていることを特徴とする複合センサー。
5. 請求項４に記載の複合センサーにおいて、
   前記第２間隙は、前記第１間隙より狭いことを特徴とする複合センサー。
6. 請求項４または５に記載の複合センサーにおいて、
   前記可動電極の変動方向と前記第２ダンピング用構造体の変動方向とが略一致していることを特徴とする複合センサー。
7. 請求項４〜請求項６のいずれか一項に記載の複合センサーにおいて、
   前記第１ダンピング用構造体および前記第２ダンピング用構造体は、それぞれ複数設けられて、前記可動電極の変動方向または平面視で前記可動部の重心に対して対称な位置に配置されていることを特徴とする複合センサー。
8. 請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の複合センサーにおいて、
   前記加速度センサー素子および前記振動型角速度センサー素子は、同一基板上に設けられていることを特徴とする複合センサー。
9. 請求項８に記載の複合センサーにおいて、
   前記基板が単結晶シリコンであることを特徴とする複合センサー。