JP2012117972A - 静電容量式センサ - Google Patents

Abstract

【課題】検出精度をより向上させることのできる静電容量式センサを得る。
【解決手段】可動電極４の中央部に、一対のビーム６ａ、６ｂを結ぶ境界線Ｂに対して対称に窪み５０を設けることで、可動電極４と固定電極２０ａ、２０ｂとの相対的なアライメントがｍだけずれた場合であっても、それら可動電極４と固定電極２０ａ、２０ｂとの対向面積が変化するのを抑制できるようにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、静電容量式センサに関する。

従来、静電容量式センサとして、可動電極の中央部をビームによって支持するとともに、当該ビームで支持された中央部を境に可動電極の両端側の重心位置を非対称とすることで、加速度が入力された際に可動電極を揺動させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１では、可動電極を揺動させた際に可動電極の両端側と固定電極との間で変化する静電容量の差分を演算することで、入力される加速度の大きさを検出している。

特開２０１０−１２７６４８号公報

ところで、静電容量の差分を演算して物理量（加速度）を検出するデバイスでは、物理量０の状態での可動電極の両端側と固定電極との間に発生する寄生容量のオフセット量を低減すると、温度特性が良くなり、センサの精度が向上するという知見がある。

しかしながら、上記特許文献１には、寄生容量のオフセット量を積極的に低減しようとする構成については開示されていない。

そこで、本発明は、検出精度をより向上させることのできる静電容量式センサを得ることを目的とする。

本発明にあっては、可動電極と、前記可動電極を揺動自在に支持する一対のビームと、前記一対のビームを結ぶ直線の一方側および他方側にそれぞれ設けられるとともに、前記可動電極の表面に対して間隔をあけて対向するように配置される第１および第２の固定電極と、を備える静電容量式センサであって、前記可動電極の前記一対のビームを結ぶ線分を含む領域に、当該線分に対して対称となる窪みが設けられていることを主要な特徴とする。

本発明によれば、可動電極の一対のビームを結ぶ線分を含む領域に、当該線分に対して対称となる窪みを設けているため、可動電極と固定電極との相対的なアライメントがずれた場合に、可動電極と固定電極との対向面積が変化するのを抑制することができる。その結果、可動電極と固定電極との間に生じる寄生容量のオフセットを低減することができ、静電容量式センサの温度特性が向上して検出精度を高めることができるようになる。

図１は、本発明の第１実施形態にかかる加速度センサを示す分解斜視図である。 図２は、本発明の第１実施形態にかかるシリコン基板を示す平面図である。 図３は、本発明の第１実施形態にかかるシリコン基板上に固定電極を配置した状態を模式的に示す平面図である。 図４は、図３のI−I線に沿った断面図である。 図５は、加速度センサの作動説明図である。 図６は、加速度センサのシステム構成図である。 図７は、Ｘ方向に印加された加速度の検出原理を模式的に示す説明図である。 図８は、Ｚ方向に印加された加速度の検出原理を模式的に示す説明図である。 図９は、加速度センサの出力演算式を表形式で示す説明図である。 図１０は、本発明の第１実施形態にかかるシリコン基板の要部平面図である。 図１１は、本発明の第１実施形態にかかるシリコン基板上に固定電極を配置し、可動電極を透視して示す要部平面図である。 図１２は、図１１のV−V線に沿った断面図であって、（ａ）は、正常時の断面図、（ｂ）は、アライメントがずれた場合の断面図である。 図１３は、可動電極と固定電極との対向領域を示す平面図であって、（ａ）は、正常時の平面図、（ｂ）は、アライメントがずれた場合の平面図である。 図１４は、本発明の第２実施形態にかかるシリコン基板上に固定電極を配置した状態を模式的に示す平面図である。 図１５は、図１４のII部の拡大図である。 図１６は、図１５のIII−III線に沿った断面図である。 図１７は、本発明の第３実施形態にかかるシリコン基板上に固定電極を配置した状態を模式的に示す平面図である。 図１８は、図１７のIV部の拡大図である。

以下、本発明実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。以下では、静電容量式センサとして、加速度センサを例示する。また、錘部の可動電極が形成される側をシリコン基板の表面側と定義する。そして、シリコン基板の短手方向をＸ方向、シリコン基板の長手方向をＹ方向、シリコン基板の厚さ方向をＺ方向として説明する。

また、以下の複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
本実施形態にかかる加速度センサ（静電容量式センサ）１は、図１に示すように、可動電極４，５を有するシリコン基板１の上下面が、固定電極２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂを有する上部固定板２ａと、閉塞板となる下部固定板２ｂとにより挟持されたセンサチップとして構成されている。

シリコン基板１は、シリコンＳＯＩ基板により形成されており、図１に示すように、２つの矩形枠３ａ、３ｂを有するフレーム３と、矩形枠２ａ、３ｂの側壁に対して隙間をあけた状態で矩形枠３ａ、３ｂに配置された矩形形状の２つの可動電極４、５とを備えている。

可動電極４、５は、それぞれの側面の対向する二辺のほぼ中央が、一対のビーム６ａ、６ｂおよび７ａ、７ｂによって矩形枠３ａ、３ｂの側壁に連結されている。そして、一方の可動電極４がビーム６ａ、６ｂによってフレーム３に対して揺動自在に支持されるとともに、他方の可動電極５がビーム７ａ、７ｂによってフレーム３に対して揺動自在に支持されている。

また、シリコン基板１は、フレーム３および一方の可動電極４に対して所定の間隔をおいて配置された検出電極８ａ、８ｂと、フレーム３および他方の可動電極５に対して所定の間隔をおいて配置された検出電極９ａ、９ｂとを備えている。そして、検出電極８ｂと検出電極９ａとの間には接地電極１０が形成されている。

また、検出電極８ａ、８ｂは、互いに所定間隔をおいて配置されており、検出電極９ａ、９ｂも互いに所定間隔をおいて配置されている。なお、検出電極８ａ、８ｂおよび検出電極９ａ、９ｂは、それぞれ、後述する固定電極２０ａ、２０ｂおよび固定電極２１ａ、２１ｂと電気的に接続されている。

そして、本実施形態では、図２に示すように、検出電極８ａと検出電極８ｂとの間、検出電極９ａと検出電極９ｂとの間、検出電極８ａ、８ｂとフレーム３との間、検出電極９ａ、９ｂとフレーム３との間、検出電極８ａ、８ｂと一方の可動電極４との間、および検出電極９ａ、９ｂと他方の可動電極５との間にそれぞれ隙間が形成されている。すなわち、検出電極８ａ、８ｂおよび検出電極９ａ、９ｂは、図４に示すように、フレーム３から独立した電極島として形成されている。そして、それぞれの検出電極８ａ、８ｂおよび検出電極９ａ、９ｂを電極島となるように形成することで、各検出電極を電気的に絶縁することが可能となり、それぞれの検出電極の寄生容量や検出電極間のクロストークを低減できるようにしている。

また、可動電極４、５は、肉厚に形成されており、重りとしての機能も有している。本実施形態では、図４に示すように、ビーム６ａ、６ｂを結ぶ直線を境界線とした場合、可動電極４の裏側における境界線の一方側に凹部１１が形成されており、可動電極４の重心が他方側に片寄るようにしている。同様に、ビーム７ａ、７ｂを結ぶ直線を境界線とした場合、可動電極５の裏側における一方の可動電極４に凹部１１を設けた一方側とは反対となる他方側に凹部が形成されており、可動電極５の重心が一方側に片寄るようにしている。そして、Ｘ方向もしくはＺ方向に加速度が印加されると、図５に示すように動作し、Ｘ方向およびＺ方向に印加される加速度ａを検出できるようにしている（図７および図８参照）。

このとき、双方の可動電極４、５は、例えば図４によって一方の可動電極４を例にとって述べると、凹部１１が形成されない側の重心Ｇから表面４ａに下ろした垂線と、その重心Ｇと境界線とを結ぶ直線とでなす角度θがほぼ４５度となるように設定されている。なお、他方の可動電極５にあっても同様であるが、この場合は上述したように重心位置が境界線を挟んで可動電極４の重心Ｇとは反対側に存在することになる。このように重心Ｇを配置すれば、Ｘ方向とＺ方向の検出感度が等価になるため、それぞれの方向の検出感度をほぼ同一とすることができる。

上部固定板２ａは、ガラス基板により形成されており、図４に示すように、可動電極４、５の表面に対して所定間隔をあけて対向配置されている。そして、図１および図３に示すように、上部固定板２ａの一方の可動電極４と対向する面側には、平面視でビーム６ａとビーム６ｂの中心を結ぶ直線を境界線とした場合に、境界線の一方側および他方側にそれぞれ第１および第２の固定電極としての固定電極２０ａ、２０ｂが設けられている。この固定電極２０ａ、２０ｂは、一方の可動電極４の表面４ａに対して所定の間隔をあけて対向配置されている。

また、図１および図３に示すように、上部固定板２ａの他方の可動電極５と対向する表面側には、平面視でビーム７ａとビーム７ｂの中心を結ぶ直線を境界線とした場合に、境界線の一方側および他方側にそれぞれ第１および第２の固定電極としての固定電極２１ａ、２１ｂが設けられている。この場合にあっても固定電極２１ａ、２１ｂは、他方の可動電極５の表面に対して所定間隔をあけて対向配置されている。本実施形態では、固定電極２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂは、アルミニウムで形成されている。

さらに、図１に示すように、上部固定板２ａの検出電極８ａ、８ｂ、検出電極９ａ、９ｂおよび接地電極１０に対向する位置には、スルーホール２２ａ〜２２ｅが形成されている。このスルーホール２２ａ〜２２ｅを介して、固定電極２０ａ、２０ｂおよび固定電極２１ａ、２１ｂにそれぞれ電気的に接続された検出電極８ａ、８ｂおよび検出電極９ａ、９ｂと接地電極１０が外部に露出、配線される。こうして、検出電極８ａ、８ｂおよび検出電極９ａ、９ｂと接地電極１０の電位を外部に取り出せるようにしている。

下部固定板２ｂは、ガラス基板により形成されており、図４に示すように、双方の可動電極４、５の裏面に所定間隔をあけて対向するように配置されている。

上述した加速度センサＳを製造する際には、図４に示したように、シリコン基板１の表面側および裏面側に、湿式エッチングやドライエッチング等により可動電極４、５が変位するための凹部３２ａ、３２ｂを形成する。また、シリコン基板１の裏面側を更にエッチングすることで、双方の可動電極４、５および凹部１１を形成する。

その後、下部固定板２ｂをシリコン基板１の裏面側に陽極接合するとともに、上部固定板２ａに、固定電極２０ａ、２０ｂおよびスルーホール２２ａ〜２２ｅを形成しておき、この上部固定板２ａをシリコン基板１の表面側に陽極接合する。

このように構成された加速度センサＳは、図５の矢印ａで示す加速度が印加されると、双方の可動電極４、５がそれぞれ揺動運動し、可動電極４、５の両端側と第１および第２の固定電極２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂとの間のギャップｄが変化し、それらのギャップｄ間の静電容量Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４が変化する。なお、図５では一方の可動電極４を例示している。

このときの静電容量Ｃは、Ｃ＝ε×Ｓ／ｄとなることが知られており（ε：誘電率、Ｓ：電極面積、ｄ：ギャップ）、この式からギャップｄが大きくなると静電容量Ｃは減少し、ギャップｄが小さくなると静電容量Ｃは増加することになる。

そして、加速度センサＳは、図６のシステム構成に示すように、検出された静電容量Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４が、例えば、ＡＳＩＣで構成される演算回路１００に送られてＸ方向の加速度およびＺ方向の加速度が求められ、当該加速度を示すデータが出力されるようになっている。このとき、演算回路１００で実行される演算式は図９に示すものであり、図７に示すＸ方向の加速度ａの印加と、図８に示すＺ方向の加速度ａの印加とによって得られるＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４の差分から加速度ａの方向を決定している。なお、以下に示す式中のパラメータＣ０は、加速度ａが印加されていない状態での可動電極４、５と固定電極２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂとの間の静電容量を示している。

そして、＋Ｘ方向に加速度ａが印加された場合（図７参照）は、双方の可動電極４、５が同方向に揺動するため、Ｃ１＝Ｃ０＋ΔＣ、Ｃ２＝Ｃ０−ΔＣ、Ｃ３＝Ｃ０＋ΔＣ、Ｃ４＝Ｃ０−ΔＣとなる。また、−Ｘ方向に加速度ａが印加された場合は、双方の可動電極４、５の揺動方向が＋方向とは逆となるため、Ｃ１＝Ｃ０−ΔＣ、Ｃ２＝Ｃ０＋ΔＣ、Ｃ３＝Ｃ０−ΔＣ、Ｃ４＝Ｃ０＋ΔＣとなる。

一方、＋Ｚ方向に加速度ａが印加された場合（図８参照）は、双方の可動電極４、５が互いに逆方向に揺動するため、Ｃ１＝Ｃ０−ΔＣ、Ｃ２＝Ｃ０＋ΔＣ、Ｃ３＝Ｃ０＋ΔＣ、Ｃ４＝Ｃ０−ΔＣとなる。また、−Ｚ方向に加速度ａが印加された場合は、双方の可動電極４、５の揺動方向が＋方向とは逆となるため、Ｃ１＝Ｃ０＋ΔＣ、Ｃ２＝Ｃ０−ΔＣ、Ｃ３＝Ｃ０−ΔＣ、Ｃ４＝Ｃ０＋ΔＣとなる。

したがって、一方の可動電極４と第１および第２の固定電極２０ａ、２０ｂとの間の静電容量の差分ＣＡ（＝Ｃ１−Ｃ２）は、＋Ｘ方向で＋２ΔＣ、−Ｘ方向で−２ΔＣ、＋Ｚ方向で−２ΔＣ、−Ｚ方向で＋２ΔＣとなる。また、他方の可動電極５と第１および第２の固定電極２１ａ、２１ｂとの間の静電容量の差分ＣＢ（＝Ｃ３−Ｃ４）は、＋Ｘ方向で＋２ΔＣ、−Ｘ方向で−２ΔＣ、＋Ｚ方向で＋２ΔＣ、−Ｚ方向で−２ΔＣとなる。

ここで、Ｘ方向の出力は両方の差分ＣＡ、ＣＢの和として求めることができ、Ｚ方向の出力は両方の差分ＣＡ、ＣＢの差として求めることができる。これにより、Ｘ方向の出力は、＋Ｘ方向の加速度ａが印加された場合は＋４ΔＣとなり、−Ｘ方向の加速度ａが印加された場合は−４ΔＣとなる。また、Ｚ方向の出力は、＋Ｚ方向の加速度ａが印加された場合は−４ΔＣとなり、−Ｚ方向の加速度ａが印加された場合は＋４ΔＣとなる。

ところで、本実施形態の加速度センサＳは、図１に示すように、一方の可動電極４を備えた第１の加速度センサ単体Ｓａと、他方の可動電極５を備えた第２の加速度センサ単体Ｓｂとが同一チップ面内に配置されるとともに、それぞれの加速度センサ単体Ｓａ、Ｓｂが相対的に１８０度回転した状態で配置されている。このように、第１の加速度センサ単体Ｓａにおける一方の可動電極４と、第２の加速度センサ単体Ｓｂにおける他方の可動電極５との重心位置が、境界線に対して互いに反対側に位置するように配置することで、Ｘ方向およびＺ方向の加速度ａを検出できるようにしている。

ここで、本実施形態では、図１０に示すように、一方の可動電極４の一対のビーム６ａ、６ｂを結ぶ境界線（線分）Ｂを含む領域に、当該境界線（線分）Ｂに対して線対称（対称）となる窪み５０を設けている。なお、本実施形態では一方の可動電極４に窪み５０を設けた構造を例示するが、他方の可動電極５にあってもその構造を適用することができる。

本実施形態では、窪み５０は、可動電極４の境界線Ｂ上に可動電極４のほぼ全幅に亘る長さＬと所定の幅Ｗとを有する長方形状の開口形状をもって、所定深さＤ（図１２（ａ）参照）となるように形成されている。そして、この窪み５０の開口形状は境界線Ｂに対して線対称となっている。

また、本実施形態では、図１１に示すように、可動電極４に固定電極２０ａ、２０ｂを相対させた場合に、窪み５０の開口形状の幅Ｗ方向両側が固定電極２０ａ、２０ｂの対向部側側縁とオーバーラップしている。

このように、可動電極４に窪み５０を設けることで、図１２（ａ）および図１３（ａ）に示す正規状態から図１２（ｂ）および図１３（ｂ）に示すように可動電極４と固定電極２０ａ、２０ｂとの相対的なアライメントがｍだけずれた場合であっても、可動電極４と固定電極２０ａ、２０ｂとの対向面積が変化するのを抑制することができる。なお、図１２および図１３では、可動電極４と固定電極２０ａ、２０ｂとが対向する部分を梨地部分で示している。

その結果、可動電極４と固定電極２０ａ、２０ｂとの間に寄生容量Ｃｐのオフセットが生じてしまうのが抑制され、加速度センサＳの温度特性を向上させて検出精度を高めることができるようになる。

また、他方の可動電極５に窪み５０を設けた場合であっても、可動電極５と固定電極２１ａ、２１ｂとの間に寄生容量Ｃｐのオフセットが生じてしまうのを抑制することができる。

また、本実施形態では、図２〜図４に示すように、検出電極８ａ、８ｂと一方の可動電極４との間、および検出電極９ａ、９ｂと他方の可動電極５との間にそれぞれ形成された隙間部分に、これら検出電極８ａ、８ｂ、９ａ、９ｂと可動電極４、５とを画成するフレーム壁３０をフレーム３から一体に設けている。そして、このフレーム壁３０によって寄生容量のバランスをとるようにしている。なお、フレーム壁３０は、図２および図３では、破線で矩形状に囲った部分に設けられている。

このフレーム壁３０は、図２および図３に示すように、フレーム３の加速度センサ単体Ｓａ、Ｓｂが並設された方向（Ｙ方向）の内側全幅に亘って存在している。そして、図４に示すように、上部固定板２ａと下部固定板２ｂとに亘って加速度センサ単体Ｓａ、Ｓｂと検出電極８ａ、８ｂ、９ａ、９ｂとを仕切るように形成されている。このとき、フレーム壁３０の上部固定板２ａと接する部分には、図２に示すように、Ｙ方向の両側部と中央部とに凹部３１が形成されている。そして、図３に示すように、上部固定板２ａの凹部３１と対応する部位に固定電極２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂの配線ｗ１〜ｗ４が形成されている。なお、本実施形態では、凹部３１は配線ｗ１〜ｗ４が通るに十分な隙間を有するスリット状に形成されている。

以上説明したように、本実施形態では、可動電極４，５の一対のビーム６ａ，６ｂ、７ａ，７ｂを結ぶ境界線（線分）Ｂを含む領域に、当該境界線（線分）Ｂに対して対称となる窪み５０を設けている。そのため、可動電極４，５と固定電極２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂとの相対的なアライメントがずれた場合に、可動電極４，５と固定電極２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂとの対向面積が変化するのを抑制することができる。その結果、可動電極４，５と固定電極２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂとの間に生じる寄生容量Ｃｐのオフセットを低減することができ、加速度センサ（静電容量式センサ）Ｓの温度特性が向上して検出精度を高めることができるようになる。

また、本実施形態によれば、検出電極８ａ、８ｂ、９ａ、９ｂと可動電極４、５との間をフレーム壁３０によって仕切っている。そのため、図４に示すように、固定電極２０ａとフレーム３との距離および固定電極２０ｂとフレーム壁３０との距離の差が小さくなり、各固定電極とフレーム３との間に生じる寄生容量の差を小さくすることができる。すなわち、第１および第２の固定電極２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂの外側端部とフレーム３との対向方向（Ｘ方向）の寄生容量Ｃｐのバランスを取ることができる。したがって、寄生容量Ｃｐのアンバランスを解消し、寄生容量Ｃｐのオフセット（物理量がゼロの状態における第１および第２の固定電極の寄生容量の差）を効率良く低減することができる。その結果、加速度センサ（静電容量式センサ）Ｓの温度特性が向上し、ひいては、加速度センサ（静電容量式センサ）Ｓの検出精度を向上させることができる。

このとき、フレーム壁３０は、シリコン基板１をエッチング等することで、可動電極４、５等を形成する際に、形成することができる。したがって、本実施形態によれば、寄生容量Ｃｐのオフセットを効率良く低減することができる加速度センサ（静電容量式センサ）Ｓを、より容易かつより簡素な構成で得ることができる。

なお、フレーム壁３０を設けない構成としてもよい。

（第２実施形態）
本実施形態にかかる加速度センサＳ１が上記第１実施形態の加速度センサＳと主に異なる点は、フレーム３と第１および第２の固定電極２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂとの間に、両者間のオーバーラップ量やギャップを調節する調節部が設けられていることにある。

本実施形態では、図１４に示すように、フレーム壁３０に設けた凹部３１に、フレーム３と固定電極２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂとの間のオーバーラップ量やギャップｄｓを調節する調節部としての機能を持たせている。この場合、フレーム壁３０はフレーム３から一体に設けたものであるため、フレーム壁３０はフレーム３とみなすことができる。

例えば、固定電極２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂのオーバーラップ量を調節する場合には、図１４中II部で示す他方の可動電極５側を例にとって説明すると、図１５に示すように、固定電極２１ａ、２１ｂに接続された配線ｗ３、ｗ４が凹部３１に位置する部分に、固定電極２１ａ、２１ｂと電気的に一体となる電極延設部２１ｃ、２１ｄを設け、それぞれの電極延設部２１ｃ、２１ｄのフレーム壁３０との対向面積を異ならせるようにすることで、電極延設部２１ｃ、２１ｄとフレーム壁３０との上下方向におけるオーバーラップ量を異ならせている。

このように、電極延設部２１ｃ、２１ｄとフレーム壁３０とのオーバーラップ量（面積）を調節することで、寄生容量を調節できるため、より容易にオフセットの低減を図ることができるようになる。

一方、フレーム壁３０の固定電極２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂに対応する部位（凹部３１）の深さを変化させれば、図１４で示した電極延設部２１ｃ、２１ｄと凹部３１の底面３１ａとの間に形成されるギャップｄｓをそれぞれ異ならせることができる。

このように、電極延設部２１ｃ、２１ｄと凹部３１の底面３１ａとの間に形成されるギャップｄｓを異ならせることで、電極延設部２１ｃ、２１ｄとフレーム壁３０との間の寄生容量Ｃｐのバランスを容易に取ることができる。

なお、電極延設部２１ｃ、２１ｄとフレーム壁３０とのオーバーラップ量と電極延設部２１ｃ、２１ｄと凹部３１の底面３１ａとの間に形成されるギャップｄｓは、それぞれ別個に調節するのではなく、同時に変化させることで、寄生容量Ｃｐのバランスをとり、オフセットの低減を図るようにしてもよい。

また、本実施形態の構成は、一方の可動電極４側にあっても適用することができ、同様の作用効果を奏することができる。また、本実施形態では上述した調節部としての機能を、フレーム壁３０に持たせた場合を例示したが、フレーム３に持たせるようにすることも可能である。

また、上記第１実施形態の加速度センサＳに本実施形態の構成を適用することも可能である。

（第３実施形態）
本実施形態にかかる加速度センサＳ２が上記第１実施形態の加速度センサＳと主に異なる点は、図１７に示すように、第２の固定電極２１ｂから検出電極９ａに至る配線ｗ３が、固定電極２１ａ、２１ｂとフレーム３との間の隙間に沿って設けられる配線延設部４０を有することにある。

本実施形態では、第１および第２の固定電極２１ａ、２１ｂは、検出電極９ａ、９ｂに至る配線ｗ３、ｗ４の長さが、配線ｗ４よりも配線ｗ３の方が短くなっている。したがって、寄生容量のバランスは、配線ｗ３、ｗ４の長さの違いによって崩れてしまう。しかしながら、本実施形態では、図１８に詳細に示すように、第１の固定電極２１ａ側の短い方の配線ｗ３を、第２の固定電極２１ｂ方向に向かって所定長さだけ延長し、その延長した部分を配線延設部４０としている。

このように、配線延設部４０を設け、その長さ（面積）を調節することで、固定電極２１ａ、２１ｂとの間の寄生容量Ｃｐと、配線延設部４０とフレーム３との間の寄生容量Ｃｐとのバランスを取るようにすれば、より容易にオフセットの低減を図ることができるようになる。

なお、本実施形態では他方の可動電極５側の固定電極２１ａ、２１ｂに適用した場合を例示したが、一方の可動電極４側の固定電極２０ａ、２０ｂにあっても本実施形態を適用することができ、同様の作用効果を奏することができる。

また、フレーム壁３０を設けた第１実施形態の加速度センサＳや、フレーム壁３０および凹部３１を設けた第２実施形態の加速度センサＳ１に本実施形態の構成を適用することも可能である。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。

例えば、上記各実施形態では、Ｘ方向とＺ方向の２方向の加速度を検出する加速度センサを例示したが、錘部の１つをＸＹ平面内で９０度回転させて配置し、Ｙ方向を加えた３方向の加速度を検出する加速度センサとしてもよい。

また、上記各実施形態では、静電容量式センサとして加速度センサを例示したが、これに限ることなく、その他の静電容量式センサであっても本発明を適用することができる。

また、錘部や固定電極その他細部のスペック（形状、大きさ、レイアウト等）も適宜に変更可能である。

１ シリコン基板
２ａ 上部固定板
２ｂ 下部固定板
３ フレーム
４、５ 可動電極
４ａ 可動電極の表面
６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂ ビーム
８ａ、８ｂ、９ａ、９ｂ 検出電極
２０ａ、２１ａ 第１の固定電極
２０ｂ、２１ｂ 第２の固定電極
２１ｃ、２１ｄ 電極延設部
３０ フレーム壁
３１ 凹部（調節部）
４０ 配線延設部
５０ 窪み
Ｓ、Ｓ１、Ｓ２ 加速度センサ（静電容量式センサ）
Ｂ 境界線
ｄｓ フレームと固定電極間のギャップ
Ｃｐ 寄生容量

Claims (4)

1. 可動電極と、
   前記可動電極を揺動自在に支持する一対のビームと、
   前記一対のビームを結ぶ直線の一方側および他方側にそれぞれ設けられるとともに、前記可動電極の表面に対して間隔をあけて対向するように配置される第１および第２の固定電極と、
   を備える静電容量式センサにおいて、
   前記可動電極の前記一対のビームを結ぶ線分を含む領域に、当該線分に対して対称となる窪みが設けられていることを特徴とする静電容量式センサ。
2. 前記静電容量式センサは、
   前記可動電極を内包するフレームと、
   前記第１および第２の固定電極にそれぞれ電気的に接続される検出電極と、を備えるとともに、
   前記検出電極どうしの間、前記検出電極と前記フレームとの間、および、前記検出電極と前記可動電極との間にそれぞれ隙間が形成されており、
   前記検出電極と前記可動電極との間に形成された隙間部分に、前記検出電極と前記可動電極とを画成するフレーム壁が、前記フレームから一体に延設されていることを特徴とする請求項１に記載の静電容量式センサ。
3. 前記フレームと前記固定電極との間に、両者間のオーバーラップ量やギャップを調節する調節部が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の静電容量式センサ。
4. 前記固定電極から前記検出電極に至る配線が、前記固定電極と前記フレームとの間の隙間に沿って設けられる配線延設部を有していることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の静電容量式センサ。

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