JP2012163507A - Acceleration sensor - Google Patents

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Yasuhiko Ito
恭彦 伊藤
Yoshiaki Hirata
善明 平田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an acceleration sensor that can be manufactured and assembled without high accuracy compared to a prior art one.SOLUTION: An acceleration sensor includes: a substrate 1; displacement members 3, 7 displaceably supported by the substrate and having a movable electrode 12; and a first fixed electrode 11 generating electrostatic force between the first fixed electrode and the movable electrode, where the first fixed electrode is supported by the substrate opposing the movable electrode in a direction perpendicular to a thickness direction of the substrate and changes its area opposing the movable electrode due to effects of acceleration.

Description

本発明は、加速度センサに関し、詳しくは静電容量型の加速度センサに関する。   The present invention relates to an acceleration sensor, and more particularly to a capacitance type acceleration sensor.

従来、加速度が作用した際のセンサ内電極間における静電容量変化を検出することで、作用した加速度を求める加速度センサが知られている。この静電容量型の加速度センサにおいて、加速度作用時に電極間距離を一定にするように制御する電圧、電流等の物理量によって加速度を検出する、いわゆるサーボ方式を適用した加速度センサが提案されている。このようなサーボ方式では、電極の変位が一定になるように物理量を制御しているため、検出動作の際、センサ内の機械的形状の変化が小さく、一般に、変位に伴う信号変化の影響を小さく抑えやすい。その結果、例えば出力線形性の向上や、信号のダイナミックレンジ(検出可能な印加加速度の最小分解能に対する検出可能な最大印加加速度の比)の拡大が可能となる。また、上述のように機械的形状の変化が小さいため、壊れにくく信頼性を高めることができるという効果もある。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an acceleration sensor that obtains an applied acceleration by detecting a change in capacitance between electrodes in the sensor when the acceleration is applied. In this capacitance-type acceleration sensor, an acceleration sensor using a so-called servo system has been proposed in which acceleration is detected by a physical quantity such as voltage or current that is controlled so that the distance between electrodes is constant during acceleration action. In such a servo system, the physical quantity is controlled so that the displacement of the electrode is constant, so that the change in the mechanical shape in the sensor is small during the detection operation, and generally the influence of the signal change accompanying the displacement is small. Easy to keep small. As a result, for example, the output linearity can be improved and the dynamic range of the signal (the ratio of the maximum detectable acceleration that can be detected to the minimum resolution of the detectable acceleration that can be detected) can be increased. In addition, since the change in the mechanical shape is small as described above, there is an effect that it is hard to break and the reliability can be improved.

例えば特開平5−26902号公報(特許文献1)には、基板に対して垂直方向の加速度を検出する、サーボ方式を適用した加速度センサが提案されている。特許文献1では、対向して配置された2つの固定電極の間に、加速度に応答して変位する可動電極を配置している。そして、加速度作用時に可動電極の変位が零になるように、固定電極と可動電極との間にパルス状に電圧を印加して静電引力を発生させ、この静電引力により可動電極の変位を一定に制御している。   For example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-26902 (Patent Document 1) proposes an acceleration sensor using a servo system that detects acceleration in a direction perpendicular to a substrate. In Patent Document 1, a movable electrode that is displaced in response to acceleration is disposed between two fixed electrodes that are disposed to face each other. Then, an electrostatic attraction is generated by applying a voltage in a pulsed manner between the fixed electrode and the movable electrode so that the displacement of the movable electrode becomes zero at the time of acceleration action, and the displacement of the movable electrode is caused by this electrostatic attraction. Control is constant.

特開平5−26902号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-26902

特許文献1の加速度センサでは、シリコンのビームで支持された可動電極は、対向する2つのガラス基板上にそれぞれ作製された2つの固定電極で挟まれて配置されている。静電容量は、可動電極と固定電極との間のギャップに依存する。   In the acceleration sensor of Patent Document 1, the movable electrode supported by the silicon beam is disposed between two fixed electrodes respectively formed on two opposing glass substrates. The capacitance depends on the gap between the movable electrode and the fixed electrode.

このように従来の加速度センサでは、可動電極と固定電極とは異なる部材にて構成されている。さらに、印加加速度(作用する加速度)が零の状態において、可動電極と各固定電極との間の2つのギャップに形成される各静電容量を等しくするためには、2つのギャップ間隔が同じになるように、可動電極と2つの固定電極とを高い精度で製作し、かつ組み立てる必要があるという問題点がある。   Thus, in the conventional acceleration sensor, the movable electrode and the fixed electrode are configured by different members. Furthermore, in the state where the applied acceleration (acting acceleration) is zero, in order to make the capacitances formed in the two gaps between the movable electrode and the fixed electrodes equal, the gap distance between the two is the same. Thus, there is a problem that it is necessary to manufacture and assemble the movable electrode and the two fixed electrodes with high accuracy.

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、従来に比べて高精度での製作及び組み立てが不要である加速度センサを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an acceleration sensor that does not require production and assembly with higher accuracy than in the past.

上記目的を達成するため、本発明は以下のように構成する。
即ち、本発明の一態様における加速度センサは、基板と、上記基板の厚み方向に変位可能に基板に支持され、可動電極を有する変位部材と、上記可動電極との間に静電力を発生させて上記変位部材の変位を制御する第1固定電極と、を備えた加速度センサであって、上記第1固定電極は、基板の厚み方向に直交する方向において可動電極に対向して基板に支持され、加速度の作用により可動電極に対向する面積が変化することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
In other words, the acceleration sensor according to one embodiment of the present invention generates an electrostatic force between the movable electrode, the displacement member having the movable electrode supported by the substrate and displaceable in the thickness direction of the substrate, and the movable electrode. An acceleration sensor comprising: a first fixed electrode that controls the displacement of the displacement member, wherein the first fixed electrode is supported by the substrate so as to face the movable electrode in a direction orthogonal to the thickness direction of the substrate; The area facing the movable electrode is changed by the action of acceleration.

本発明の一態様における加速度センサによれば、基板の厚み方向に変位可能に基板に支持される可動電極に対して、第1固定電極を、基板の厚み方向に直交する方向において対向して配置するように構成したことから、従来のような可動電極を挟んだ上下に電極等の部材を機械的に貼り合わせるプロセスは必要なくなる。したがって、当該加速度センサは、いわゆる半導体微細加工技術、つまりMEMS技術によって一体で容易に製作することが可能となる。即ち、基板表面側からのみの一方向の成膜、パターニング、エッチングといったいわゆる半導体微細加工プロセスによって、大まかにはサブミクロンオーダの精度で作製することが可能となる。このように、従来に比べると、製作及び組み立てに高い精度を要せず、また、従来に比べて小型、軽量化を図ることが可能である。   According to the acceleration sensor of one aspect of the present invention, the first fixed electrode is disposed opposite to the movable electrode supported by the substrate so as to be displaceable in the thickness direction of the substrate in a direction orthogonal to the thickness direction of the substrate. Thus, the process of mechanically bonding members such as electrodes on the upper and lower sides with the movable electrode sandwiched therebetween is not necessary. Therefore, the acceleration sensor can be easily and integrally manufactured by so-called semiconductor fine processing technology, that is, MEMS technology. In other words, it is possible to manufacture with a precision on the order of submicrons by a so-called semiconductor microfabrication process such as film formation, patterning and etching in one direction only from the substrate surface side. Thus, compared with the conventional technology, high accuracy is not required for production and assembly, and it is possible to reduce the size and weight compared to the conventional technology.

また、第1固定電極を設けることで、基板の厚み方向の加速度印加による変位部材の変位に対し、この変位を規定の変位に戻す方向及び大きさの静電力を発生させるため、第1固定電極へ印加する電圧を制御するサーボ制御方式を適用することができる。このサーボ制御により、機械的形状部分の変位を小さくでき、一般に、変位に伴う信号変化の影響を小さくすることができる。よって、例えば出力線形性の向上や、信号のダイナミックレンジの拡大が可能となる。   In addition, by providing the first fixed electrode, in order to generate an electrostatic force having a direction and magnitude that returns the displacement to a predetermined displacement with respect to the displacement of the displacement member due to the application of acceleration in the thickness direction of the substrate. It is possible to apply a servo control method for controlling the voltage applied to the. By this servo control, the displacement of the mechanically shaped portion can be reduced, and in general, the influence of a signal change accompanying the displacement can be reduced. Therefore, for example, the output linearity can be improved and the dynamic range of the signal can be increased.

また、機械的形状部分の変位が小さいため、壊れにくく信頼性を高めることができる。   Further, since the displacement of the mechanically shaped portion is small, it is difficult to break and the reliability can be improved.

本発明の実施の形態1における加速度センサの概略の平面図である。1 is a schematic plan view of an acceleration sensor according to Embodiment 1 of the present invention. 図1に示すA−A線に沿う概略の断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view taken along line AA shown in FIG. 1. 図1に示すB−B線に沿う概略の断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view along the line BB shown in FIG. 1. 図3に示すC−C線に沿う概略の断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view taken along the line CC shown in FIG. 3. 図1に示す加速度センサの製造工程を説明するための断面図であり、図1のA−A線に沿う部分における概略の断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the acceleration sensor shown in FIG. 1, and is schematic sectional drawing in the part in alignment with the AA of FIG. 図1に示す加速度センサの製造工程を説明するための断面図であり、図1のA−A線に沿う部分における概略の断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the acceleration sensor shown in FIG. 1, and is schematic sectional drawing in the part in alignment with the AA of FIG. 図1に示す加速度センサの製造工程を説明するための断面図であり、図1のA−A線に沿う部分における概略の断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the acceleration sensor shown in FIG. 1, and is schematic sectional drawing in the part in alignment with the AA of FIG. 図1に示す加速度センサの製造工程を説明するための断面図であり、図1のA−A線に沿う部分における概略の断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the acceleration sensor shown in FIG. 1, and is schematic sectional drawing in the part in alignment with the AA of FIG. 図1に示す加速度センサの製造工程を説明するための断面図であり、図1のA−A線に沿う部分における概略の断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the acceleration sensor shown in FIG. 1, and is schematic sectional drawing in the part in alignment with the AA of FIG. 図1に示す加速度センサの製造工程を説明するための断面図であり、図1のA−A線に沿う部分における概略の断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the acceleration sensor shown in FIG. 1, and is schematic sectional drawing in the part in alignment with the AA of FIG. 図1に示す加速度センサの製造工程を説明するための断面図であり、図1のA−A線に沿う部分における概略の断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the acceleration sensor shown in FIG. 1, and is schematic sectional drawing in the part in alignment with the AA of FIG. 図1に示す加速度センサの製造工程を説明するための断面図であり、図1のA−A線に沿う部分における概略の断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the acceleration sensor shown in FIG. 1, and is schematic sectional drawing in the part in alignment with the AA of FIG. 図1に示す加速度センサの製造工程を説明するための断面図であり、図1のA−A線に沿う部分における概略の断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the acceleration sensor shown in FIG. 1, and is schematic sectional drawing in the part in alignment with the AA of FIG. 図1に示す加速度センサの製造工程を説明するための断面図であり、図1のA−A線に沿う部分における概略の断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the acceleration sensor shown in FIG. 1, and is schematic sectional drawing in the part in alignment with the AA of FIG. 図1に示す加速度センサにおいて、図1のA−A線に沿う部分の断面で同電位にある部分を同じハッチングで表示した概略断面図である。In the acceleration sensor shown in FIG. 1, it is the schematic sectional drawing which displayed the part which has the same electric potential in the cross section of the part in alignment with the AA of FIG. 図1に示す加速度センサにおいて、検出電極と検出フレームとの間の静電容量を説明した図である。In the acceleration sensor shown in FIG. 1, it is a figure explaining the electrostatic capacitance between a detection electrode and a detection frame. 図1に示す加速度センサにおいて、第2固定電極にオフセット電圧を印加した状態での、慣性質量体の変位を示した図である。In the acceleration sensor shown in FIG. 1, it is the figure which showed the displacement of the inertial mass body in the state which applied the offset voltage to the 2nd fixed electrode. 図1に示す加速度センサにおいて、第2固定電極にオフセット電圧を印加し、第1固定電極に駆動電圧を印加したときの、慣性質量体の変位を示した図である。In the acceleration sensor shown in FIG. 1, it is the figure which showed the displacement of an inertial mass body when an offset voltage is applied to a 2nd fixed electrode and a drive voltage is applied to a 1st fixed electrode. 図1に示す加速度センサの一変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the acceleration sensor shown in FIG. 図1に示す加速度センサの他の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other modification of the acceleration sensor shown in FIG. 図20に示すD−D線に沿う概略の断面図である。It is general | schematic sectional drawing which follows the DD line | wire shown in FIG. 図20に示すE−E線に沿う概略の断面図である。It is general | schematic sectional drawing which follows the EE line shown in FIG. 図1に示す加速度センサの別の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another modification of the acceleration sensor shown in FIG. 図23に示すF−F線に沿う概略の断面図である。FIG. 24 is a schematic sectional view taken along line FF shown in FIG. 23. 本発明の実施の形態2の加速度センサにおける、図4に対応した概略の平面図である。FIG. 5 is a schematic plan view corresponding to FIG. 4 in the acceleration sensor according to the second embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態3の加速度センサにおける、図4に対応した概略の平面図である。FIG. 5 is a schematic plan view corresponding to FIG. 4 in the acceleration sensor according to the third embodiment of the present invention. 図26に示すG−G線に沿う概略の断面図である。FIG. 27 is a schematic cross-sectional view along the line GG shown in FIG. 26. 本発明の実施の形態4の加速度センサにおいて、図1に示すA−A線に相当する部分での概略の断面図である。In the acceleration sensor of Embodiment 4 of this invention, it is a schematic sectional drawing in the part corresponded to the AA line shown in FIG. 本発明の実施の形態4の加速度センサにおいて、図1に示すB−B線に相当する部分での概略の断面図である。In the acceleration sensor of Embodiment 4 of this invention, it is a schematic sectional drawing in the part corresponded to the BB line | wire shown in FIG. 図28及び図29に示す加速度センサの一変形例における断面図で、図1に示すA−A線に相当する部分での概略の断面図である。FIG. 30 is a cross-sectional view of a variation of the acceleration sensor shown in FIGS. 28 and 29, and is a schematic cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 1. 図28及び図29に示す加速度センサの一変形例における断面図で、図1に示すB−B線に相当する部分での概略の断面図である。FIG. 30 is a cross-sectional view of a variation of the acceleration sensor shown in FIGS. 28 and 29, and is a schematic cross-sectional view taken along a line BB shown in FIG. 1. 本発明の実施の形態1〜4の加速度センサを備えた加速度検出装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the acceleration detection apparatus provided with the acceleration sensor of Embodiment 1-4 of this invention. 実施の形態1の加速度センサにおいて、第1固定電極と可動電極との間に生じる静電力Fmと、第1固定電極に印加する電圧との関係を説明するための図である。In the acceleration sensor of Embodiment 1, it is a figure for demonstrating the relationship between the electrostatic force Fm produced between a 1st fixed electrode and a movable electrode, and the voltage applied to a 1st fixed electrode. 実施の形態1の加速度センサにおいて、第1固定電極と可動電極との間に生じる静電力Fmと、第1固定電極に印加する電圧との関係を説明するための図である。In the acceleration sensor of Embodiment 1, it is a figure for demonstrating the relationship between the electrostatic force Fm produced between a 1st fixed electrode and a movable electrode, and the voltage applied to a 1st fixed electrode. 実施の形態1の加速度センサにおいて、第1固定電極と可動電極との間に生じる静電力Fmと、第1固定電極に印加する電圧との関係を説明するための図である。In the acceleration sensor of Embodiment 1, it is a figure for demonstrating the relationship between the electrostatic force Fm produced between a 1st fixed electrode and a movable electrode, and the voltage applied to a 1st fixed electrode.

本発明の実施形態である加速度センサについて、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において、同一又は同様の構成部分については同じ符号を付している。   An acceleration sensor according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each figure, the same or similar components are denoted by the same reference numerals.

実施の形態1.
図1から図4は、本実施形態1における加速度センサ101の構成を示しており、図1及び図4において、紙面に対して垂直方向が当該加速度センサ101における加速度の検出軸方向1aである。
Embodiment 1 FIG.
1 to 4 show the configuration of the acceleration sensor 101 according to the first embodiment. In FIGS. 1 and 4, the direction perpendicular to the paper surface is the acceleration detection axis direction 1 a of the acceleration sensor 101.

まず、本実施形態1における加速度センサ101の主要構成について説明する。加速度センサ101は、基本的構成部分として、基板1と、変位部材と、第1固定電極11とを備え、さらに任意の構成部分である、第2固定電極13及び検出電極81、82(総括して検出電極8と記す場合もある)をも備えている。また、後述の製造方法からも明らかなように、加速度センサ101は、いわゆるMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術により形成することができる。以下には、加速度センサ101の各構成部分について説明する。   First, the main configuration of the acceleration sensor 101 according to the first embodiment will be described. The acceleration sensor 101 includes a substrate 1, a displacement member, and a first fixed electrode 11 as basic components, and further includes optional second components such as a second fixed electrode 13 and detection electrodes 81 and 82 (summarized). In some cases, the detection electrode 8 may be described. As is apparent from the manufacturing method described later, the acceleration sensor 101 can be formed by a so-called MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technique. Hereinafter, each component of the acceleration sensor 101 will be described.

基板1は、本実施形態では半導体基板で例えばシリコン基板を用いる。尚、基板1は、シリコン基板に限定するものではなく、例えばガラス基板や有機材料基板等を用いることもできる。このような基板1に対して、変位部材、第1固定電極11、第2固定電極13、及び検出電極81、82は、導電性ポリシリコン膜を用いることができる。このポリシリコン膜は低応力で、かつ特に厚み方向において応力分布がないことが望ましい。   In this embodiment, the substrate 1 is a semiconductor substrate, for example, a silicon substrate. In addition, the board | substrate 1 is not limited to a silicon substrate, For example, a glass substrate, an organic material board | substrate, etc. can also be used. For such a substrate 1, the displacement member, the first fixed electrode 11, the second fixed electrode 13, and the detection electrodes 81 and 82 can be made of a conductive polysilicon film. It is desirable that this polysilicon film has low stress and has no stress distribution particularly in the thickness direction.

基板1の厚み方向が、図2に示すように、加速度の検出軸方向1aに対応する。また、説明の便宜上、図1に示すように、基板1の平面に沿いかつ互いに直交する2軸をX軸及びY軸とする。   The thickness direction of the substrate 1 corresponds to the acceleration detection axis direction 1a as shown in FIG. For convenience of explanation, as shown in FIG. 1, two axes along the plane of the substrate 1 and orthogonal to each other are taken as an X axis and a Y axis.

変位部材は、当該加速度センサ101では、慣性質量体3、リンク梁4、アンカー5、ねじれ梁6、及び検出フレーム7から構成される。
アンカー5は、検出軸方向1aに沿って基板1に絶縁体9を介して立設して形成される柱状の部材である。尚、絶縁体9は、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜を用いることができる。ねじれ梁6は、2つ存在し、Y軸方向において、アンカー5を中心として互いに逆方向へ同長にて延在する短冊状の梁部材であり、それぞれの一端がアンカー5に接続、支持されており、それぞれの他端が検出フレーム7に接続されている。これら2つのねじれ梁6は、Y軸方向に沿ったねじれ軸6a上に位置し、このねじれ軸6aを中心に軸周りにねじれることができる。
In the acceleration sensor 101, the displacement member includes an inertial mass body 3, a link beam 4, an anchor 5, a torsion beam 6, and a detection frame 7.
The anchor 5 is a columnar member formed by being erected on the substrate 1 via an insulator 9 along the detection axis direction 1a. The insulator 9 can be a silicon nitride film or a silicon oxide film. Two torsion beams 6 are strip-shaped beam members extending in the same length in opposite directions around the anchor 5 in the Y-axis direction, and one end of each is connected to and supported by the anchor 5. Each other end is connected to the detection frame 7. These two torsion beams 6 are located on a torsion axis 6a along the Y-axis direction, and can be twisted around the axis with the torsion axis 6a as a center.

検出フレーム7は、図1に示すように板状で枠状の部材であり、導電性を有し、ねじれ軸6aを中心に回転可能なようにして、ねじれ梁6及びアンカー5を介して基板1に支持されている。ねじれ梁6は、検出フレーム7のX軸方向における中央部に位置する。よって、検出フレーム7は、ねじれ軸6aを中心に線対称な形状にてなる。   As shown in FIG. 1, the detection frame 7 is a plate-like frame-like member, has conductivity, and is rotatable about the torsion shaft 6 a so that the substrate is interposed via the torsion beam 6 and the anchor 5. 1 is supported. The torsion beam 6 is located at the center of the detection frame 7 in the X-axis direction. Therefore, the detection frame 7 has a line-symmetric shape around the torsion axis 6a.

リンク梁4は、2つ存在し、短冊状でY軸方向に沿って延在し、それぞれの一端を検出フレーム7に他端を慣性質量体3に接続した梁である。これら2つのリンク梁4は、Y軸方向に沿った軸4a上に位置する。ねじれ梁6のねじれ軸6aと、リンク梁4の軸4aとは、図示するように平行に位置するが、X軸方向において異なる位置に配置される。   There are two link beams 4 which are strip-shaped and extend along the Y-axis direction. Each link beam 4 has one end connected to the detection frame 7 and the other end connected to the inertial mass body 3. These two link beams 4 are located on the axis 4a along the Y-axis direction. The torsion axis 6a of the torsion beam 6 and the axis 4a of the link beam 4 are located in parallel as shown in the figure, but are arranged at different positions in the X-axis direction.

慣性質量体3は、図1に示すように板状で枠状の部材であり、導電性を有し、軸4aを介して基板1の厚み方向(加速度の検出軸方向1a)に変位可能であり、可動電極12を有する。また、慣性質量体3は、ねじれ軸6aを中心に線対称な形状にてなる。   The inertia mass body 3 is a plate-like frame-shaped member as shown in FIG. 1, has conductivity, and can be displaced in the thickness direction of the substrate 1 (acceleration detection axis direction 1a) via the shaft 4a. Yes, it has a movable electrode 12. The inertia mass body 3 has a line-symmetric shape about the torsion axis 6a.

可動電極12は、本実施形態では板状で導電性の部材であり、慣性質量体3のY軸方向に平行な2つの側面3aからX軸方向にそれぞれ突設され、また、各側面3aに沿って一定間隔、本実施形態では等間隔、にて複数枚が櫛歯状に設置される。これらの可動電極12は、慣性質量体3の変位に応じて慣性質量体3と共に移動することになる。各可動電極12は、全て同形状で同じ大きさにてなる。   The movable electrode 12 is a plate-like and conductive member in the present embodiment, and protrudes from the two side surfaces 3a parallel to the Y-axis direction of the inertial mass body 3 in the X-axis direction. A plurality of sheets are arranged in a comb-teeth shape at regular intervals along the regular interval in this embodiment. These movable electrodes 12 move together with the inertial mass body 3 according to the displacement of the inertial mass body 3. All the movable electrodes 12 have the same shape and the same size.

第1固定電極11は、本実施形態では板状で導電性の部材であり、上述のように一定間隔で配列された可動電極12の間に、可動電極12に非接触で一定間隔、本実施形態では等間隔、にて複数枚が配列され、可動電極12と互いに等間隔にて配置される。各第1固定電極11は、全て同形状で同じ大きさであり、また、本実施形態では可動電極12に対しても同形状で同じ大きさにてなる。このような各第1固定電極11は、絶縁体9を介して基板1に立設された固定部2に接続されている。よって、第1固定電極11は固定されており、基板1の厚み方向に直交する方向、つまりX軸及びY軸の方向、本実施形態ではY軸方向、において可動電極12に対向する。また、慣性質量体3の変位に応じて可動電極12が移動することから、第1固定電極11が可動電極12に対向する面積は、慣性質量体3の変位に応じて変化する。   The first fixed electrode 11 is a plate-like and conductive member in the present embodiment, and is not contacted with the movable electrode 12 between the movable electrodes 12 arranged at regular intervals as described above. In the embodiment, a plurality of sheets are arranged at equal intervals, and are arranged at equal intervals with the movable electrode 12. Each first fixed electrode 11 has the same shape and the same size, and in the present embodiment, the first electrode 11 also has the same shape and the same size as the movable electrode 12. Each such first fixed electrode 11 is connected to a fixed portion 2 erected on the substrate 1 via an insulator 9. Therefore, the first fixed electrode 11 is fixed and faces the movable electrode 12 in the direction orthogonal to the thickness direction of the substrate 1, that is, in the X-axis and Y-axis directions, in this embodiment, the Y-axis direction. In addition, since the movable electrode 12 moves according to the displacement of the inertial mass body 3, the area where the first fixed electrode 11 faces the movable electrode 12 changes according to the displacement of the inertial mass body 3.

図32に示され、また後述するように、当該加速度センサ101は、サーボ制御及び加速度検出回路110と電気的に接続され、第1固定電極11及び可動電極12には電圧が印加可能である。よって、第1固定電極11に電圧が印加されることで、第1固定電極11は、可動電極12との間に静電力を発生させ、この静電力により可動電極12を介して慣性質量体3を駆動する。よって、以下の説明では、第1固定電極11を駆動電極11と記す場合もある。   As shown in FIG. 32 and described later, the acceleration sensor 101 is electrically connected to the servo control and acceleration detection circuit 110, and a voltage can be applied to the first fixed electrode 11 and the movable electrode 12. Therefore, when a voltage is applied to the first fixed electrode 11, the first fixed electrode 11 generates an electrostatic force between the movable electrode 12 and the inertial mass body 3 via the movable electrode 12 due to the electrostatic force. Drive. Therefore, in the following description, the first fixed electrode 11 may be referred to as the drive electrode 11.

第2固定電極13は、基板1の厚み方向において慣性質量体3に対向して、図4に示すように、慣性質量体3と平面上同形状にて基板1に絶縁体9を介して形成される電極である。このような第2固定電極13は、電圧が印加されることで、慣性質量体3との間に静電力を発生させ、慣性質量体3の変位を制御する電極である。よって、以下の説明では、第2固定電極13をオフセット電極13と呼ぶ場合もある。   The second fixed electrode 13 is opposed to the inertia mass body 3 in the thickness direction of the substrate 1 and is formed on the substrate 1 with the same shape on the plane as the inertia mass body 3 via the insulator 9 as shown in FIG. Electrode. Such a second fixed electrode 13 is an electrode that generates an electrostatic force with the inertial mass body 3 by applying a voltage and controls the displacement of the inertial mass body 3. Therefore, in the following description, the second fixed electrode 13 may be referred to as an offset electrode 13.

検出電極81、82は、図4に示すように、基板1の厚み方向において、検出フレーム7に対向してY軸方向に沿ってX軸の2箇所で基板1に絶縁体9を介して形成される電極である。本実施形態では、図4に示すように、2箇所に設けられる検出電極81、82は、同形状で同じ大きさにてなる。このような検出電極81,82は、検出フレーム7との間に形成される静電容量を検出する電極である。   As shown in FIG. 4, the detection electrodes 81 and 82 are formed on the substrate 1 via the insulator 9 at two locations on the X axis along the Y axis direction so as to face the detection frame 7 in the thickness direction of the substrate 1. Electrode. In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the detection electrodes 81 and 82 provided at two locations have the same shape and the same size. Such detection electrodes 81 and 82 are electrodes for detecting the capacitance formed between the detection frames 7.

次に、本実施の形態1の加速度センサ101の製造方法の一例について、図5から図14を参照して説明する。
加速度センサ101における上述した構成は、例えば、シリコン基板1上に成膜、パターニング、エッチングといったプロセスを繰り返し行う、いわゆる半導体微細加工技術、MEMS技術によって作製することができる。尚、図5から図14は、図2に示す断面位置に対応した、製造工程における図である。
Next, an example of a method for manufacturing the acceleration sensor 101 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
The above-described configuration of the acceleration sensor 101 can be manufactured by, for example, a so-called semiconductor microfabrication technology or MEMS technology in which processes such as film formation, patterning, and etching are repeatedly performed on the silicon substrate 1. 5 to 14 are views in the manufacturing process corresponding to the cross-sectional position shown in FIG.

図5を参照して、基板1にLPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition)法により窒化シリコン膜あるいは酸化シリコン膜による絶縁体9を成膜する。次に、図6に示すように、絶縁体9の上に導電性ポリシリコン膜91を成膜し、図7に示すように、導電性ポリシリコン膜91のパターニング、エッチングを行い、第2固定電極13及び検出電極81、82を形成する。次に、図8に示すように、PSG(Phosphosilicate Glass)膜92を成膜し、図9に示すようにPSG膜92の平坦化研磨を行い、図10に示すようにPSG膜92のパターニングエッチングを行う。次に、図11に示すように、PSG膜92上に、固定部2、慣性質量体3、リンク梁4、アンカー5、ねじれ梁6、検出フレーム7、固定電極11、及び可動電極12となる導電性ポリシリコン膜93を成膜し、図12に示すように導電性ポリシリコン膜93の平坦化研磨を行い、図13に示すように導電性ポリシリコン膜93のパターニング、エッチングを行う。最後に、PSG膜92をエッチングにより除去し、図14に示す本実施の形態1の加速度センサ101が作製される。   Referring to FIG. 5, an insulator 9 made of a silicon nitride film or a silicon oxide film is formed on substrate 1 by LPCVD (Low Pressure Chemical Vapor Deposition) method. Next, as shown in FIG. 6, a conductive polysilicon film 91 is formed on the insulator 9, and the conductive polysilicon film 91 is patterned and etched as shown in FIG. The electrode 13 and the detection electrodes 81 and 82 are formed. Next, as shown in FIG. 8, a PSG (Phosphosilicate Glass) film 92 is formed, the PSG film 92 is planarized and polished as shown in FIG. 9, and the PSG film 92 is patterned and etched as shown in FIG. I do. Next, as shown in FIG. 11, the fixed portion 2, the inertia mass body 3, the link beam 4, the anchor 5, the torsion beam 6, the detection frame 7, the fixed electrode 11, and the movable electrode 12 are formed on the PSG film 92. A conductive polysilicon film 93 is formed, the conductive polysilicon film 93 is planarized and polished as shown in FIG. 12, and the conductive polysilicon film 93 is patterned and etched as shown in FIG. Finally, the PSG film 92 is removed by etching, and the acceleration sensor 101 according to the first embodiment shown in FIG. 14 is manufactured.

図15を参照して、本実施の形態1の加速度センサ101の各構成部分間の電気的な接続について説明する。図15は、互いに等電位となるように電気的に接続されている構成部材を同じハッチングで表示した、加速度センサ101の断面図である。
固定部2、第1固定電極11(駆動電極11)は、等電位になるように接続されている。
アンカー5、ねじれ梁6、検出フレーム7、リンク梁4、慣性質量体3、及び可動電極12は、それぞれ等電位になるように接続されている。
基板1と、第2固定電極13(オフセット電極13)、検出電極81,82とは、絶縁体9を介して、それぞれ上述のいずれの構成部分とも電気的に接続されていない。
With reference to FIG. 15, the electrical connection between the components of the acceleration sensor 101 of the first embodiment will be described. FIG. 15 is a cross-sectional view of the acceleration sensor 101 in which components that are electrically connected so as to be equipotential to each other are indicated by the same hatching.
The fixed part 2 and the first fixed electrode 11 (drive electrode 11) are connected so as to be equipotential.
The anchor 5, the torsion beam 6, the detection frame 7, the link beam 4, the inertia mass body 3, and the movable electrode 12 are connected so as to be equipotential.
The substrate 1, the second fixed electrode 13 (offset electrode 13), and the detection electrodes 81 and 82 are not electrically connected to any of the above-described components via the insulator 9.

また、図16に示すように、2つの検出電極81,82と、検出フレーム7との間にはそれぞれ静電容量C1、C2が形成される。ここで、静電容量差ΔC=C1−C2を定義する。   Further, as shown in FIG. 16, capacitances C <b> 1 and C <b> 2 are formed between the two detection electrodes 81 and 82 and the detection frame 7, respectively. Here, a capacitance difference ΔC = C1−C2 is defined.

また、以上のように構成される加速度センサ101は、図32に示すように、サーボ制御及び加速度検出回路110と電気的に接続され、加速度センサ101、並びに、サーボ制御及び加速度検出回路110によって、加速度検出装置150を構成する。   Further, as shown in FIG. 32, the acceleration sensor 101 configured as described above is electrically connected to the servo control and acceleration detection circuit 110, and by the acceleration sensor 101 and the servo control and acceleration detection circuit 110, The acceleration detection device 150 is configured.

固定部2、つまり第1固定電極11(駆動電極11)、
アンカー5部分、つまりねじれ梁6、検出フレーム7、リンク梁4、慣性質量体3、及び可動電極12、並びに、
第2固定電極13(オフセット電極13)への電圧の印加のために、
さらに、検出フレーム7と、検出電極81、82との間に形成される静電容量値の電圧等への変換のために、各構成部分は、サーボ制御及び加速度検出回路110と電気的に接続される。
Fixed part 2, that is, first fixed electrode 11 (drive electrode 11),
The anchor 5 portion, that is, the torsion beam 6, the detection frame 7, the link beam 4, the inertia mass 3 and the movable electrode 12, and
In order to apply a voltage to the second fixed electrode 13 (offset electrode 13),
Further, each component is electrically connected to the servo control and acceleration detection circuit 110 in order to convert the capacitance value formed between the detection frame 7 and the detection electrodes 81 and 82 into a voltage or the like. Is done.

以下には、本実施の形態1における加速度センサ101の動作について、図17及び図18を参照して説明する。尚、以下の動作説明において、「アンカー5部分」は、上述のように互いに同電位にある、アンカー5、ねじれ梁6、検出フレーム7、リンク梁4、慣性質量体3、及び可動電極12の構成部分を指す。   Hereinafter, the operation of the acceleration sensor 101 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 17 and 18. In the following description of the operation, the “anchor 5 portion” includes the anchor 5, the torsion beam 6, the detection frame 7, the link beam 4, the inertia mass body 3, and the movable electrode 12 that are at the same potential as described above. Refers to the component.

図17に示すように、本実施の形態1の加速度センサ101において、第2固定電極(オフセット電極)13に、アンカー5部分に対して一定の電圧Vfを印加すると、第2固定電極13と慣性質量体3との間に両者間の電位差によって静電力Ffが生じる。この静電力Ffは、電圧Vfの2乗に比例し、第2固定電極13と慣性質量体3との間の間隙に比例した静電力である。このような静電力Ffと、ねじれ梁6及びリンク梁4の変形による復元力Fbとがつり合うように、慣性質量体3は、基板1側に変位する。   As shown in FIG. 17, in the acceleration sensor 101 according to the first embodiment, when a constant voltage Vf is applied to the second fixed electrode (offset electrode) 13 with respect to the anchor 5 portion, inertia with the second fixed electrode 13 is achieved. An electrostatic force Ff is generated between the mass body 3 and a potential difference between them. The electrostatic force Ff is proportional to the square of the voltage Vf and is proportional to the gap between the second fixed electrode 13 and the inertial mass body 3. The inertial mass body 3 is displaced toward the substrate 1 so that such an electrostatic force Ff and a restoring force Fb due to deformation of the torsion beam 6 and the link beam 4 are balanced.

慣性質量体3が変位することで、リンク梁4及びねじれ梁6により慣性質量体3とアンカー5とに接続された検出フレーム7は、リンク梁4及びねじれ梁6が変形して、ねじれ軸6aの周りに回転変位する。よって、検出電極81,82と、検出フレーム7との間のギャップ間隔は、それぞれ変化し、静電容量c1は増加し、静電容量c2は減少する。慣性質量体3の変位に対して、静電容量C1、C2は単調関数であるので、サーボ制御及び加速度検出回路110にて静電容量差ΔCを測定することにより、慣性質量体3の変位を知ることができる。一般に静電容量は、スイッチトキャパシタ回路との接続等によって電圧に変換し、容量値を知ることができる。   As the inertia mass body 3 is displaced, the detection frame 7 connected to the inertia mass body 3 and the anchor 5 by the link beam 4 and the torsion beam 6 is deformed by the link beam 4 and the torsion beam 6 so that the torsion shaft 6a. Rotating displacement around Therefore, the gap intervals between the detection electrodes 81 and 82 and the detection frame 7 change, the capacitance c1 increases, and the capacitance c2 decreases. Since the capacitances C1 and C2 are monotone functions with respect to the displacement of the inertial mass 3, the displacement of the inertial mass 3 is measured by measuring the capacitance difference ΔC by the servo control and acceleration detection circuit 110. I can know. In general, the capacitance can be converted into a voltage by connection with a switched capacitor circuit or the like to know the capacitance value.

さらに、固定部2に、アンカー5に対して電圧Vmを印加すると、アンカー5及び慣性質量体3が同電位、また、固定部2及び第1固定電極(駆動電極)11が同電位であることから、第1固定電極11と慣性質量体3との間に電位差が生じる。一方、上述のように、第1固定電極11と可動電極12とは、互いに櫛歯状に組み合うように、いわゆる櫛歯電極構造を構成しており、第1固定電極11と可動電極12との間に形成される静電容量は、慣性質量体3の変位によって減少する。よって、第1固定電極11と可動電極12との間に、静電容量が大きくなる方向、すなわち慣性質量体3を基板1から離れる方向に、静電力Fmが発生する。ここで静電力Fmは、第1固定電極11と可動電極12との対向面積の基板厚み方向微分値に比例し、電圧Vmの2乗に比例した静電力であり、図18に示すように慣性質量体3を引き上げる方向に発生する。したがってこのとき、慣性質量体3には、静電力Ff及び静電力Fmと、ねじれ梁6及びリンク梁4の変形による復元力Fbとが作用しており、これらがつり合う位置へ慣性質量体3は変位する。このようにつり合ったときの慣性質量体3の基板厚み方向の変位をZo、静電容量差ΔCを(ΔC)oとする。   Further, when the voltage Vm is applied to the anchor 2 to the anchor 2, the anchor 5 and the inertial mass body 3 are at the same potential, and the anchor 2 and the first anchor electrode (drive electrode) 11 are at the same potential. Therefore, a potential difference is generated between the first fixed electrode 11 and the inertial mass body 3. On the other hand, as described above, the first fixed electrode 11 and the movable electrode 12 form a so-called comb electrode structure so as to be combined in a comb shape. The capacitance formed therebetween decreases due to the displacement of the inertial mass body 3. Therefore, the electrostatic force Fm is generated between the first fixed electrode 11 and the movable electrode 12 in the direction in which the capacitance increases, that is, in the direction in which the inertia mass 3 is separated from the substrate 1. Here, the electrostatic force Fm is proportional to the differential value of the opposing area of the first fixed electrode 11 and the movable electrode 12 in the substrate thickness direction, and is proportional to the square of the voltage Vm. As shown in FIG. It occurs in the direction of pulling up the mass body 3. Therefore, at this time, the electrostatic mass Ff, the electrostatic force Fm, and the restoring force Fb due to the deformation of the torsion beam 6 and the link beam 4 act on the inertial mass body 3, and the inertial mass body 3 moves to a position where they are balanced. Displace. The displacement of the inertial mass body 3 in the substrate thickness direction when balanced in this way is Zo, and the capacitance difference ΔC is (ΔC) o.

この状態で、検出軸方向1aの加速度Aが作用すると、慣性質量体3は、加速度Aによって力Faを受け、力Fa、復元力Fb、静電力Ff、静電力Fmとがつりあう位置に変位する。正の方向の加速度(図中上向き)に対して、慣性質量体3は下方(基板1側へ)に、負の方向の加速度(図中下向き)に対して、慣性質量体3は上方(反基板1側)に変位する。ここで、静電容量差ΔCが(ΔC)oになるように、電圧Vmを調整することで、静電力Fmを変化させ、慣性質量体3の変位をZoに制御することができる。   In this state, when the acceleration A in the detection axis direction 1a is applied, the inertial mass body 3 receives the force Fa by the acceleration A and is displaced to a position where the force Fa, the restoring force Fb, the electrostatic force Ff, and the electrostatic force Fm are balanced. . The inertial mass body 3 is downward (toward the substrate 1) with respect to the positive acceleration (upward in the figure), and the inertial mass body 3 is upward (reverse to the negative direction acceleration (downward in the figure)). Displacement to the substrate 1 side). Here, by adjusting the voltage Vm so that the capacitance difference ΔC becomes (ΔC) o, the electrostatic force Fm can be changed, and the displacement of the inertial mass body 3 can be controlled to Zo.

ここで、力Faは、加速度Aに比例する。慣性質量体3の変位に対して静電容量C1、静電容量C2、復元力Fbは比例し、静電力Ffは、電圧Vfが一定下では慣性質量体3の変位に対して単調関数である。
また、図33に示すように、可動電極12及び第1固定電極11の高さをh、基板1の厚み方向における、第1固定電極11に対する可動電極12の変位位置をZ、両者が完全に対向しているときの変位位置Zを0としたとき、可動電極12が第1固定電極11に対して上方つまり基板1から離れる「反基板側」(Z>0)、あるいは下方つまり基板1に近づく「基板側」(Z<0)へ変位する場合(Z≠0)には、変位位置Zに比例して両者の対向面積Sは小さくなる。よって、図34に示すように、変位Zに対する対向面積Sは、Z=0をピークとして、Z>0、Z<0の域(電極間の重なりがなくなるまで)では、それぞれ一定の傾きをもって減少する。したがって、図35に示すように、慣性質量体3が変位するとき、第1固定電極11と可動電極12との対向面積Sを変位Zで微分した値は、第1固定電極11に対して可動電極12が「反基板側」(h>Z>0)または「基板側」(0<Z<−h)に位置している場合には、それぞれ、変位位置に拘わらず、一定(∂S/∂Z、「反基板側」の場合と「基板側」の場合では符号が逆)である。よって、電圧Vmが一定の下では、静電力Fmは、慣性質量体3の変位に依存せず一定となり、静電力Fmは電圧Vmの変化に対して単調関数である。
Here, the force Fa is proportional to the acceleration A. The capacitance C1, capacitance C2, and restoring force Fb are proportional to the displacement of the inertial mass 3, and the electrostatic force Ff is a monotonic function with respect to the displacement of the inertial mass 3 when the voltage Vf is constant. .
As shown in FIG. 33, the height of the movable electrode 12 and the first fixed electrode 11 is h, the displacement position of the movable electrode 12 with respect to the first fixed electrode 11 in the thickness direction of the substrate 1 is Z, and both are completely When the displacement position Z when facing each other is 0, the movable electrode 12 is “on the opposite side” (Z> 0) away from the first fixed electrode 11, that is, away from the substrate 1 (Z> 0), or lower, ie, toward the substrate 1. When moving closer to the “substrate side” (Z <0) (Z ≠ 0), the opposing area S of both becomes smaller in proportion to the displacement position Z. Therefore, as shown in FIG. 34, the opposing area S with respect to the displacement Z decreases with a constant slope in the range of Z> 0 and Z <0 (until there is no overlap between the electrodes) with Z = 0 as the peak. To do. Therefore, as shown in FIG. 35, when the inertial mass body 3 is displaced, the value obtained by differentiating the facing area S between the first fixed electrode 11 and the movable electrode 12 by the displacement Z is movable with respect to the first fixed electrode 11. When the electrode 12 is positioned on the “non-substrate side” (h>Z> 0) or the “substrate side” (0 <Z <−h), it is constant (∂S / ∂Z, the sign is opposite in the case of “non-substrate side” and “substrate side”). Therefore, when the voltage Vm is constant, the electrostatic force Fm is constant regardless of the displacement of the inertial mass body 3, and the electrostatic force Fm is a monotonic function with respect to the change of the voltage Vm.

したがって、電圧Vmの値によって加速度Aを一意に知ることができ、目標値を(ΔC)oとし、電圧Vmを制御量としたサーボ方式を適用することができる。   Therefore, the acceleration A can be uniquely known from the value of the voltage Vm, and a servo system in which the target value is (ΔC) o and the voltage Vm is the control amount can be applied.

このようなサーボ方式を適用することにより、機械的な形状部分の変位が小さいため、変位に伴う信号変化の影響を小さくすることができ、例えば出力線形性の向上、信号のダイナミックレンジ(検出可能な印加加速度の最小分解能に対する検出可能な最大印加加速度の比)の拡大といった、良好な加速度検出特性を得ることができる。   By applying such a servo system, the displacement of the mechanically shaped portion is small, so the influence of the signal change accompanying the displacement can be reduced. For example, the output linearity is improved, the signal dynamic range (detectable) It is possible to obtain good acceleration detection characteristics such as an increase in the ratio of the maximum detectable acceleration to the minimum resolution of the applied acceleration.

また、機械的な形状部分の変位が小さく、可動部分が他の部分と接触する可能性を低く抑えることができるため、壊れにくく信頼性の高い加速度センサを得ることができる。   Further, since the displacement of the mechanically shaped part is small and the possibility that the movable part comes into contact with other parts can be kept low, it is possible to obtain an acceleration sensor that is hard to break and has high reliability.

また、基板1に対する成膜、パターニング、エッチングといったプロセスを繰り返し行うことで作製できるため、高い精度での部材の組み立てを必要としないという利点がある。また、第1固定電極11を、基板1の厚み方向に直交する方向において可動電極12に対向して配置するように構成したことから、当該加速度センサは、上述のようにMEMS技術によって一体で製作することができる。よって、従来に比べて高精度での製作及び組み立てが不要であり、また、センサの小型、軽量化が可能となる。   Further, since it can be produced by repeatedly performing processes such as film formation, patterning, and etching on the substrate 1, there is an advantage that it is not necessary to assemble members with high accuracy. In addition, since the first fixed electrode 11 is arranged so as to face the movable electrode 12 in a direction orthogonal to the thickness direction of the substrate 1, the acceleration sensor is integrally manufactured by the MEMS technique as described above. can do. Therefore, it is not necessary to manufacture and assemble with higher accuracy than in the past, and the sensor can be reduced in size and weight.

本実施の形態1の加速度センサ101においては、加速度が作用していない場合でも、第2固定電極(オフセット電極)13に電圧を印加することにより、慣性質量体3を強制的に変位させることができる。よって、加速度センサ101は、当該加速度センサ101が破壊されているか否かを自己診断する機能をも併せ持つ。   In the acceleration sensor 101 of the first embodiment, the inertial mass body 3 can be forcibly displaced by applying a voltage to the second fixed electrode (offset electrode) 13 even when no acceleration is applied. it can. Therefore, the acceleration sensor 101 also has a function of self-diagnosis whether or not the acceleration sensor 101 is destroyed.

また、本実施の形態1の加速度センサ101では、上述のように、電圧Vfを一定とし、電圧Vmを制御量としたサーボ方式を適用している。一方、上述のように、可動電極12が第1固定電極(駆動電極)11に対して、上方(反基板側)、下方(基板側)のいずれかに位置しているもとでは、慣性質量体3の変位に対する第1固定電極11と可動電極12との対向面積の微分値は、慣性質量体の変位に依らず一定である。よって、電圧Vmを一定のもとでは、発生する静電力は、慣性質量体3の変位に依存しないため、サーボ制御が容易に行えるという利点がある。   Further, in the acceleration sensor 101 of the first embodiment, as described above, the servo system is applied in which the voltage Vf is constant and the voltage Vm is a control amount. On the other hand, as described above, the inertial mass is obtained when the movable electrode 12 is positioned either on the upper side (on the side opposite to the substrate) or on the lower side (on the substrate side) with respect to the first fixed electrode (drive electrode) 11. The differential value of the opposed area of the first fixed electrode 11 and the movable electrode 12 with respect to the displacement of the body 3 is constant regardless of the displacement of the inertial mass body. Therefore, since the generated electrostatic force does not depend on the displacement of the inertial mass body 3 when the voltage Vm is constant, there is an advantage that servo control can be easily performed.

また、本実施の形態1の加速度センサ101では、検出電極8を2つ設け、それらの静電容量差を、サーボ制御を行う際の目標値としている。2つの検出電極81,82の静電容量差をサーボ制御の目標とすることで、目標値の絶対値を小さくすることができることから、サーボ制御を容易に行うことができ、電気回路への負担を小さくすることができる。また、プロセスばらつき等に起因する、目標値のばらつきを小さく抑えることもできる。   Further, in the acceleration sensor 101 of the first embodiment, two detection electrodes 8 are provided, and the capacitance difference between them is used as a target value when performing servo control. By setting the capacitance difference between the two detection electrodes 81 and 82 as the target of servo control, the absolute value of the target value can be reduced, so that servo control can be easily performed and the load on the electric circuit is reduced. Can be reduced. In addition, it is possible to suppress target value variations caused by process variations and the like.

また、本実施の形態1の加速度センサ101では、作用する加速度による慣性質量体3の変位を検出フレーム7の回転変位に変換して検出している。よって、正負いずれの方向の加速度に対しても、検出フレーム7と基板1との間の空気層が衝撃を緩和する緩衝材となる効果であるエアダンピング効果が生じ、素子構造を壊れにくくすることができる。   Further, in the acceleration sensor 101 of the first embodiment, the displacement of the inertial mass body 3 due to the acting acceleration is converted into the rotational displacement of the detection frame 7 and detected. Therefore, an air damping effect, which is an effect that the air layer between the detection frame 7 and the substrate 1 acts as a cushioning material to reduce the impact, is generated for acceleration in either positive or negative direction, and the element structure is hardly broken. Can do.

また、本実施の形態1の加速度センサ101では、電圧Vfを一定とし、電圧Vmを制御量としたサーボ方式を適用しているが、電圧Vmを一定とし電圧Vfを制御量としてもサーボ方式を適用した加速度センサを実現できる。   In the acceleration sensor 101 according to the first embodiment, the servo method is applied in which the voltage Vf is constant and the voltage Vm is the controlled variable. However, the servo method is also used in which the voltage Vm is constant and the voltage Vf is the controlled variable. The applied acceleration sensor can be realized.

また、本実施の形態1の加速度センサ101では、第1固定電極11と可動電極12とを櫛歯状に構成しているが、図19に示すように、櫛歯状の電極を設けず単に固定部2と慣性質量体3とが対向した構成としてもよい。固定部2と慣性質量体3との間に電圧Vmを印加することで、慣性質量体3の変位によって基板厚み方向の静電力を得ることができ、サーボ方式を適用した加速度センサを実現できる。   Further, in the acceleration sensor 101 of the first embodiment, the first fixed electrode 11 and the movable electrode 12 are configured in a comb-like shape, but as shown in FIG. The fixed portion 2 and the inertial mass body 3 may be configured to face each other. By applying the voltage Vm between the fixed portion 2 and the inertial mass body 3, an electrostatic force in the substrate thickness direction can be obtained by the displacement of the inertial mass body 3, and an acceleration sensor to which a servo system is applied can be realized.

また、本実施の形態1の加速度センサ101では、第1固定電極11は、慣性質量体3等の可動部分に対して対向するようにして、ねじれ軸6aに対して対称に配置しているが、第1固定電極11を慣性質量体3の外周を取り囲むように配置しても、また、慣性質量体3の一部と対向するように配置してもよい。この構成でも、電圧Vmを印加することで、慣性質量体3の変位によって基板厚み方向の静電力を得ることができ、サーボ方式を適用した加速度センサを実現できる。   In the acceleration sensor 101 of the first embodiment, the first fixed electrode 11 is arranged symmetrically with respect to the torsion axis 6a so as to face the movable part such as the inertial mass body 3 or the like. The first fixed electrode 11 may be disposed so as to surround the outer periphery of the inertial mass body 3 or may be disposed to face a part of the inertial mass body 3. Even in this configuration, by applying the voltage Vm, an electrostatic force in the substrate thickness direction can be obtained by the displacement of the inertial mass body 3, and an acceleration sensor to which a servo system is applied can be realized.

また、本実施の形態1の加速度センサ101では、検出電極8を2つ設け、その静電容量差をサーボ制御の目標値としているが、検出電極8は一つでもよい。この構成では、電圧Vfを印加したときの静電容量を目標値としてサーボ制御を行うことができる。   Further, in the acceleration sensor 101 of the first embodiment, two detection electrodes 8 are provided and the capacitance difference is set as a target value for servo control. However, the number of detection electrodes 8 may be one. In this configuration, servo control can be performed using the electrostatic capacitance when the voltage Vf is applied as a target value.

また、本実施の形態1の加速度センサ101では、加速度による慣性質量体3の変位を検出フレーム7の回転変位に変換して検出しているが、図20から図22に示すように、ねじれ梁6、検出フレーム7、及びリンク梁4を設けず、梁部材61によって基板厚み方向に変位が可能な、可動電極12を有する慣性質量体3とした構成でもよい。このような構成にあっても、電圧Vmを印加することで、慣性質量体3の変位によって基板厚み方向の静電力を得ることができ、サーボ方式を適用した加速度センサを実現できる。   Further, in the acceleration sensor 101 of the first embodiment, the displacement of the inertial mass body 3 due to the acceleration is detected by converting it into the rotational displacement of the detection frame 7, but as shown in FIGS. 20 to 22, the torsion beam 6, the detection frame 7 and the link beam 4 may be omitted, and the inertial mass 3 having the movable electrode 12 that can be displaced in the substrate thickness direction by the beam member 61 may be used. Even in such a configuration, by applying the voltage Vm, an electrostatic force in the substrate thickness direction can be obtained by the displacement of the inertial mass body 3, and an acceleration sensor to which a servo system is applied can be realized.

また、本実施の形態1の加速度センサ101では、電圧Vfの印加により、静電容量C1が増加、静電容量C2が減少としているが、静電容量C1が減少、静電容量C2が増加としてもよい。また、制御する静電容量差ΔCを(C1−C2)としているが、(C2−C1)としてもよい。   Further, in the acceleration sensor 101 of the first embodiment, the capacitance C1 is increased and the capacitance C2 is decreased by the application of the voltage Vf, but the capacitance C1 is decreased and the capacitance C2 is increased. Also good. Further, although the controlled capacitance difference ΔC is (C1-C2), it may be (C2-C1).

また、本実施の形態1の加速度センサ101では、一つの検出フレーム7を慣性質量体3が取り囲む構成であるが、複数の検出フレーム7を囲む形態としてもよい。即ち、図23及び図24に示すように、慣性質量体3は、例えば2つの検出フレーム7を囲む。2つの検出フレーム7において、ねじれ梁6とリンク梁4との相対的な位置関係を反対にすると、慣性質量体3が基板1の厚み方向に変位する場合には、2つの検出フレーム7がそれぞれ逆向きに回転変位し、慣性質量体3が傾斜する、あるいは基板1に平行又はほぼ平行な方向(面内方向)に変位する場合には、2つの検出フレーム7は、同じ方向に回転変位する。そのため、それぞれの検出フレーム7が互いに逆向きに回転変位する場合にのみ感度が高くなるように、検出電極81と検出電極84とを、検出電極82と検出電極83とを、それぞれ接続して静電容量C1、C2とすることで、検出軸方向1a以外の加速度に対する感度を抑制し、角速度や角加速度の影響を受けにくくすることができる。   In the acceleration sensor 101 according to the first embodiment, the inertia mass body 3 surrounds one detection frame 7, but may be configured to surround a plurality of detection frames 7. That is, as shown in FIGS. 23 and 24, the inertial mass body 3 surrounds two detection frames 7, for example. When the relative positional relationship between the torsion beam 6 and the link beam 4 is reversed in the two detection frames 7, when the inertial mass body 3 is displaced in the thickness direction of the substrate 1, the two detection frames 7 are respectively When the rotational mass is reversed and the inertial mass 3 is tilted or displaced in a direction parallel to or substantially parallel to the substrate 1 (in-plane direction), the two detection frames 7 are rotationally displaced in the same direction. . For this reason, the detection electrode 81 and the detection electrode 84 are connected to each other and the detection electrode 82 and the detection electrode 83 are connected to each other so that the sensitivity is increased only when the respective detection frames 7 are rotationally displaced in opposite directions. By setting the capacitances C1 and C2, the sensitivity to accelerations other than the detection axis direction 1a can be suppressed, and the influence of angular velocity and angular acceleration can be reduced.

実施の形態2.
次に、本発明の実施の形態2における加速度センサ102について、図25を参照して説明する。尚、図25において、同一又は同様の機能を果たす構成部分には、実施の形態1にて参照した図に付した符号と同じ符号を付し、以下では相違点のみについて説明を行う。
Embodiment 2. FIG.
Next, the acceleration sensor 102 according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 25, the same reference numerals as those used in the drawings referred to in the first embodiment are assigned to components that perform the same or similar functions, and only differences will be described below.

上述した実施の形態1の加速度センサ101では、図4に示すように、検出電極81,82は、同形状で同面積にて構成した。これに対し本実施の形態2の加速度センサ101では、図25に示すように、第2固定電極(オフセット電極)13に、アンカー5部分に対して一定の電圧Vfを印加したときに、静電容量C1と静電容量C2とが等しくなるように、換言すると、加速度センサ102が非動作時における初期の静電容量がC1<C2となるように、2つの検出電極8の面積を異ならせている。つまり、実施の形態2における加速度センサ102では、加速度センサ101の検出電極81に対応した、加速度センサ102における検出電極について、81−1と符番し、検出電極82の面積に比べて検出電極81−1の面積を小さくした。   In the acceleration sensor 101 according to the first embodiment described above, the detection electrodes 81 and 82 have the same shape and the same area as shown in FIG. On the other hand, in the acceleration sensor 101 according to the second embodiment, as shown in FIG. 25, when a constant voltage Vf is applied to the second fixed electrode (offset electrode) 13 with respect to the anchor 5 portion, The areas of the two detection electrodes 8 are made different so that the capacitance C1 and the capacitance C2 are equal, in other words, the initial capacitance when the acceleration sensor 102 is not operating is C1 <C2. Yes. That is, in the acceleration sensor 102 according to the second embodiment, the detection electrode in the acceleration sensor 102 corresponding to the detection electrode 81 of the acceleration sensor 101 is numbered as 81-1, and the detection electrode 81 is compared with the area of the detection electrode 82. The area of −1 was reduced.

このように構成することで、サーボ制御を行う際のΔCの目標値を「0」にすることができ、サーボ制御を容易に行うことができ、電気回路への負担を小さくすることができる。
勿論、本実施の形態2の加速度センサ102においても、上述した実施の形態1の加速度センサ101が奏する効果を奏することができ、また、上述した各変形例についても加速度センサ102に適用することができる。
With this configuration, the target value of ΔC when performing servo control can be set to “0”, servo control can be easily performed, and the burden on the electric circuit can be reduced.
Of course, the acceleration sensor 102 according to the second embodiment can also achieve the effects achieved by the acceleration sensor 101 according to the first embodiment described above, and each modification described above can also be applied to the acceleration sensor 102. it can.

実施の形態3.
次に、本発明の実施の形態3の加速度センサ103について、図26及び図27を参照して説明する。尚、図面において、同一又は同様の機能を果たす構成部分には、実施の形態1にて参照した図に付した符号と同じ符号を付し、以下では相違点のみについて説明を行う。
Embodiment 3 FIG.
Next, the acceleration sensor 103 according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the drawings, the same or similar components having the same functions are denoted by the same reference numerals as those in the drawings referred to in the first embodiment, and only differences will be described below.

サーボ制御を行う際のΔCの目標値を「0」にする手法として、上述の実施の形態2の構成を挙げたが、本実施の形態3は、さらに別の手法を開示する。
即ち、上述したように、第2固定電極(オフセット電極)13に、アンカー5部分に対して、一定の電圧Vfを印加したときには、静電容量C1と静電容量C2とに差が生じる。本実施の形態3では、この差に等しい値の静電容量C3を有する固定容量21を、基板1の絶縁体9上で、固定部2及び慣性質量体3等の検出部を形成した場所以外の箇所に形成している。つまり、絶縁体9に配線パターンにて、静電容量C2と静電容量C3とを並列に接続することで、静電容量差ΔC=(C1)−(C2+C3)とする。C2+C3がC1に等しくなるように固定容量21の静電容量C3を設定することで、サーボ制御を行う際のΔCの目標値を「0」とすることができる。これにより、サーボ制御を容易に行うことができ、電気回路への負担を小さくすることができる。
As a method for setting the target value of ΔC at the time of servo control to “0”, the configuration of the above-described second embodiment has been described, but the third embodiment discloses still another method.
That is, as described above, when the constant voltage Vf is applied to the second fixed electrode (offset electrode) 13 with respect to the anchor 5 portion, a difference is generated between the capacitance C1 and the capacitance C2. In the third embodiment, the fixed capacitor 21 having the capacitance C3 having a value equal to this difference is placed on the insulator 9 of the substrate 1 except where the detection unit such as the fixed unit 2 and the inertia mass body 3 is formed. It is formed in the part of. That is, the capacitance difference ΔC = (C1) − (C2 + C3) is obtained by connecting the capacitance C2 and the capacitance C3 in parallel to the insulator 9 with a wiring pattern. By setting the capacitance C3 of the fixed capacitor 21 so that C2 + C3 is equal to C1, the target value of ΔC when performing servo control can be set to “0”. Thereby, servo control can be easily performed and the burden on the electric circuit can be reduced.

ここで、固定容量21は、静電容量C1、C2に関する第2固定電極13、アンカー5部分等と同じ製造プロセスで作製することができることから、プロセスばらつき等は、静電容量C1、C2、C3に対して同様に作用する。よって、プロセスばらつき等に起因する静電容量のばらつきを小さくすることが可能である。   Here, since the fixed capacitor 21 can be manufactured by the same manufacturing process as the second fixed electrode 13 and the anchor 5 portion related to the capacitances C1 and C2, the process variation and the like are caused by the capacitances C1, C2, and C3. Acts in the same way. Therefore, it is possible to reduce the variation in capacitance caused by process variation and the like.

また、本実施形態3では、静電容量C3を追加する手法として固定容量21を基板1に形成する手法を採ったが、加速度センサ103外部に設置した静電容量の電圧変換回路への入力の前に、容量値がC1とC2との差に等しいキャパシタをC2と並列に接続してもよい。   In the third embodiment, the method of forming the fixed capacitor 21 on the substrate 1 is used as a method of adding the capacitance C3. However, the input of the capacitance to the voltage conversion circuit installed outside the acceleration sensor 103 is adopted. Before, a capacitor having a capacitance value equal to the difference between C1 and C2 may be connected in parallel with C2.

勿論、本実施の形態3の加速度センサ103においても、上述した実施の形態1の加速度センサ101が奏する効果を奏することができ、また、上述した各変形例についても加速度センサ103に適用することができる。   Of course, the acceleration sensor 103 according to the third embodiment can also achieve the effects exhibited by the acceleration sensor 101 according to the first embodiment described above, and each modification described above can also be applied to the acceleration sensor 103. it can.

実施の形態4.
次に、本発明の実施の形態4の加速度センサ104について、図28から図31を参照して説明する。尚、図面において、同一又は同様の機能を果たす構成部分には、実施の形態1にて参照した図に付した符号と同じ符号を付し、以下では相違点のみについて説明を行う。
Embodiment 4 FIG.
Next, the acceleration sensor 104 according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the drawings, the same or similar components having the same functions are denoted by the same reference numerals as those in the drawings referred to in the first embodiment, and only differences will be described below.

本実施の形態4の加速度センサ104では、第2固定電極(オフセット電極)13を設けない構成を採る。即ち、本実施の形態4の加速度センサ104では、図28及び図29に示すように、第1固定電極(駆動電極)11が可動電極12よりも反基板側(上側)に位置するように作製し、第2固定電極13を設けない構成としている。このような構成により、オフセット用の電圧Vfを第2固定電極13に印加することなく、電圧Vfの印加により慣性質量体3を変位させる場合と同じ効果がある。加速度検出域で、慣性質量体3及び検出フレーム7等の変位部材の変位範囲を、第1固定電極(駆動電極)11の下方(基板側)に限定することができ、印加加速度と第1固定電極11への印加電圧Vmとを一意に対応させることができる。また、印加加速度零、第1固定電極11への電圧印加が零の状態で検出容量差ΔCを零とすることができるため、サーボ制御を行う際のΔCの目標値を0とすることができ、サーボ制御を容易に行うことができ、電気回路への負担を小さくすることができる。   The acceleration sensor 104 according to the fourth embodiment employs a configuration in which the second fixed electrode (offset electrode) 13 is not provided. That is, the acceleration sensor 104 according to the fourth embodiment is manufactured so that the first fixed electrode (drive electrode) 11 is located on the side opposite to the substrate (upper side) than the movable electrode 12 as shown in FIGS. In addition, the second fixed electrode 13 is not provided. With such a configuration, the same effect is obtained as when the inertial mass body 3 is displaced by applying the voltage Vf without applying the offset voltage Vf to the second fixed electrode 13. In the acceleration detection area, the displacement range of the displacement member such as the inertia mass body 3 and the detection frame 7 can be limited to the lower side (substrate side) of the first fixed electrode (drive electrode) 11, and the applied acceleration and the first fixed The voltage Vm applied to the electrode 11 can be uniquely associated. In addition, since the detected capacitance difference ΔC can be zero when the applied acceleration is zero and the voltage application to the first fixed electrode 11 is zero, the target value of ΔC when performing servo control can be zero. Servo control can be easily performed, and the burden on the electric circuit can be reduced.

一方、これとは逆に、図30及び図31に示すように、第1固定電極11が可動電極12よりも基板側(下側)に位置するように作製し、第2固定電極(オフセット電極)13を設けない構成としてもよい。このような構成にあっても、加速度検出域で、電圧Vfを第2固定電極13に印加することなく、慣性質量体3及び検出フレーム7等の変位部材の変位範囲を、第1固定電極(駆動電極)11の上方(反基板側)に限定することができ、印加加速度と第1固定電極11への印加電圧Vmとを一意に対応させることができる。また、印加加速度零、第1固定電極11への電圧印加が零の状態で検出容量差ΔCを零とすることができるため、サーボ制御を行う際のΔCの目標値を0とすることができ、サーボ制御を容易に行うことができ、電気回路への負担を小さくすることができる。   On the other hand, as shown in FIGS. 30 and 31, on the other hand, the first fixed electrode 11 is fabricated so as to be positioned on the substrate side (lower side) of the movable electrode 12, and the second fixed electrode (offset electrode) is formed. ) 13 may be omitted. Even in such a configuration, the displacement range of the displacement member such as the inertial mass body 3 and the detection frame 7 can be set to the first fixed electrode (without applying the voltage Vf to the second fixed electrode 13 in the acceleration detection range. The driving electrode 11 can be limited to the upper side (on the side opposite to the substrate), and the applied acceleration can be uniquely associated with the applied voltage Vm to the first fixed electrode 11. In addition, since the detected capacitance difference ΔC can be zero when the applied acceleration is zero and the voltage application to the first fixed electrode 11 is zero, the target value of ΔC when performing servo control can be zero. Servo control can be easily performed, and the burden on the electric circuit can be reduced.

勿論、本実施の形態4の加速度センサ104においても、上述した実施の形態1の加速度センサ101が奏する効果を奏することができ、また、上述した各変形例についても加速度センサ104に適用することができる。   Of course, also in the acceleration sensor 104 of the fourth embodiment, the effects exhibited by the acceleration sensor 101 of the first embodiment described above can be achieved, and the above-described modifications can also be applied to the acceleration sensor 104. it can.

1 基板、3 慣性質量体、4 リンク梁、5 アンカー、6 ねじれ梁、
7 検出フレーム、8 検出電極、11 第1固定電極、12 可動電極、
13 第2固定電極、21 固定容量、
81、82 検出電極、
101〜104 加速度センサ、110 サーボ制御及び加速度検出回路、
150 加速度検出装置。
1 substrate, 3 inertia mass body, 4 link beam, 5 anchor, 6 torsion beam,
7 detection frame, 8 detection electrode, 11 first fixed electrode, 12 movable electrode,
13 second fixed electrode, 21 fixed capacity,
81, 82 detection electrodes,
101-104 acceleration sensor, 110 servo control and acceleration detection circuit,
150 Acceleration detector.

Claims (10)

基板と、
上記基板の厚み方向に変位可能に基板に支持され、可動電極を有する変位部材と、
上記可動電極との間に静電力を発生させて上記変位部材の変位を制御する第1固定電極と、
を備た加速度センサであって、
上記第1固定電極は、基板の厚み方向に直交する方向において可動電極に対向して基板に支持され、加速度の作用により可動電極に対向する面積が変化する、
ことを特徴とする加速度センサ。
A substrate,
A displacement member supported by the substrate so as to be displaceable in the thickness direction of the substrate and having a movable electrode;
A first fixed electrode that generates an electrostatic force between the movable electrode and controls the displacement of the displacement member;
An acceleration sensor equipped with
The first fixed electrode is supported on the substrate facing the movable electrode in a direction orthogonal to the thickness direction of the substrate, and an area facing the movable electrode changes due to an action of acceleration.
An acceleration sensor characterized by that.
基板の厚み方向において上記変位部材に対向して基板に配置され、変位部材との間に静電力を発生させて変位部材の変位を制御する第2固定電極をさらに備えた、請求項1記載の加速度センサ。   2. The apparatus according to claim 1, further comprising a second fixed electrode that is disposed on the substrate so as to face the displacement member in a thickness direction of the substrate, and that controls the displacement of the displacement member by generating an electrostatic force between the displacement member and the displacement member. Acceleration sensor. 上記第1固定電極は、基板の厚み方向において上記可動電極に対して反基板側に配置される、請求項1又は2に記載の加速度センサ。   The acceleration sensor according to claim 1, wherein the first fixed electrode is disposed on a side opposite to the movable electrode with respect to the movable electrode in a thickness direction of the substrate. 上記第1固定電極は、基板の厚み方向において上記可動電極に対して基板側に配置される、請求項1又は2に記載の加速度センサ。   The acceleration sensor according to claim 1, wherein the first fixed electrode is disposed on a substrate side with respect to the movable electrode in a thickness direction of the substrate. 上記変位部材は、変位可能に当該変位部材を基板に支持する支持構造を有する、請求項1から4のいずれか1項に記載の加速度センサ。   The acceleration sensor according to any one of claims 1 to 4, wherein the displacement member has a support structure that supports the displacement member on the substrate so as to be displaceable. 上記変位部材は、
上記直交方向に沿って延在し、ねじれ軸線を中心としてねじれ、かつ基板に支持されるねじれ梁と、
上記ねじれ軸線を中心として回転可能であり、上記ねじれ梁に支持される検出フレームと、
上記直交方向に沿って延在し、上記ねじれ軸線とは異なる位置で上記検出フレームに支持されるリンク梁と、
リンク梁に支持され、加速度の作用により基板の厚み方向に変位可能な慣性質量体と、を有する、請求項1から4のいずれか1項に記載の加速度センサ。
The displacement member is
A torsion beam extending along the orthogonal direction, twisted about a torsion axis, and supported by the substrate;
A detection frame that is rotatable about the torsion axis and supported by the torsion beam;
A link beam extending along the orthogonal direction and supported by the detection frame at a position different from the twist axis;
The acceleration sensor according to claim 1, further comprising: an inertial mass body supported by the link beam and capable of being displaced in a thickness direction of the substrate by an action of acceleration.
基板の厚み方向において上記変位部材に対向して基板に配置され、変位部材との間に静電容量を形成して変位部材の変位を検出する検出電極をさらに備えた、請求項1から6のいずれか1項に記載の加速度センサ。   The detection electrode according to claim 1, further comprising a detection electrode disposed on the substrate facing the displacement member in a thickness direction of the substrate, and detecting a displacement of the displacement member by forming a capacitance between the displacement member and the displacement member. The acceleration sensor according to any one of the above. 上記検出電極は、同方向の加速度に対して、静電容量が増加する第1検出電極と、静電容量が減少する第2検出電極とを有する、請求項7記載の加速度センサ。   The acceleration sensor according to claim 7, wherein the detection electrode has a first detection electrode whose capacitance increases and a second detection electrode whose capacitance decreases with respect to acceleration in the same direction. 基板の厚み方向において上記変位部材に対向して基板に配置され、変位部材との間に静電力を発生させて変位部材の変位を制御する第2固定電極をさらに備え、
第1検出電極及び第2検出電極は、加速度が作用せずかつ第2固定電極への電圧印加が無い状態において互いに異なる静電容量を有する、請求項8記載の加速度センサ。
A second fixed electrode disposed on the substrate opposite to the displacement member in the thickness direction of the substrate and generating an electrostatic force between the displacement member and controlling the displacement of the displacement member;
The acceleration sensor according to claim 8, wherein the first detection electrode and the second detection electrode have different electrostatic capacities in a state where no acceleration acts and no voltage is applied to the second fixed electrode.
基板の厚み方向において上記変位部材に対向して基板に配置され、変位部材との間に静電力を発生させて変位部材の変位を制御する第2固定電極と、
第2固定電極へ一定電圧を印加した状態での第1検出電極及び第2検出電極の各静電容量の差に相当する容量を有する固定容量と、をさらに備えた、請求項8記載の加速度センサ。
A second fixed electrode disposed on the substrate facing the displacement member in the thickness direction of the substrate and generating an electrostatic force between the second fixed electrode and the displacement member to control the displacement of the displacement member;
The acceleration according to claim 8, further comprising: a fixed capacitor having a capacity corresponding to a difference between the capacitances of the first detection electrode and the second detection electrode in a state where a constant voltage is applied to the second fixed electrode. Sensor.
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