JP2012225813A - Three axis accelerometer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は自動車や航空機等の輸送機器や携帯端末等に搭載され、互いに直交するX軸、Y軸、Z軸からなる3軸方向の加速度を検出する3軸加速度センサに関する。 The present invention relates to a three-axis acceleration sensor that is mounted on a transport device such as an automobile or an aircraft, a portable terminal, or the like and detects acceleration in three axes including an X axis, a Y axis, and a Z axis that are orthogonal to each other.
図5(a)は従来の加速度センサの検出素子の上面図、図5(b)は図5(a)の検出素子のX軸に平行なA−A線での断面図を示す(特許文献1参照)。 5A is a top view of a detection element of a conventional acceleration sensor, and FIG. 5B is a cross-sectional view of the detection element of FIG. 5A taken along line AA parallel to the X axis (Patent Literature). 1).
図5(a)(b)において、1はXY平面に平行に配置されたシリコン等からなる基板であり、該基板1の底面側をエッチング処理するとともに貫通孔2を形成することにより、厚肉部からなる錘部3とそれを囲むように配された支持枠部4と、薄肉で該錘部3および支持枠部4とを接続するX軸に平行な第1、第2の梁状可撓部5,5′と、薄肉で該錘部3および支持枠部4とを接続するY軸に平行な第3、第4の梁状可撓部6,6′と、が形成されている。前記第1の梁状可撓部5と支持枠部4との連結端部には歪抵抗素子Rx1を、前記第1の梁状可撓部5と錘部3との連結端部には歪抵抗素子Rx2を形成している。また、前記第2の梁状可撓部5′と錘部との連結端部には歪抵抗素子Rx3を、前記第2の梁状可撓部5′と支持枠部4との連結端部には歪抵抗素子Rx4を形成している。そして、前記歪抵抗素子Rx1,Rx2,Rx3,Rx4を前記第1、第2の梁状可撓部5,5′の中心線上に配置している。同様にして、前記第3の梁状可撓部6と支持枠部4との連結端部には歪抵抗素子Ry1,Rz1を、前記第3の梁状可撓部6と錘部3との連結端部には歪抵抗素子Ry2,Rz2を形成している。また、前記第3の梁状可撓部6′と錘部3との連結端部には歪抵抗素子Ry3,Rz3を、前記第3の梁状可撓部6′と支持枠部4との連結端部には歪抵抗素子Ry4,Rz4を形成している。そして、前記歪抵抗素子Ry1,Ry2,Ry3,Ry4と前記歪抵抗素子Rz1,Rz2,Rz3,Rz4とを前記第3、第4の梁状可撓部6,6′の中心線の両側にそれぞれ1列に配置している。
5 (a) and 5 (b),
しかしながら、上記従来の加速度センサの検出素子においては、1つの軸方向のみに加速度が印加され錘部3にその軸方向の慣性力が働いた場合において、この軸方向の加速度の他に、他の軸方向の加速度も出力される、いわゆる他軸感度のために、加速度の検出精度が低下するという問題点があった。
However, in the detection element of the conventional acceleration sensor, when acceleration is applied only in one axial direction and an inertial force in the axial direction is applied to the
以下に、この問題点について説明する。 This problem will be described below.
図6(a)は前記第1、第2の梁状可撓部5,5′に形成した歪抵抗素子Rx1,Rx2,Rx3,Rx4により構成されるブリッジ回路である。図6(a)において、歪抵抗素子Rx1と歪抵抗素子Rx2との間に電源電圧(Vdd)が接続され、歪抵抗素子Rx3と歪抵抗素子Rx4との間にアース(Vss)が接続されて、歪抵抗素子Rx1と歪抵抗素子Rx4との中点電位(V1)と、歪抵抗素子Rx2と歪抵抗素子Rx3との中点電位(V2)との差が測定される。X軸方向の加速度が印加されていない場合には、歪抵抗素子Rx1,Rx2,Rx3,Rx4は平衡する(Rx1・Rx3=Rx2・Rx4)ように構成されており、歪抵抗素子Rx1と歪抵抗素子Rx4との中点電位(V1)と、歪抵抗素子Rx2と歪抵抗素子Rx3との中点電位(V2)との差は零となっている。また、図6(b)は前記第3、第4の梁状可撓部6,6′に形成した歪抵抗素子Ry1,Ry2,Ry3,Ry4により構成されるブリッジ回路である。図6(b)において、歪抵抗素子Ry1と歪抵抗素子Ry2との間に電源電圧(Vdd)が接続され、歪抵抗素子Ry3と歪抵抗素子Ry4との間にアース(Vss)が接続されて、歪抵抗素子Ry1と歪抵抗素子Ry4との中点電位(V1)と、歪抵抗素子Ry2と歪抵抗素子Ry3との中点電位(V2)との差が測定される。Y軸方向の加速度が印加されていない場合には、歪抵抗素子Ry1,Ry2,Ry3,Ry4は平衡する(Ry1・Ry3=Ry2・Ry4)ように構成されており、歪抵抗素子Ry1と歪抵抗素子Ry4との中点電位(V1)と、歪抵抗素子Ry2と歪抵抗素子Ry3との中点電位(V2)との差は零となっている。さらにまた、図6(c)は前記第3、第4の梁状可撓部6,6′に形成した歪抵抗素子Rz1,Rz2,Rz3,Rz4により構成されるブリッジ回路である。図6(c)においては、歪抵抗素子Rz1と歪抵抗素子Rz2との間に電源電圧(Vdd)が接続され、歪抵抗素子Rz3と歪抵抗素子Rz4との間にアース(Vss)が接続されているが、歪抵抗素子Rz1と歪抵抗素子Rz3との中点電位(V1)と、歪抵抗素子Rz2と歪抵抗素子Rz4との中点電位(V2)との差が測定される点で図6(a)(b)と異なっている。Z軸方向の加速度が印加されていない場合には、歪抵抗素子Rz1,Rz2,Rz3,Rz4は平衡する(Rz1・Rz4=Rz2・Rz3)ように構成されており、歪抵抗素子Rz1と歪抵抗素子Rz3との中点電位(V1)と、歪抵抗素子Rz2と歪抵抗素子Rz4との中点電位(V2)との差は零となっている。
FIG. 6A shows a bridge circuit composed of strain resistance elements Rx1, Rx2, Rx3, Rx4 formed in the first and second beam-like
図7(a)は従来の加速度センサの検出素子にX軸方向の加速度が印加された時の上面図、図7(b)は図7(a)のX軸に平行なA−A線での断面図である。図7(b)において、錘部3はX軸方向に向く慣性力Fxにより回動し、歪抵抗素子Rx1,Rx3には引張歪が作用して抵抗値が上昇し、歪抵抗素子Rx2,Rx4には圧縮歪が作用して抵抗値が低下する。これにより、図6(a)のブリッジ回路の平衡が破れ、歪抵抗素子Rx1と歪抵抗素子Rx4との中点電位(V1)と、歪抵抗素子Rx2と歪抵抗素子Rx3との中点電位(V2)との電圧差が検出される。
FIG. 7A is a top view when acceleration in the X-axis direction is applied to the detection element of the conventional acceleration sensor, and FIG. 7B is an AA line parallel to the X-axis in FIG. FIG. In FIG. 7B, the
図7(c)は図7(a)の第4の梁状可撓部6′と錘部3との連結部近傍におけるX軸に平行なB−B線断面図、図7(d)は第4の梁状可撓部6′と支持枠部4との中央部近傍におけるX軸に平行なC−C線断面図、図7(e)は第4の梁状可撓部6′と支持枠部4との連結部近傍におけるX軸に平行なD−D線断面図である。
FIG. 7C is a cross-sectional view taken along the line BB parallel to the X axis in the vicinity of the connecting portion between the fourth beam-like
X軸の正方向への錘部3の回動に伴い、図7(c)(d)(e)に示すように、前記第4の梁状可撓部6′の断面は支持枠部4との連結部から錘部3との連結部までZ軸周りに連続的に回転する、すなわち前記第4の梁状可撓部6′が捻られるためRz3には引張歪が作用して抵抗値が上昇する。同様に、前記第3の梁状可撓部6も捻られるためRz2には引張歪が作用して抵抗値が上昇する。これにより、図6(c)のブリッジ回路の平衡が破れ、歪抵抗素子Rz1と歪抵抗素子Rz3との中点電位(V1)と、歪抵抗素子Rz2と歪抵抗素子Rz4との中点電位(V2)との電圧差が発生するため、あたかもZ軸方向に加速度が印加されたかのような偽信号、すなわち他軸感度が発生することになる。なお、歪抵抗素子Rz1,Rz4は各々前記第3の梁状可撓部6と支持枠部4との連結端部、前記第3の梁状可撓部6′と支持枠部4との連結端部に形成されているため、前記第3、第4の梁状可撓部6,6′の捻れによる歪は実質的に作用せず、歪抵抗素子Rz1,Rz4の抵抗値は変化することはない。
As the
また、図7(c)に示すように、X軸の正方向への錘部3の回動に伴い、前記第3、第4の梁状可撓部6,6′が捻られるため、歪抵抗素子Ry2,Ry3には圧縮歪が作用して抵抗値が低下する。この時、図6(b)のブリッジ回路は原理的には平衡状態を維持する。すなわち、歪抵抗素子Ry2,Ry3の抵抗値がともに△%だけ低下するとすれば、
Ry1・Ry3(1−△)−Ry4・Ry2(1−△)
=(Ry1・Ry3−Ry2・Ry4)・(1−△)=0
となるため、図6(b)のブリッジ回路は平衡状態を維持し、歪抵抗素子Ry1と歪抵抗素子Ry4との中点電位(V1)と、歪抵抗素子Ry2と歪抵抗素子Ry3との中点電位(V2)とは同一電位となる。これにより、X軸方向の加速度によりY軸方向の他軸感度が発生することはない。しかしながら、歪抵抗素子Ry1,Ry2,Ry3,Ry4の形成位置のバラツキやエッチング加工後に梁状可撓部に作用する残留歪等により、歪抵抗素子Ry2,Ry3の抵抗値の変化率△が異なる場合がある。この場合には、図6(b)のブリッジ回路は平衡が破れ、歪抵抗素子Ry1と歪抵抗素子Ry4との中点電位(V1)と、歪抵抗素子Ry2と歪抵抗素子Ry3との中点電位(V2)との電圧差が発生するため、あたかもY軸方向に加速度が印加されたかのような偽信号、すなわち他軸感度が発生することになる。
Further, as shown in FIG. 7C, the third and fourth beam-like
Ry1 · Ry3 (1-Δ) -Ry4 · Ry2 (1-Δ)
= (Ry1, Ry3-Ry2, Ry4), (1-Δ) = 0
Therefore, the bridge circuit of FIG. 6B maintains an equilibrium state, and the midpoint potential (V1) between the strain resistance element Ry1 and the strain resistance element Ry4, and between the strain resistance element Ry2 and the strain resistance element Ry3. The point potential (V2) is the same potential. Thereby, the other-axis sensitivity in the Y-axis direction does not occur due to the acceleration in the X-axis direction. However, when the rate of change Δ of the resistance values of the strain resistance elements Ry2, Ry3 is different due to variations in the formation positions of the strain resistance elements Ry1, Ry2, Ry3, Ry4, residual strain acting on the beam-like flexible portion after the etching process, etc. There is. In this case, the bridge circuit of FIG. 6B is out of balance, and the midpoint potential (V1) between the strain resistance element Ry1 and the strain resistance element Ry4, and the midpoint between the strain resistance element Ry2 and the strain resistance element Ry3. Since a voltage difference from the potential (V2) is generated, a false signal as if acceleration is applied in the Y-axis direction, that is, the other-axis sensitivity is generated.
次に、従来の加速度センサの検出素子にY軸方向の加速度が印加された時には、錘部3はY軸方向に向く慣性力Fyにより回動し、歪抵抗素子Ry2,Ry4には引張歪が作用して抵抗値が上昇し、歪抵抗素子Ry1,Ry3には圧縮歪が作用して抵抗値が低下する。これにより、図6(b)のブリッジ回路の平衡が破れ、歪抵抗素子Ry1と歪抵抗素子Ry4との中点電位(V1)と、歪抵抗素子Ry2と歪抵抗素子Ry3との中点電位(V2)との電圧差がY軸方向の加速度として検出される。
Next, when acceleration in the Y-axis direction is applied to the detection element of the conventional acceleration sensor, the
また、Y軸方向への錘部3の回動に伴い、前記第1、第2の梁状可撓部5,5′が捻られる。この時、歪抵抗素子Rx1,Rx2,Rx3,Rx4の形成位置が前記第1、第2の梁状可撓部5,5′の中心線上からずれていたり、エッチング加工後に梁状可撓部に残留歪が存在したりする場合には、図6(a)のブリッジ回路の平衡が破れ、歪抵抗素子Rx1と歪抵抗素子Rx4との中点電位(V1)と、歪抵抗素子Rx2と歪抵抗素子Rx3との中点電位(V2)との電圧差が発生するため、あたかもX軸方向に加速度が印加されたかのような偽信号、すなわち他軸感度が発生することになる。
Further, the first and second beam-like
本発明は上記従来の課題を解決するもので、歪抵抗素子の形成位置のバラツキやエッチング加工後に梁状可撓部に残留歪があったしても、他軸感度が発生せず、X軸、Y軸、Z軸からなる3軸方向の加速度を正確に検出できる3軸加速度センサを提供するものである。 The present invention solves the above-described conventional problems. Even if there is variation in the formation position of the strain resistance element or residual strain in the beam-shaped flexible portion after etching processing, no other-axis sensitivity occurs, and the X axis The present invention provides a triaxial acceleration sensor that can accurately detect acceleration in the triaxial direction including the Y axis and the Z axis.
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有する。 In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
請求項1に記載の発明は、XY平面に平行に置かれた基板と、前記基板の略中央部に設けられ加速度を受けて変位する第1の錘部と、前記第1の錘部を取り囲むように配置した支持枠部と、前記第1の錘部と支持枠部とを連結しX軸に平行な一対の梁状可撓部と、前記第1の錘部と支持枠部とを連結しY軸に平行な一対の梁状可撓部と、前記梁状可撓部上でかつ前記梁状可撓部と前記第1の錘部との連結端部に形成した歪抵抗素子とを備え、前記支持枠部内に、前記X軸に平行な一対の梁状可撓部の中心軸に関して略対称で、X軸に平行な一対の薄肉部を設けることにより、加速度を受けて変位する第2、第3の錘部を形成するとともに、前記支持枠部内に、前記Y軸に平行な一対の梁状可撓部の中心軸に関して対称で、Y軸に平行な一対の薄肉部を設けることにより、加速度を受けて変位する第4、第5の錘部を形成したもので、この構成によれば、X軸方向またはY軸方向のいずれか1つの軸方向の加速度が印加された時、この加速度が印加された軸に直交する梁状可撓部と、第2、第3または第4、第5の錘部が同方向に変位するため、前記梁状可撓部と錘部との連結端部に形成した歪抵抗素子に引張歪または圧縮歪が作用しないようにでき、これにより、他軸感度を発生させることなく、X軸、Y軸、Z軸からなる3軸方向の加速度を正確に検出でき、かつ第1の錘部と、第2、第3または第4、第5の錘部が同方向に変位するため、加速度感度を向上させることができるという作用効果を有するものである。 According to the first aspect of the present invention, a substrate placed parallel to the XY plane, a first weight portion provided at a substantially central portion of the substrate and displaced by acceleration, and the first weight portion are surrounded. The support frame part arranged in this way, the first weight part and the support frame part are connected, a pair of beam-like flexible parts parallel to the X axis, and the first weight part and the support frame part are connected. A pair of beam-like flexible portions parallel to the Y-axis, and a strain resistance element formed on the beam-like flexible portion and at a connection end portion between the beam-like flexible portion and the first weight portion. Provided with a pair of thin-walled portions that are substantially symmetrical with respect to the central axis of the pair of beam-like flexible portions parallel to the X-axis and parallel to the X-axis in the support frame portion. Forming a third weight portion and a pair of beam-shaped flexible portions symmetrical to the central axis of the pair of beam-shaped flexible portions parallel to the Y axis and parallel to the Y axis in the support frame portion; By providing the flesh portion, the fourth and fifth weight portions that are displaced by the acceleration are formed. According to this configuration, the acceleration in one of the X-axis direction and the Y-axis direction can be increased. When the beam is applied, the beam-shaped flexible portion perpendicular to the axis to which the acceleration is applied and the second, third, fourth, and fifth weight portions are displaced in the same direction. Tensile strain or compressive strain is prevented from acting on the strain resistance element formed at the connection end portion between the weight portion and the weight portion, so that it is possible to form the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis without generating other-axis sensitivity. The acceleration in the axial direction can be accurately detected, and the first weight part and the second, third, fourth, and fifth weight parts are displaced in the same direction, so that acceleration sensitivity can be improved. It has an effect.
本発明の請求項2に記載の発明は、特に、前記歪抵抗素子と電気的に接続された電極パッドを前記支持枠部の上面で、前記薄肉部および前記第2、第3、第4、第5の錘部以外の位置に設けたもので、この構成によれば、前記電極パッドと外部電極を接続する際、もしくは、他の基板等への実装・接着を行う際に応力が印加された時、前記薄肉部が撓むため、前記梁状可撓部および前記第2、第3、第4、第5の錘部への応力印加を妨げることができ、これにより、X軸、Y軸、Z軸からなる3軸方向の加速度を正確に検出できるという作用効果を有するものである。
In the invention according to
本発明の請求項3に記載の発明は、特に、前記薄肉部に切り欠き部を設けたもので、この構成によれば、前記薄肉部の剛性が下がるため、X軸方向またはY軸方向のいずれか1つの軸方向の加速度が印加された時、前記第2、第3、第4、第5の錘部の変位量を増加させることができ、これにより、X軸、Y軸、Z軸からなる3軸方向の加速度感度をさらに向上させることができるという作用効果を有するものである。
In the invention according to
以上のように本発明の3軸加速度センサは、XY平面に平行に置かれた基板と、前記基板の略中央部に設けられ加速度を受けて変位する第1の錘部と、前記第1の錘部を取り囲むように配置した支持枠部と、前記第1の錘部と支持枠部とを連結しX軸に平行な一対の梁状可撓部と、前記第1の錘部と支持枠部とを連結しY軸に平行な一対の梁状可撓部と、前記梁状可撓部上でかつ前記梁状可撓部と前記第1の錘部との連結端部に形成した歪抵抗素子とを備え、前記支持枠部内に、前記X軸に平行な一対の梁状可撓部の中心軸に関して略対称で、X軸に平行な一対の薄肉部を設けることにより、加速度を受けて変位する第2、第3の錘部を形成するとともに、前記支持枠部内に、前記Y軸に平行な一対の梁状可撓部の中心軸に関して対称で、Y軸に平行な一対の薄肉部を設けることにより、加速度を受けて変位する第4、第5の錘部を形成したもので、X軸方向またはY軸方向のいずれか1つの軸方向の加速度が印加された時、この加速度が印加された軸に直交する梁状可撓部と、第2、第3または第4、第5の錘部が同方向に変位するため、前記梁状可撓部と錘部との連結端部に形成した歪抵抗素子に引張歪または圧縮歪が作用しないようにでき、これにより、他軸感度を発生させることなく、X軸、Y軸、Z軸からなる3軸方向の加速度を正確に検出できるとともに、第1の錘部と、第2、第3または第4、第5の錘部が同方向に変位するため、加速度感度を向上させることができるという優れた効果を奏するものである。 As described above, the three-axis acceleration sensor according to the present invention includes the substrate placed in parallel with the XY plane, the first weight portion that is provided at a substantially central portion of the substrate and is displaced by the acceleration, and the first weight sensor. A support frame portion disposed so as to surround the weight portion; a pair of beam-like flexible portions that connect the first weight portion and the support frame portion and are parallel to the X axis; and the first weight portion and the support frame A pair of beam-shaped flexible portions that are connected to each other and parallel to the Y-axis, and a strain formed on the beam-shaped flexible portion and at a connection end portion between the beam-shaped flexible portion and the first weight portion. A resistance element, and a pair of thin portions parallel to the X-axis that are substantially symmetrical with respect to the central axis of the pair of beam-like flexible portions parallel to the X-axis in the support frame. The second and third weight portions that are displaced in the direction are formed, and the support frame portion is symmetrical with respect to the central axis of the pair of beam-like flexible portions parallel to the Y axis, and Y By providing a pair of thin wall parts parallel to each other, the fourth and fifth weight parts that are displaced by the acceleration are formed, and the acceleration in either the X-axis direction or the Y-axis direction is applied. The beam-like flexible part perpendicular to the axis to which the acceleration is applied and the second, third, fourth, and fifth weight parts are displaced in the same direction, Tensile strain or compressive strain can be prevented from acting on the strain resistance element formed at the connection end portion with the weight portion, so that the three axes including the X axis, the Y axis, and the Z axis can be generated without generating other axis sensitivity. The acceleration in the direction can be accurately detected, and the first weight part and the second, third, fourth, and fifth weight parts are displaced in the same direction, so that the acceleration sensitivity can be improved. There is an effect.
(実施の形態1)
以下、実施の形態1を用いて、本発明の特に請求項1に記載の発明について説明する。図1(a)は本発明の実施の形態1における3軸加速度センサの検出素子の上面図、図1(b)は図1(a)の検出素子におけるX軸に平行なa−a線断面図、図1(c)は図1(a)の検出素子におけるX軸に平行なb−b線断面図を示す。図1(a)−(c)において、21はXY平面に平行に配置されたシリコン単結晶基板であり、該基板21の底面側をエッチング処理するとともに貫通孔22を形成することにより、厚肉部からなる錘部23とそれを囲むように配された支持枠部24と、薄肉で該錘部23および支持枠部24とを接続するX軸に平行な第1、第2の梁状可撓部25,25′と、薄肉で該錘部3および支持枠部4とを接続するY軸に平行な第3、第4の梁状可撓部26,26′とが形成されている。前記第1の梁状可撓部25と支持枠部24との連結端部には歪抵抗素子Rx21を、前記第1の梁状可撓部25と錘部23との連結端部には歪抵抗素子Rx22を形成している。また、前記第2の梁状可撓部25′と錘部23との連結端部には歪抵抗素子Rx23を、前記第2の梁状可撓部25′と支持枠部24との連結端部には歪抵抗素子Rx24を形成している。そして、前記歪抵抗素子Rx21,Rx22,Rx23,Rx24を前記第1、第2の梁状可撓部25,25′の中心線上に配置している。同様にして、前記第3の梁状可撓部26と支持枠部24との連結端部には歪抵抗素子Ry21,Rz21を、前記第3の梁状可撓部26と錘部23との連結端部には歪抵抗素子Ry22,Rz22を形成している。また、前記第3の梁状可撓部26′と錘部23との連結端部には歪抵抗素子Ry23,Rz23を、前記第3の梁状可撓部26′と支持枠部24との連結端部には歪抵抗素子Ry24,Rz24を形成している。そして、前記歪抵抗素子Ry21,Ry22,Ry23,Ry24と前記歪抵抗素子Rz21,Rz22,Rz23,Rz24とを前記第3、第4の梁状可撓部26,26′の中心線の両側にそれぞれ1列に配置している。前記歪抵抗素子としてはシリコン単結晶基板の所定の位置にホウ素等の不純物をイオン注入して形成した半導体ピエゾ抵抗または酸化亜鉛、酸化クロム、酸化ルテニウムなどを蒸着して構成した酸化物抵抗を用いることができる。また、前記各歪抵抗素子は金属配線(図示せず)により図6に示したものと同様のブリッジ回路を構成している。27,27′,28,28′は前記支持枠部24内に、前記X軸に平行な一対の梁状可撓部25,25′の中心軸に関して略対称で、X軸に平行に設けられた一対の薄肉部であり、31,32は前記薄肉部27,27′,28,28′を設けることによって形成された、加速度を受けて変位する第2、第3の錘部である。また、29,29′,30,30′は前記支持枠部24内に、前記Y軸に平行な一対の梁状可撓部26,26′の中心軸に関して略対称で、Y軸に平行に設けられた一対の薄肉部であり、33,34は前記薄肉部29,29′,30,30′を設けることによって形成された、加速度を受けて変位する第4、第5の錘部である。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the first aspect of the present invention will be described with reference to the first embodiment. FIG. 1A is a top view of the detection element of the triaxial acceleration sensor according to
図2(a)は本発明の実施の形態1における3軸加速度センサの検出素子にX軸方向の加速度が印加された時の上面図、図2(b)は図2(a)のX軸に平行なa−a線での断面図である。図2(b)において、錘部23はX軸の正方向に向く慣性力Fxにより回動し、歪抵抗素子Rx21,Rx23には引張歪が作用して抵抗値が上昇し、歪抵抗素子Rx22,Rx24には圧縮歪が作用して抵抗値が低下する。これにより、歪抵抗素子Rx21,Rx22,Rx23,Rx24で構成されるブリッジ回路の平衡が破れ、歪抵抗素子Rx21と歪抵抗素子Rx24との中点電位と、歪抵抗素子Rx22と歪抵抗素子Rx23との中点電位との電圧差がX軸方向の加速度として検出される。
2A is a top view when acceleration in the X-axis direction is applied to the detection element of the triaxial acceleration sensor according to
図2(c)は図2(a)の第4の梁状可撓部26′と錘部23との連結部近傍におけるX軸に平行なc−c線断面図、図2(d)は図2(a)の第4の梁状可撓部26′と支持枠部24との連結部近傍におけるX軸に平行なd−d線断面図、図2(e)は図2(a)の支持枠部24上で、かつ、第4の薄肉部30,30′および第5の錘部34におけるX軸に平行なb−b線断面図である。
2C is a cross-sectional view taken along the line cc parallel to the X axis in the vicinity of the connecting portion between the fourth beam-like
図2(c)に示すように錘部23のX軸の正方向への回動に伴い第4の梁状可撓部26′は錘部23との連結部においてY軸の周りに回転する。ここで、従来の加速度センサの検出素子においては、第4の梁状可撓部26′は支持枠部24との連結部近傍においてY軸の周りに回転することができない。これにより、第4の梁状可撓部26′は錘部23との接続部と、支持枠部24との接続部との間で捻れることになる。しかしながら、本発明の実施の形態1における3軸加速度センサの検出素子においては、支持枠部24に第4の薄肉部30,30′を設けているため、この第4の薄肉部30,30′が第1、第2の梁状可撓部25,25′と同方向に変位し、第1の錘部23における上面と、第5の錘部34における上面とが同一平面となるため、この捻れは第4の梁状可撓部26′内で発生することがない。これにより、歪抵抗素子Rz24には引張または圧縮歪が作用せず抵抗値は変化することはない。同様に、前記第3の梁状可撓部26上の歪抵抗素子Rz21にも引張または圧縮歪が作用せず抵抗値は変化することはない。これにより、歪抵抗素子Rz21,Rz22,Rz23,Rz24で構成されるブリッジ回路は平衡状態を維持するため、他軸感度が発生することがない。
As shown in FIG. 2 (c), the fourth beam-like
また、図2(c)−(e)に示すように、錘部23がX軸の正方向へ回動しても、前記第3、第4の梁状可撓部26,26′上に形成した歪抵抗素子Ry21,Ry24には歪が作用しないため抵抗値は変化せず、これにより歪抵抗素子Ry21,Ry22,Ry23,Ry24の形成位置のバラツキやエッチング加工後に梁状可撓部に作用する残留歪等により、歪抵抗素子Ry21,Ry24の抵抗値の変化率△が異なったとしても歪抵抗素子Ry21,Ry22,Ry23,Ry24で構成されるブリッジ回路は平衡状態を維持し、他軸感度が発生することがない。
Further, as shown in FIGS. 2C to 2E, even if the
また、図2(e)に示すように、X軸方向の加速度が印加されると、第1の錘部23がX軸方向に回動するとともに、支持枠部24に形成された第5の錘部34は、第1の錘部23と同方向に変位するため、X軸に印加される単位加速度あたりに変位する錘部の質量が、第1の錘部23のみの場合と比較して増加する。同様に、第4の錘部33も、第1の錘部23と同方向に変位する。それにより、加速度検出素子のX軸方向の加速度感度を向上させることができる。
Further, as shown in FIG. 2E, when acceleration in the X-axis direction is applied, the
次に、本発明の実施の形態1における3軸加速度センサの検出素子にY軸方向の加速度が印加されると、錘部23はY軸方向に向く慣性力Fyにより回動し、歪抵抗素子Ry22,Ry24には引張歪が作用して抵抗値が上昇し、歪抵抗素子Ry21,Ry23には圧縮歪が作用して抵抗値が低下する。これにより、歪抵抗素子Ry21,Ry22,Ry23,Ry24で構成されるブリッジ回路の平衡が破れ、歪抵抗素子Ry21と歪抵抗素子Ry24との中点電位と、歪抵抗素子Ry22と歪抵抗素子Ry23との中点電位との電圧差がY軸方向の加速度として検出される。
Next, when acceleration in the Y-axis direction is applied to the detection element of the triaxial acceleration sensor according to
錘部23がY軸の正方向へ回動しても、支持枠部24には第1、第2の薄肉部27,27′,28,28′が設けられているため、本発明の実施の形態1における3軸加速度センサの検出素子にX軸正方向の加速度が印加された時と同様にして、第1、第2の梁状可撓部25,25′には捻れが発生することがなく、前記第1、第2の梁状可撓部25,25′上に形成した歪抵抗素子Rx21,Rx24には歪が作用しないため抵抗値は変化せず、これにより歪抵抗素子Rx21,Rx24の形成位置のバラツキやエッチング加工後に梁状可撓部に作用する残留歪等により、歪抵抗素子Rx21,Rx24の抵抗値の変化率△が異なったとしても歪抵抗素子Rx21,Rx22,Rx23,Rx24で構成されるブリッジ回路は平衡状態を維持し、他軸感度が発生することがない。
Even if the
また、Y軸方向の加速度が印加されると、第1の錘部23がY軸方向に回動するとともに、支持枠部24に形成された第2、第3の錘部31,32は、第1の錘部23と同方向に変位するため、Y軸に印加される単位加速度あたりに変位する錘部の質量が、第1の錘部23のみの場合と比較して増加する。それにより、加速度検出素子のY軸方向の加速度感度を向上させることができる。
When acceleration in the Y-axis direction is applied, the
このように、本発明の実施の形態1における3軸加速度センサの検出素子においては、X軸方向またはY軸方向のいずれか1つの軸方向の加速度が印加された時、加速度が印加された軸方向に、支持枠部に設けられた薄肉部が変位することで、この加速度が印加された軸に直交する他の梁状可撓部には捻れが発生せず、前記梁状可撓部と錘部との連結端部に形成した歪抵抗素子に引張歪または圧縮歪が作用しないようにでき、これにより、他軸感度を発生させることなく、X軸、Y軸、Z軸からなる3軸方向の加速度を正確に検出でき、かつ、支持枠部に形成された第2、第3、第4、第5の錘部が加速度印加方向に対して、第1の錘部と同方向に変位するため、X軸およびY軸方向の加速度感度を向上することができ、これにより、X軸、Y軸、Z軸からなる3軸方向の加速度を正確に検出できるものである。
As described above, in the detection element of the three-axis acceleration sensor according to
(実施の形態2)
以下、実施の形態2を用いて、本発明の特に請求項2に記載の発明についてさらに説明する。図3(a)は本発明の実施の形態2における3軸加速度センサの検出素子の上面図、図3(b)は図3(a)におけるX軸に平行なe−e線断面図である。なお、この本発明の実施の形態2においては、上記した本発明の実施の形態1の構成と同様の構成を有するものについては、同一符号を付しており、その説明は省略する。
(Embodiment 2)
Hereinafter, the second aspect of the present invention will be further described with reference to the second embodiment. FIG. 3A is a top view of the detection element of the triaxial acceleration sensor according to
図3(a)において、本発明の実施の形態2が上記した本発明の実施の形態1と相違する点は、歪抵抗素子と電気的に接続された電極パッド35を支持枠部24の上面で、薄肉部27,27′,28,28′,29,29′,30,30′および第2、第3、第4、第5の錘部31〜34以外の箇所に設けた点である。
In FIG. 3A, the second embodiment of the present invention differs from the first embodiment of the present invention described above in that the
本発明の実施の形態2における3軸加速度センサにおいては、本発明の実施の形態1における3軸加速度センサと同様に他軸感度を発生させることがなく、かつ、加速度感度を向上させることができるとともに、さらに梁状可撓部25,25′,26,26′および歪抵抗素子Rx21〜Rx24,Ry21〜Ry24,Rz21〜Rz24に応力を伝達させないようにでき、これにより、X軸、Y軸、Z軸からなる3軸方向の加速度を正確に検出できるものである。
In the triaxial acceleration sensor according to the second embodiment of the present invention, the other-axis sensitivity is not generated and the acceleration sensitivity can be improved similarly to the triaxial acceleration sensor according to the first embodiment of the present invention. In addition, it is possible to prevent stress from being transmitted to the beam-like
以下に、この点について説明する。 This point will be described below.
図3(a)に示す本発明の実施の形態2において、X軸方向の加速度が印加されると、本発明の実施の形態1における3軸加速度センサの検出素子の場合と同様にして、支持枠部24に設けられた第3、第4の薄肉部29,29′,30,30′が第1、第2の梁状可撓部25,25′と同方向に変位し、第1の錘部23における上面と、第4、第5の錘部33,34における上面とが同一平面となるため、第3、第4の梁状可撓部26′内で捻れが発生することがない。これにより、歪抵抗素子Rz21,Rz24およびRy21,Ry24には引張または圧縮歪が作用せず抵抗値は変化しない。これにより、歪抵抗素子Rz21,Rz22,Rz23,Rz24およびRy21,Ry22,Ry23,Ry24で構成されるブリッジ回路は平衡状態を維持するため、他軸感度が発生することがない。
In the second embodiment of the present invention shown in FIG. 3 (a), when acceleration in the X-axis direction is applied, the support is performed in the same manner as the detection element of the three-axis acceleration sensor in the first embodiment of the present invention. The third and fourth
また、本発明の実施の形態2において、Y軸正方向の加速度が印加された時も、本発明の実施の形態1における3軸加速度センサの検出素子の場合と同様にして、錘部23がY軸の正方向へ回動しても、支持枠部24には第1、第2の薄肉部27,27′,28,28′が設けられているため、第1、第2の梁状可撓部25,25′には捻れが発生することがなく、前記第1、第2の梁状可撓部25,25′上に形成した歪抵抗素子Rx21,Rx24には歪が作用しないため抵抗値は変化しない。これにより、歪抵抗素子Rx21,Rx22,Rx23,Rx24で構成されるブリッジ回路は平衡状態を維持し、他軸感度が発生することがない。
Further, in the second embodiment of the present invention, when acceleration in the Y-axis positive direction is applied, the
次に、X軸方向の加速度が印加され、第1の錘部23がX軸方向に回動する際には、支持枠部24に形成された第4、第5の錘部33、34が、第1の錘部23と同方向に変位し、また、Y軸正方向の加速度が印加され、第1の錘部23がY軸正方向に回動する際には、支持枠部24に形成された第2、第3の錘部31,32が、第1の錘部23と同方向に変位するため、X、Y各軸に印加される単位加速度あたりに変位する錘部の質量が、第1の錘部23のみの場合と比較して増加する。それにより、加速度検出素子のX、Y各軸方向の加速度感度を向上させることができる。
Next, when acceleration in the X-axis direction is applied and the
次に、本発明の実施の形態2における3軸加速度センサの検出素子は、検出素子上の電極パッドと外部電極間を金属ワイヤーを用いたワイヤーボンディング、もしくは、電極パッドと外部電極とをAu−Au接合などによる金属接合やはんだなどによる共晶接合等の接合を用いて電気的に接続される。これにより、特に、接合を用いて接続を行う際には、熱膨張などによる他材料の変形や外乱応力の影響などによって発生した応力が、梁状可撓部25,25′,26,26′および歪抵抗素子Rx21〜Rx24,Ry21〜Ry24,Rz21〜Rz24に伝達しやすくなる。
Next, the detection element of the triaxial acceleration sensor according to the second embodiment of the present invention is configured such that wire bonding using a metal wire is performed between the electrode pad on the detection element and the external electrode, or the electrode pad and the external electrode are connected with Au- Electrical connection is made using metal bonding such as Au bonding or eutectic bonding using solder. Thereby, particularly when connecting using bonding, stress generated by deformation of other materials due to thermal expansion or the influence of disturbance stress is caused by the beam-like
図3(a)に示すように、本発明の実施の形態2における3軸加速度センサの検出素子においては、前記電気的接続に用いる電極パッド35を薄肉部27,27′,28,28′,29,29′,30,30′および第2、第3、第4、第5の錘部31〜34以外の支持枠部の上面に設けることにより、電極パッド間の略中央部にはいずれかの薄肉部が設けられるようになる。それにより、図3(b)に示すように、接合時および接合後の外乱・雰囲気変化によって発生する応力が、薄肉部が変位することで緩和され、それにより、梁状可撓部および歪抵抗素子に応力が伝達することを防ぐことができ、他軸感度が発生することがない。また、図3(a)に示す構成においては、電極パッドと外部電極との接合のみでなく、加速度検出素子を他の基板等に接着剤等を介して実装を行う際にもその効果を奏する。
As shown in FIG. 3 (a), in the detection element of the triaxial acceleration sensor according to the second embodiment of the present invention, the
このように、本発明の実施の形態2における3軸加速度センサの検出素子においては、X軸方向またはY軸方向のいずれか1つの軸方向の加速度が印加された時、加速度が印加された軸方向に、支持枠部に設けられた薄肉部が変位することで、この加速度が印加された軸に直交する他の梁状可撓部には捻れが発生せず、前記梁状可撓部と錘部との連結端部に形成した歪抵抗素子に引張歪または圧縮歪が作用しないようにでき、これにより、他軸感度を発生させることなく、X軸、Y軸、Z軸からなる3軸方向の加速度を正確に検出でき、かつ、支持枠部に形成された第2、第3、第4、第5の錘部が加速度印加方向に対して、第1の錘部と同方向に変位するため、X軸およびY軸方向の加速度感度を向上することができるとともに、さらに、電極パッドを薄肉部および第2、第3、第4、第5の錘部以外の支持枠部の上面に設けることにより、外部電極との電気的接続時、もしくは、他の基板等への実装・接着時に発生する応力が、薄肉部が変位することで緩和され、梁状可撓部および歪抵抗素子に応力が伝達することを防ぐことができ、これにより、X軸、Y軸、Z軸からなる3軸方向の加速度を正確に検出できるものである。 As described above, in the detection element of the triaxial acceleration sensor according to the second embodiment of the present invention, when the acceleration in one of the X axis direction and the Y axis direction is applied, the axis to which the acceleration is applied is applied. In the direction, the thin-walled portion provided in the support frame portion is displaced, so that the other beam-like flexible portions orthogonal to the axis to which the acceleration is applied are not twisted, and the beam-like flexible portions and Tensile strain or compressive strain can be prevented from acting on the strain resistance element formed at the connection end portion with the weight portion, so that the three axes including the X axis, the Y axis, and the Z axis can be generated without generating other axis sensitivity. The acceleration in the direction can be accurately detected, and the second, third, fourth, and fifth weights formed on the support frame are displaced in the same direction as the first weight with respect to the acceleration application direction. Therefore, the acceleration sensitivity in the X-axis and Y-axis directions can be improved, and further Mounting the electrode pad on the upper surface of the thin frame part and the support frame part other than the second, third, fourth, and fifth weight parts, when electrically connected to the external electrode, or mounted on another substrate, etc. -Stress generated at the time of adhesion is relieved by the displacement of the thin-walled portion, and it is possible to prevent stress from being transmitted to the beam-like flexible portion and the strain resistance element, whereby the X-axis, Y-axis, Z-axis It is possible to accurately detect the acceleration in the three-axis direction.
(実施の形態3)
以下、実施の形態3を用いて、本発明の特に請求項3に記載の発明についてさらに説明する。図4(a)−(c)は本発明の実施の形態3における3軸加速度センサの検出素子の上面図である。なお、この本発明の実施の形態3においては、上記した本発明の実施の形態1の構成と同様の構成を有するものについては、同一符号を付しており、その説明は省略する。
(Embodiment 3)
In the following, the third embodiment of the present invention, particularly the invention described in
図4(a)において、本発明の実施の形態3が上記した本発明の実施の形態1と相違する点は、支持枠部24に設けられた薄肉部27,27′,28,28′,29,29′,30,30′に切り欠き部36を設けた点である。
4A, the third embodiment of the present invention is different from the first embodiment of the present invention described above in that thin-
本発明の実施の形態3における3軸加速度センサにおいては、本発明の実施の形態1、2における3軸加速度センサと同様に他軸感度を発生させることがなく、かつ、加速度感度を向上させることができるとともに、さらに加速度感度の向上ができるものである。 In the triaxial acceleration sensor according to the third embodiment of the present invention, the other-axis sensitivity is not generated and the acceleration sensitivity is improved as in the triaxial acceleration sensor according to the first and second embodiments of the present invention. The acceleration sensitivity can be further improved.
以下に、この点について説明する。 This point will be described below.
図4(a)に示す本発明の実施の形態3において、X軸正方向の加速度が印加された時、本発明の実施の形態1、2における3軸加速度センサの検出素子の場合と同様にして、支持枠部24に設けられた第3、第4の薄肉部29,29′,30,30′が第1、第2の梁状可撓部25,25′と同方向に変位し、第1の錘部23における上面と、第4、第5の錘部33,34における上面とが同一平面となるため、第3、第4の梁状可撓部26,26′内で捻れが発生することがない。これにより、歪抵抗素子Rz21,Rz24およびRy21,Ry24には引張または圧縮歪が作用せず抵抗値は変化しない。これにより、歪抵抗素子Rz21,Rz22,Rz23,Rz24およびRy21,Ry22,Ry23,Ry24で構成されるブリッジ回路は平衡状態を維持するため、他軸感度が発生することがない。
In the third embodiment of the present invention shown in FIG. 4A, when acceleration in the X-axis positive direction is applied, the same as in the case of the detection element of the three-axis acceleration sensor in the first and second embodiments of the present invention. The third and fourth
また、本発明の実施の形態3において、Y軸正方向の加速度が印加された時も、本発明の実施の形態1,2における3軸加速度センサの検出素子の場合と同様にして、錘部23がY軸の正方向へ回動しても、支持枠部24には第1、第2の薄肉部27,27′,28,28′が設けられているため、第1、第2の梁状可撓部25,25′には捻れが発生することがなく、前記第1、第2の梁状可撓部25,25′上に形成した歪抵抗素子Rx21,Rx24には歪が作用しないため抵抗値は変化しない。これにより、歪抵抗素子Rx21,Rx22,Rx23,Rx24で構成されるブリッジ回路は平衡状態を維持し、他軸感度が発生することがない。
In the third embodiment of the present invention, when acceleration in the positive direction of the Y-axis is applied, the weight portion is the same as in the case of the detection element of the three-axis acceleration sensor in the first and second embodiments of the present invention. Even if 23 rotates in the positive direction of the Y-axis, the
次に、X軸正方向の加速度が印加され、第1の錘部23がX軸正方向に回動する際には、支持枠部24に形成された第4、第5の錘部33、34が、第1の錘部23と同方向に変位し、また、Y軸正方向の加速度が印加され、第1の錘部23がY軸正方向に回動する際には、支持枠部24に形成された第2、第3の錘部31,32が、第1の錘部23と同方向に変位するため、X、Y各軸に印加される単位加速度あたりに変位する錘部の質量が、第1の錘部23のみの場合と比較して増加する。それにより、加速度検出素子のX、Y各軸方向の加速度感度を向上させることができる。
Next, when acceleration in the X-axis positive direction is applied and the
さらに、図4(a)に示す本発明の実施の形態3においては、前記各薄肉部に切り欠き部36を設け、前記各薄肉部の剛性を下げる構造となっているため、X、Y各軸方向の加速度が印加された時、第2、第3、第4、第5の錘部31〜34の変位量を増大させることができ、これにより、加速度検出素子のX、Y各軸方向の加速度感度をさらに向上させることができる。
Furthermore, in
図4(b)、(c)に示すように、前記切り欠き部の形状は一対の薄肉部内で同形状であれば、円形に限らず多角形のものでも構わない。また、前記各薄肉部に設ける前記切り欠き部の個数は複数でも良く、その配列方向はX軸方向、Y軸方向どちらでも構わない。 As shown in FIGS. 4B and 4C, the shape of the notch is not limited to a circle but may be a polygon as long as it is the same shape within a pair of thin portions. Moreover, the number of the notches provided in each thin portion may be plural, and the arrangement direction may be either the X-axis direction or the Y-axis direction.
このように、本発明の実施の形態3における3軸加速度センサにおいては、本発明の実施の形態1,2における3軸加速度センサと同様に他軸感度を発生させることがないとともに、薄肉部に切り欠き部を設けることにより、支持枠部に形成された第2、第3、第4、第5の錘部の変位量を増大させることができ、X軸およびY軸方向の加速度感度をさらに向上することができ、これにより、X軸、Y軸、Z軸からなる3軸方向の加速度を正確に検出できるものである。 As described above, the triaxial acceleration sensor according to the third embodiment of the present invention does not generate other-axis sensitivity as in the triaxial acceleration sensor according to the first and second embodiments of the present invention, and the thin portion By providing the notch, it is possible to increase the amount of displacement of the second, third, fourth, and fifth weight portions formed in the support frame, and further increase the acceleration sensitivity in the X-axis and Y-axis directions. As a result, the acceleration in the three-axis direction including the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis can be accurately detected.
本発明に係る3軸加速度センサは、XY平面に平行に置かれた基板と、前記基板の略中央部に設けられ加速度を受けて変位する第1の錘部と、前記第1の錘部を取り囲むように配置した支持枠部と、前記第1の錘部と支持枠部とを連結しX軸に平行な一対の梁状可撓部と、前記第1の錘部と支持枠部とを連結しY軸に平行な一対の梁状可撓部と、前記梁状可撓部上でかつ前記梁状可撓部と前記第1の錘部との連結端部に形成した歪抵抗素子とを備え、前記支持枠部内に、前記X軸に平行な一対の梁状可撓部の中心軸に関して略対称で、X軸に平行な一対の薄肉部を設けることにより、加速度を受けて変位する第2、第3の錘部を形成するとともに、前記支持枠部内に、前記Y軸に平行な一対の梁状可撓部の中心軸に関して対称で、Y軸に平行な一対の薄肉部を設けることにより、加速度を受けて変位する第4、第5の錘部を形成したもので、X軸方向またはY軸方向のいずれか1つの軸方向の加速度が印加された時、この加速度が印加された軸に直交する他の梁状可撓部と、第2、第3または第4、第5の錘部が同方向に捻れるため、前記梁状可撓部と錘部との連結端部に形成した歪抵抗素子に引張歪または圧縮歪が作用しないようにでき、これにより、他軸感度を発生させることなく、X軸、Y軸、Z軸からなる3軸方向の加速度を正確に検出でき、かつ第1の錘部と、第2、第3または第4、第5の錘部が同方向に変位するため、加速度感度を向上させることができるという効果を有するものであり、ために、特に、自動車や航空機等の輸送機器や携帯端末等に用いてこれらの機器に働く互いに直交するX軸、Y軸、Z軸方向の加速度を検出する3軸加速度センサとして有用なものである。 A three-axis acceleration sensor according to the present invention includes a substrate placed in parallel with an XY plane, a first weight portion provided at a substantially central portion of the substrate, which is displaced by acceleration, and the first weight portion. A surrounding support frame portion, a pair of beam-like flexible portions that connect the first weight portion and the support frame portion and are parallel to the X axis, and the first weight portion and the support frame portion. A pair of beam-like flexible portions that are connected and parallel to the Y-axis, and a strain resistance element formed on the beam-like flexible portion and at a connection end portion between the beam-like flexible portion and the first weight portion; And a pair of thin-walled portions that are substantially symmetrical with respect to the central axis of the pair of beam-like flexible portions parallel to the X-axis and are parallel to the X-axis in the support frame portion, and are displaced by receiving acceleration. Second and third weight portions are formed, and the support frame portion is symmetrical with respect to the central axis of the pair of beam-like flexible portions parallel to the Y axis and is parallel to the Y axis. By providing a pair of thin-walled portions, the fourth and fifth weight portions that are displaced by the acceleration are formed, and when an acceleration in either the X-axis direction or the Y-axis direction is applied. Since the other beam-like flexible part orthogonal to the axis to which this acceleration is applied and the second, third, fourth, or fifth weight part are twisted in the same direction, the beam-like flexible part and the weight Tensile strain or compressive strain can be prevented from acting on the strain resistance element formed at the connection end portion with the portion, and thereby, the triaxial direction composed of the X axis, the Y axis, and the Z axis without generating other axis sensitivity. The acceleration can be accurately detected, and the first weight part and the second, third, fourth, and fifth weight parts are displaced in the same direction, so that the acceleration sensitivity can be improved. In particular, these are used for transportation equipment such as automobiles and airplanes, portable terminals, etc. X-axis orthogonal to each other acts on the vessel, Y-axis, is useful as a three-axis acceleration sensor for detecting acceleration in the Z-axis direction.
21 基板
23 第1の錘部
24 支持枠部
25,25′,26,26′ 梁状可撓部
Rx21〜Rx24,Ry21〜Ry24,Rz21〜Rz24 歪抵抗素子
27,27′,28,28′,29,29′,30,30′ 薄肉部
31〜34 第2,第3,第4,第5の錘部
35 電極パッド
36 切り欠き部
21
Claims (3)
前記基板の略中央部に設けられ加速度を受けて変位する第1の錘部と、
前記第1の錘部を取り囲むように配置した支持枠部と、
前記第1の錘部と支持枠部とを連結しX軸に平行な一対の梁状可撓部と、
前記第1の錘部と支持枠部とを連結しY軸に平行な一対の梁状可撓部と、
前記梁状可撓部上でかつ前記梁状可撓部と前記第1の錘部との連結端部に形成した歪抵抗素子とを備え、
前記支持枠部内に、前記X軸に平行な一対の梁状可撓部の中心軸に関して略対称で、X軸に平行な一対の薄肉部を設けることにより、加速度を受けて変位する第2、第3の錘部を形成するとともに、
前記支持枠部内に、前記Y軸に平行な一対の梁状可撓部の中心軸に関して略対称で、Y軸に平行な一対の薄肉部を設けることにより、加速度を受けて変位する第4、第5の錘部を形成した3軸加速度センサ。 A substrate placed parallel to the XY plane;
A first weight portion that is provided at a substantially central portion of the substrate and receives an acceleration to be displaced;
A support frame portion arranged to surround the first weight portion;
A pair of beam-like flexible portions connecting the first weight portion and the support frame portion and parallel to the X axis;
A pair of beam-like flexible portions connecting the first weight portion and the support frame portion and parallel to the Y axis;
A strain resistance element formed on the beam-shaped flexible portion and at a connection end portion between the beam-shaped flexible portion and the first weight portion;
By providing a pair of thin portions in the support frame portion that are substantially symmetrical with respect to the central axis of the pair of beam-like flexible portions parallel to the X axis and parallel to the X axis, Forming a third weight,
In the support frame portion, by providing a pair of thin portions that are substantially symmetrical with respect to the central axis of the pair of beam-like flexible portions parallel to the Y-axis and parallel to the Y-axis, a fourth displacement that is displaced by acceleration is provided. A triaxial acceleration sensor in which a fifth weight portion is formed.
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CN113483754A (en) * | 2021-07-06 | 2021-10-08 | 重庆多融科技有限公司 | Accelerometer signal processing system and method for inertial navigation system |
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