JP2014182058A - 物理量センサー、電子機器、及び移動体 - Google Patents
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Abstract
【課題】支持基板と可動部のスティッキングを防止する物理量センサーを提供する。
【解決手段】本発明の物理量センサー1は、固定電極部38,39が配置された支持基板2と、前記支持基板2上に配置し、前記固定電極部38,39と対向し印加される物理量に応じて変位する可動電極部36,37を有する可動部と、を備え、前記支持基板2には、前記可動部と対向する主面に第1凹凸部26が設けられ、前記可動部には、前記支持基板2と対向する主面に第2凹凸部60が設けられ、前記第1凹凸部26の凸部28の少なくとも一部は、平面視において前記第2凹凸部60の凹部62と対向していることを特徴としている。
【選択図】図2
【解決手段】本発明の物理量センサー1は、固定電極部38,39が配置された支持基板2と、前記支持基板2上に配置し、前記固定電極部38,39と対向し印加される物理量に応じて変位する可動電極部36,37を有する可動部と、を備え、前記支持基板2には、前記可動部と対向する主面に第1凹凸部26が設けられ、前記可動部には、前記支持基板2と対向する主面に第2凹凸部60が設けられ、前記第1凹凸部26の凸部28の少なくとも一部は、平面視において前記第2凹凸部60の凹部62と対向していることを特徴としている。
【選択図】図2
Description
本発明は、物理量センサー、電子機器、及び移動体に関する。
従来から、加速度や角速度等の物理量を検出する物理量センサーとして、固定電極を備えた支持基板と、固定電極に対して間隔をもって並んで設けられるとともに、一定方向に変位可能な可動部に設けられた可動電極と、を有する構造が知られている。
このような構成の物理量センサーは、可動部の変位に伴い、支持基板に設けられた固定電極と、可動部に設けられた可動電極との間隔が変化し、その間隔の変化によって、固定電極と可動電極との間に生じる静電容量の変化を検出することで、加速度、角速度等の物理量の変化を検出することができる。
しかし製造時又は動作時において、支持基板と可動部が面接触して固着してしまうスティッキングが生じることがある。スティッキングが生じると支持基板と可動部が固定されてしまい本来の機能を果たすことができなくなる。
そこでスティッキングを防止するため、特許文献1のデバイスでは、支持基板と可動体が対向する面にそれぞれ凸部を形成して長期間にわたってスティッキングを防止している。
このような構成の物理量センサーは、可動部の変位に伴い、支持基板に設けられた固定電極と、可動部に設けられた可動電極との間隔が変化し、その間隔の変化によって、固定電極と可動電極との間に生じる静電容量の変化を検出することで、加速度、角速度等の物理量の変化を検出することができる。
しかし製造時又は動作時において、支持基板と可動部が面接触して固着してしまうスティッキングが生じることがある。スティッキングが生じると支持基板と可動部が固定されてしまい本来の機能を果たすことができなくなる。
そこでスティッキングを防止するため、特許文献1のデバイスでは、支持基板と可動体が対向する面にそれぞれ凸部を形成して長期間にわたってスティッキングを防止している。
しかしながら特許文献1の支持基板と可動体のそれぞれに形成された凸部は、ほぼ同じ大きさで、互いに対向して配置されているため、凸部の端面どうしが面接触して固着するスティッキングのおそれがあった。また、凸部と凸部が対向することから、衝撃等によって凸部と凸部が確実に衝突し、摩擦によって静電気が発生する可能性があり、スティッキングを防止できなくなるおそれがあった。
そこで本発明は、スティッキングを確実に防止することができる物理量センサー、電子機器、及び移動体を提供することを目的としている。
そこで本発明は、スティッキングを確実に防止することができる物理量センサー、電子機器、及び移動体を提供することを目的としている。
本発明は、上述した課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態、又は適用例として実現することが可能である。
[適用例1]本適用例に係る物理量センサーは、固定電極部が配置された支持基板と、前記支持基板上に配置し、前記固定電極部と対向し印加される物理量に応じて変位する可動電極部を有する可動部と、を備え、前記支持基板には、前記可動部と対向する主面に第1凹凸部が設けられ、前記可動部には、前記支持基板と対向する主面に第2凹凸部が設けられ、前記第1凹凸部の凸部の少なくとも一部は、平面視において前記第2凹凸部の凹部と対向していることを特徴とする。
このような物理量センサーによれば、第1凹凸部の凸部と第2凹凸部の凹部を対向させているので、物理量センサーに加えられた加速度等によって、Z軸方向へ過度に変位した場合に、可動錘と支持基板の接触面積を小さくすることができる。これにより、支持基板と可動部が面接触して固着してしまうスティッキングが生じるおそれがない。
[適用例1]本適用例に係る物理量センサーは、固定電極部が配置された支持基板と、前記支持基板上に配置し、前記固定電極部と対向し印加される物理量に応じて変位する可動電極部を有する可動部と、を備え、前記支持基板には、前記可動部と対向する主面に第1凹凸部が設けられ、前記可動部には、前記支持基板と対向する主面に第2凹凸部が設けられ、前記第1凹凸部の凸部の少なくとも一部は、平面視において前記第2凹凸部の凹部と対向していることを特徴とする。
このような物理量センサーによれば、第1凹凸部の凸部と第2凹凸部の凹部を対向させているので、物理量センサーに加えられた加速度等によって、Z軸方向へ過度に変位した場合に、可動錘と支持基板の接触面積を小さくすることができる。これにより、支持基板と可動部が面接触して固着してしまうスティッキングが生じるおそれがない。
[適用例2]本適用例に係る物理量センサーは、前記第1凹凸部の凸部および前記第2凹凸部の凸部は、平面視において互いに重なっていないことを特徴とする適用例1に記載の物理量センサー。
このような物理量センサーによれば、第1凹凸部の凸部と第2凹凸部の凸部は、平面視において互いに重なっていないので、物理量センサーに加えられた加速度等によって、Z軸方向へ過度に変位した場合に、可動錘と支持基板の接触面積を小さくすることができる。これにより、支持基板と可動部が面接触して固着してしまうスティッキングが生じるおそれがない。
このような物理量センサーによれば、第1凹凸部の凸部と第2凹凸部の凸部は、平面視において互いに重なっていないので、物理量センサーに加えられた加速度等によって、Z軸方向へ過度に変位した場合に、可動錘と支持基板の接触面積を小さくすることができる。これにより、支持基板と可動部が面接触して固着してしまうスティッキングが生じるおそれがない。
[適用例3]本適用例に係る物理量センサーは、前記第1凹凸部と前記第2凹凸部は、互いに異なるピッチ幅で連続的に設けられていることを特徴とする適用例1又は2に記載の物理量センサー。
このような物理量センサーによれば、第1凹凸部の凸部と第2凹凸部の凹部を対向させることができ、物理量センサーに加えられた加速度等によって、Z軸方向へ過度に変位した場合に、可動錘と支持基板の接触面積を小さくすることができる。これにより、支持基板と可動部が面接触して固着してしまうスティッキングが生じるおそれがない。
[適用例4]本適用例に係る物理量センサーは、前記第1凹凸部の凸部の幅は、前記第2凹凸部の凹部の幅よりも大きいことを特徴とする適用例1又は2に記載の物理量センサー。
このような物理量センサーによれば、第1凹凸部の凸部の先端と第2凹凸部の凹部の接触面積を小さくしているので、物理量センサーに加えられた加速度等によって、Z軸方向へ過度に変位した場合に、可動錘と支持基板の接触面積を小さくすることができる。これにより、支持基板と可動部が面接触して固着してしまうスティッキングが生じるおそれがない。
このような物理量センサーによれば、第1凹凸部の凸部と第2凹凸部の凹部を対向させることができ、物理量センサーに加えられた加速度等によって、Z軸方向へ過度に変位した場合に、可動錘と支持基板の接触面積を小さくすることができる。これにより、支持基板と可動部が面接触して固着してしまうスティッキングが生じるおそれがない。
[適用例4]本適用例に係る物理量センサーは、前記第1凹凸部の凸部の幅は、前記第2凹凸部の凹部の幅よりも大きいことを特徴とする適用例1又は2に記載の物理量センサー。
このような物理量センサーによれば、第1凹凸部の凸部の先端と第2凹凸部の凹部の接触面積を小さくしているので、物理量センサーに加えられた加速度等によって、Z軸方向へ過度に変位した場合に、可動錘と支持基板の接触面積を小さくすることができる。これにより、支持基板と可動部が面接触して固着してしまうスティッキングが生じるおそれがない。
[適用例5]本適用例に係る物理量センサーは、前記第1凹凸部及び第2凹凸部は、凸部および凹部の少なくとも一方の断面形状が、テーパー状または半円状であることを特徴とする適用例1ないし4のいずれか一例に記載の物理量センサー。
このような物理量センサーによれば、第1凹凸部の凸部と第2凹凸部の凹部を対向させているので、物理量センサーに加えられた加速度等によって、Z軸方向へ過度に変位した場合に、凸部と凹部が点接触して可動錘と支持基板の接触面積を小さくすることができる。これにより、支持基板と可動部が面接触して固着してしまうスティッキングが生じるおそれがない。
このような物理量センサーによれば、第1凹凸部の凸部と第2凹凸部の凹部を対向させているので、物理量センサーに加えられた加速度等によって、Z軸方向へ過度に変位した場合に、凸部と凹部が点接触して可動錘と支持基板の接触面積を小さくすることができる。これにより、支持基板と可動部が面接触して固着してしまうスティッキングが生じるおそれがない。
[適用例6]本適用例に係る電子機器は、上述したいずれかの物理量センサーを搭載している。
このような電子機器によれば、上述したいずれかの物理量センサーを搭載することで、動作時にスティッキングを防止して、継続して物理量を検出できるため、信頼度の高い電子機器を得ることができる。
このような電子機器によれば、上述したいずれかの物理量センサーを搭載することで、動作時にスティッキングを防止して、継続して物理量を検出できるため、信頼度の高い電子機器を得ることができる。
[適用例7]本適用例に係る移動体は、上述したいずれかの物理量センサーを搭載している。
このような移動体によれば、上述したいずれかの物理量センサーを搭載することで、動作時にスティッキングを防止して、継続して物理量を検出できるため、信頼度の高い移動体を得ることができる。
このような移動体によれば、上述したいずれかの物理量センサーを搭載することで、動作時にスティッキングを防止して、継続して物理量を検出できるため、信頼度の高い移動体を得ることができる。
本発明の物理量センサー、電子機器、移動体の実施形態を添付の図面を参照しながら、以下詳細に説明する。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識される程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際の構成要素とは適宜に異ならせて記載する場合がある。
(第1実施形態)
第1実施形態に係る物理量センサーについて、図1から図4を用いて説明する。図1は第1実施形態に係る物理量センサーを模式的に示す斜視図である。図2は第1実施形態に係る物理量センサーを模式的に示す平面図である。図3は第1実施形態に係る物理量センサーを模式的に示す断面図であり、(A)は図2中の線分A−Aで示す部分の断面図を示し、(B)は図2中の線分B−Bで示す部分の断面図を示している。図4は、第1実施形態に係る物理量センサーの一部の断面拡大図である。説明の便宜のため図2では蓋体5の図示を省略している。また図1から図4は、互いに直交する3つの軸として、X軸、Y軸、Z軸を図示し、Z軸は重力が作用する方向を示す軸である。
第1実施形態に係る物理量センサーについて、図1から図4を用いて説明する。図1は第1実施形態に係る物理量センサーを模式的に示す斜視図である。図2は第1実施形態に係る物理量センサーを模式的に示す平面図である。図3は第1実施形態に係る物理量センサーを模式的に示す断面図であり、(A)は図2中の線分A−Aで示す部分の断面図を示し、(B)は図2中の線分B−Bで示す部分の断面図を示している。図4は、第1実施形態に係る物理量センサーの一部の断面拡大図である。説明の便宜のため図2では蓋体5の図示を省略している。また図1から図4は、互いに直交する3つの軸として、X軸、Y軸、Z軸を図示し、Z軸は重力が作用する方向を示す軸である。
(物理量センサー)
図1に示す物理量センサー1aは、支持基板2と、当該支持基板2に接続(接合)して指示された素子片3と、素子片3に電気的に接続された導体パターン4と、素子片3を覆うように設けられた蓋体5と、を有する。以下、物理量センサー1aを構成する各部を順次詳細に説明する。
図1に示す物理量センサー1aは、支持基板2と、当該支持基板2に接続(接合)して指示された素子片3と、素子片3に電気的に接続された導体パターン4と、素子片3を覆うように設けられた蓋体5と、を有する。以下、物理量センサー1aを構成する各部を順次詳細に説明する。
(基板)
支持基板2は素子片3を支持するために設けられている。支持基板2は板状をなし、その第1面2aには、空洞部21が設けられている。この空洞部21は、支持基板2を第1面2a側から平面視したときに、後述する素子片3の可動錘33、可動電極部36,37及び連結部34,35を内包する様に設けられている。また、空洞部21は、内底21aを有する、この様な空洞部21は、素子片3の可動錘33、可動電極部36,37及び連結部34,35が支持基板2に接触することを抑制する空間、換言すると、逃げ部を構成する。これにより、素子片3の可動錘33の変位を許容することができる。
支持基板2は素子片3を支持するために設けられている。支持基板2は板状をなし、その第1面2aには、空洞部21が設けられている。この空洞部21は、支持基板2を第1面2a側から平面視したときに、後述する素子片3の可動錘33、可動電極部36,37及び連結部34,35を内包する様に設けられている。また、空洞部21は、内底21aを有する、この様な空洞部21は、素子片3の可動錘33、可動電極部36,37及び連結部34,35が支持基板2に接触することを抑制する空間、換言すると、逃げ部を構成する。これにより、素子片3の可動錘33の変位を許容することができる。
本実施形態において、空洞部21を第1面2a側から平面視したときの形状は、矩形をなしているが、これに限定されるものではない。
内底21aには、後述する素子片3の可動部となる可動錘33と対向する箇所に第1凹凸部26が設けられている。図4に示すように、第1凹凸部26は、内底21aの主面から厚み方向(−Z軸方向)へ凹んだ凹部27と、隣り合う凹部27の間に設けられて端部が内底21aの主面に面する凸部28とから構成されて、凹部27と凸部28がXY方向の升目状に連続的に設けられている。このような第1凹凸部26は、空洞部21を形成した後、公知のフォトエッチング技術を用いて所望の凹凸形状に形成することができる。
内底21aには、後述する素子片3の可動部となる可動錘33と対向する箇所に第1凹凸部26が設けられている。図4に示すように、第1凹凸部26は、内底21aの主面から厚み方向(−Z軸方向)へ凹んだ凹部27と、隣り合う凹部27の間に設けられて端部が内底21aの主面に面する凸部28とから構成されて、凹部27と凸部28がXY方向の升目状に連続的に設けられている。このような第1凹凸部26は、空洞部21を形成した後、公知のフォトエッチング技術を用いて所望の凹凸形状に形成することができる。
また、支持基板2の第1面2aには、前述した空洞部21の外側に、その外周に沿って、配線溝部22,23,24が設けられている。この配線溝部22,23,24は、第1面2a側から平面視した場合に、導体パターン4に対応した形状をなしている。具体的には、配線溝部22は、後述する導体パターン4の配線41及び電極44に対応した形状をなしている。また、配線溝部23は、後述する導体パターン4の配線42及び電極45に対応した形状をなしている。配線溝部24は、後述する導体パターン4の配線43及び電極46に対応した形状をなしているものである。
この様な支持基板2を構成する材料としては、例えば、シリコン、ガラス等の材料を用いることが望ましい。また、素子片3がシリコン材料を主材料として構成される場合、支持基板2は、例えば、ホウ珪酸ガラスを用いるとより好ましい。
なお、支持基板2の構成材料は、素子片3の構成材料との線膨張率ができるだけ小さいことが望ましい。これにより、支持基板2にホウ珪酸ガラスを、素子片3にシリコンを用いることで、支持基板2と、素子片3との線膨張率の差が少なくなり、熱膨張による歪みを抑制することができる。
なお、支持基板2の構成材料は、素子片3の構成材料との線膨張率ができるだけ小さいことが望ましい。これにより、支持基板2にホウ珪酸ガラスを、素子片3にシリコンを用いることで、支持基板2と、素子片3との線膨張率の差が少なくなり、熱膨張による歪みを抑制することができる。
(素子片)
素子片3は、固定部31,32と、可動錘33と、連結部34,35と、可動電極部36,37と、固定電極部38,39とで構成されている。
このような素子片3は、例えば、加速度や角速度等の物理量の変化に応じて、可動錘33及び可動電極部36,37が、連結部34,35を弾性変形させながら、図2中の矢印aに示すようなX軸方向(+X軸方向、又は−X軸方向)に変位する。このような変位に伴って、可動電極部36と、固定電極部38との間の間隔及び可動電極部37と、固定電極部39との間の間隔がそれぞれ変化する。即ち、このような変位に伴って、可動電極部36と、固定電極部38との間の静電容量及び可動電極部37と、固定電極部39との間の静電容量の大きさがそれぞれ変化する、従って、これらの静電容量に基づいて、加速度や角速度等の物理量を検出することができる。
素子片3は、固定部31,32と、可動錘33と、連結部34,35と、可動電極部36,37と、固定電極部38,39とで構成されている。
このような素子片3は、例えば、加速度や角速度等の物理量の変化に応じて、可動錘33及び可動電極部36,37が、連結部34,35を弾性変形させながら、図2中の矢印aに示すようなX軸方向(+X軸方向、又は−X軸方向)に変位する。このような変位に伴って、可動電極部36と、固定電極部38との間の間隔及び可動電極部37と、固定電極部39との間の間隔がそれぞれ変化する。即ち、このような変位に伴って、可動電極部36と、固定電極部38との間の静電容量及び可動電極部37と、固定電極部39との間の静電容量の大きさがそれぞれ変化する、従って、これらの静電容量に基づいて、加速度や角速度等の物理量を検出することができる。
この固定部31,32、可動錘33、連結部34,35、及び可動電極部36,37は、一体的に形成して設けられている。固定部31,32は、それぞれ、前述した支持基板2の第1面2aに接続されている。具体的には、固定部31は、支持基板2の第1面2aの空洞部21に対して−X軸方向側の部分に接続され、また、固定部32は、支持基板2の第1面2aの空洞部に対して+X軸方向側の部分に接続されている。また、固定部31,32は、第1面2a側から平面視した場合に、それぞれ、空洞部21の外周縁を跨ぐように設けられている。
なお、固定部31,32の位置及び形状等は、連結部34,35や導体パターン4等の位置及び形状等に応じて決められるものであり、上述したものに限定されない。
なお、固定部31,32の位置及び形状等は、連結部34,35や導体パターン4等の位置及び形状等に応じて決められるものであり、上述したものに限定されない。
(可動錘)
この様な2つの固定部31,32の間には、可動部となる可動錘33が設けられている。本実施形態において可動錘33は、X軸方向に延びる長手形状をなしている。なお、可動錘33の形状は、素子片3を構成する各部の形状、大きさ等に応じて決められるものであり、上述したものに限定されない。
可動錘33は、支持基板2の空洞部21の内底21aと対向する主面に第2凹凸部60が設けられている。図4に示すように第2凹凸部60は、空洞部21と対向する可動錘33の主面から厚み方向(+Z軸方向)へ窪んだ凹部62と、隣り合う凹部62の間に設けられて端部が可動錘33の主面に面する凸部63とから構成されて、凹部62と凸部63がXY方向の升目上に連続的に設けられている。また、第2凹凸部60の凹部62は第1凹凸部26の凸部28と対向させている部分があるように設けられている。換言すれば、第1凹凸部26の凸部28および第2凹凸部60の凸部63は、平面視において、互いに重なっていない構成としている。このような第2凹凸部60は、第1凹凸部26と同様に、公知のフォトエッチング技術を用いて所望の凹凸形状に形成することができる。
この様な2つの固定部31,32の間には、可動部となる可動錘33が設けられている。本実施形態において可動錘33は、X軸方向に延びる長手形状をなしている。なお、可動錘33の形状は、素子片3を構成する各部の形状、大きさ等に応じて決められるものであり、上述したものに限定されない。
可動錘33は、支持基板2の空洞部21の内底21aと対向する主面に第2凹凸部60が設けられている。図4に示すように第2凹凸部60は、空洞部21と対向する可動錘33の主面から厚み方向(+Z軸方向)へ窪んだ凹部62と、隣り合う凹部62の間に設けられて端部が可動錘33の主面に面する凸部63とから構成されて、凹部62と凸部63がXY方向の升目上に連続的に設けられている。また、第2凹凸部60の凹部62は第1凹凸部26の凸部28と対向させている部分があるように設けられている。換言すれば、第1凹凸部26の凸部28および第2凹凸部60の凸部63は、平面視において、互いに重なっていない構成としている。このような第2凹凸部60は、第1凹凸部26と同様に、公知のフォトエッチング技術を用いて所望の凹凸形状に形成することができる。
このような可動錘33は、固定部31に対して連結部34を介して連結されるとともに、固定部32に対して連結部35を介して連結されている。より具体的には、可動錘33の−X軸方向側の端部が連結部34を介して固定部31に連結されるとともに、可動錘33の+X軸方向側の端部が連結部35を介して固定部32に連結されている。
この連結部34,35は固定部31,32に対して可動錘33が可動できる様に連結されている。本実施形態において連結部34,35は、図2において矢印aで示すように、+X軸方向及び−X軸方向に可動錘33が変位(可動)し得る様に構成されている。
この連結部34,35は固定部31,32に対して可動錘33が可動できる様に連結されている。本実施形態において連結部34,35は、図2において矢印aで示すように、+X軸方向及び−X軸方向に可動錘33が変位(可動)し得る様に構成されている。
具体的に説明すると、連結部34は複数の梁341,342で構成されている。梁341,342は、それぞれ、Y軸方向に蛇行しながらX軸方向に延びる形状をなしている。
同様に、連結部35は、Y軸方向に蛇行しながらX軸方向へ延びる形状をなす複数の梁351,352で構成されている。
なお、連結部34,35は、可動錘33を支持基板2に対して変位し得る様に支持するものであれば、上記したものに限定されず、例えば、可動錘33の両端部から+Y軸方向及び−Y軸方向にそれぞれ延出する1対の梁で構成されていても良い。
同様に、連結部35は、Y軸方向に蛇行しながらX軸方向へ延びる形状をなす複数の梁351,352で構成されている。
なお、連結部34,35は、可動錘33を支持基板2に対して変位し得る様に支持するものであれば、上記したものに限定されず、例えば、可動錘33の両端部から+Y軸方向及び−Y軸方向にそれぞれ延出する1対の梁で構成されていても良い。
(可動電極)
支持基板2に対してX軸方向に変位し得る様に支持された可動錘33の幅方向である+Y軸方向側には、可動電極部36が設けられ、反対側となる−Y軸方向側には、可動電極部37が設けられている。可動電極部36は可動錘33から+Y軸方向に突出し、櫛歯状をなす様に並ぶ複数の可動電極361,362,363,364,365を備えている。この可動電極361,362,363,364,365は、−X軸方向側から+X軸方向側へ、この順に並んで設けられている。換言すると、可動電極361,362,363,364,365は、固定部31側から固定部32側へ、この順に並んで設けられている。
支持基板2に対してX軸方向に変位し得る様に支持された可動錘33の幅方向である+Y軸方向側には、可動電極部36が設けられ、反対側となる−Y軸方向側には、可動電極部37が設けられている。可動電極部36は可動錘33から+Y軸方向に突出し、櫛歯状をなす様に並ぶ複数の可動電極361,362,363,364,365を備えている。この可動電極361,362,363,364,365は、−X軸方向側から+X軸方向側へ、この順に並んで設けられている。換言すると、可動電極361,362,363,364,365は、固定部31側から固定部32側へ、この順に並んで設けられている。
同様に、可動電極部37は、可動錘33から−Y軸方向に突出し、櫛歯状をなす様に並ぶ複数の可動電極371,372,373,374,375を備えている。この可動電極371,372,373,374,375は、−X軸方向側から+X軸方向側へ、この順に並んで設けられている。換言すると、可動電極371,372,373,374,375は、固定部31側から固定部32側へ、この順に並んで設けられている。
このように複数の可動電極361〜365及び複数の可動電極371〜375は、それぞれ、可動錘33が可動するY軸方向(図2において示す矢印aの方向)に並んで設けられている。換言すると、可動錘33が変位する方向となるX軸方向に沿って並んで、かつ、変位する方向と交差するY軸方向の両側に伸長する様に可動電極部36,37が設けられている。
これにより、後述する固定電極382,384,386,388と、可動電極部36と、の間の静電容量及び固定電極381,383,385,387と、可動電極部36と、の間の静電容量を可動錘33の変位に応じて変化させることができる。
これにより、後述する固定電極382,384,386,388と、可動電極部36と、の間の静電容量及び固定電極381,383,385,387と、可動電極部36と、の間の静電容量を可動錘33の変位に応じて変化させることができる。
(固定電極)
固定電極部38は、前述した可動電極部36の複数の可動電極361〜365に対して間隔を有し、噛み合う櫛歯状をなす様に並ぶ複数の固定電極381〜388を備える。
このような複数の固定電極381〜388の可動錘33とは反対側の端部は、それぞれ、支持基板2の第1面2aの空洞部21に対して+Y軸方向側の部分に接続されている。複数の固定電極381〜388は、その固定された側の一端を固定端とし、自由端が−Y軸方向へ延設されている。
固定電極部38は、前述した可動電極部36の複数の可動電極361〜365に対して間隔を有し、噛み合う櫛歯状をなす様に並ぶ複数の固定電極381〜388を備える。
このような複数の固定電極381〜388の可動錘33とは反対側の端部は、それぞれ、支持基板2の第1面2aの空洞部21に対して+Y軸方向側の部分に接続されている。複数の固定電極381〜388は、その固定された側の一端を固定端とし、自由端が−Y軸方向へ延設されている。
この複数の固定電極381〜388は、−X軸方向側から+X軸方向側へ、この順に並んで設けられている。換言すると、複数の固定電極381〜388は、固定部31側から固定部32側へ、この順に並んで設けられている。
そして、固定電極381,382、固定電極383,384、固定電極385,386、固定電極387,388は、それぞれ1対として、前述した可動電極361,362、可動電極362,363、可動電極363,364、可動電極364,365の間に、それぞれ設けられている。
そして、固定電極381,382、固定電極383,384、固定電極385,386、固定電極387,388は、それぞれ1対として、前述した可動電極361,362、可動電極362,363、可動電極363,364、可動電極364,365の間に、それぞれ設けられている。
ここで、固定電極382,384,386,388は、それぞれ、第1固定電極として設けられている。また固定電極381,383,385,387は、それぞれ、第2固定電極として設けられている。
第2固定電極は、第1固定電極に対して間隔を有して並んで配置されている。この様に、複数の固定電極381〜388は、交互に並ぶ第1固定電極(固定電極382,384,386,388)及び第2固定電極(固定電極381,383,385,387)で構成されている。換言すると、可動電極部36の一方の側に第1固定電極(固定電極382,384,386,388)が配置され、他方の側に第2固定電極(固定電極381,383,385,387)が配置されている。
第2固定電極は、第1固定電極に対して間隔を有して並んで配置されている。この様に、複数の固定電極381〜388は、交互に並ぶ第1固定電極(固定電極382,384,386,388)及び第2固定電極(固定電極381,383,385,387)で構成されている。換言すると、可動電極部36の一方の側に第1固定電極(固定電極382,384,386,388)が配置され、他方の側に第2固定電極(固定電極381,383,385,387)が配置されている。
このような第1固定電極としての固定電極382,384,386,388と、第2固定電極としての固定電極381,383,385,387とは、支持基板2の第1面2a上で互いに分離している。換言すると、固定電極382,384,386,388及び固定電極381,383,385,387は、支持基板2の第1面2a上において、互いに連結されておらず、島状に孤立している。
これにより、第1固定電極としての固定電極382,384,386,388と、第2固定電極としての固定電極381,383,385,387とを電気的に絶縁することができる。そのため、固定電極382,384,386,388と可動電極部36と、の間の静電容量及び固定電極381,383,385,387と、可動電極部36と、の間の静電容量を別個に測定し、それらの測定結果に基づいて、物理量を検出することができる。
これにより、第1固定電極としての固定電極382,384,386,388と、第2固定電極としての固定電極381,383,385,387とを電気的に絶縁することができる。そのため、固定電極382,384,386,388と可動電極部36と、の間の静電容量及び固定電極381,383,385,387と、可動電極部36と、の間の静電容量を別個に測定し、それらの測定結果に基づいて、物理量を検出することができる。
固定電極部39は、前述した固定電極部38と同様に、可動電極部37の複数の可動電極371〜375に対して間隔を有して噛み合う櫛歯状をなすように並ぶ複数の固定電極391〜398を備える。このような複数の固定電極391〜398の可動錘33とは反対側の端部は、それぞれ、支持基板2の第1面2a上に空洞部21に対して−Y軸方向側の部分に接続されている。そして、複数の固定電極391〜398は、その固定された側の端を固定端とし、自由端が+Y軸方向へ延設されている。
この複数の固定電極391〜398は、−X軸方向側から+X軸方向側へ、この順に並んで設けられている。換言すると、複数の固定電極391〜398は、固定部31側から固定部32側へ、この順に並んで設けられている。
そして、固定電極391,392、固定電極393,394、固定電極395,396、固定電極397,398は、それぞれ1対として、前述した可動電極371,372、可動電極372,373、可動電極373,374、可動電極374,375の間に、それぞれ設けられている。
そして、固定電極391,392、固定電極393,394、固定電極395,396、固定電極397,398は、それぞれ1対として、前述した可動電極371,372、可動電極372,373、可動電極373,374、可動電極374,375の間に、それぞれ設けられている。
ここで、固定電極392,394,396,398は、それぞれ、第3固定電極として設けられている。また固定電極391,393,395,397は、それぞれ、第4固定電極として設けられている。
第4固定電極は、第3固定電極に対して間隔を有して並んで配置されている。この様に、複数の固定電極391〜398は、交互に並ぶ第3固定電極(固定電極392,394,396,398)及び第4固定電極(固定電極391,393,395,397)で構成されている。換言すると、可動電極部37の一方の側に第3固定電極(固定電極392,394,396,398)が配置され、他方の側に第4固定電極(固定電極391,393,395,397)が配置されている。
第4固定電極は、第3固定電極に対して間隔を有して並んで配置されている。この様に、複数の固定電極391〜398は、交互に並ぶ第3固定電極(固定電極392,394,396,398)及び第4固定電極(固定電極391,393,395,397)で構成されている。換言すると、可動電極部37の一方の側に第3固定電極(固定電極392,394,396,398)が配置され、他方の側に第4固定電極(固定電極391,393,395,397)が配置されている。
このような第3固定電極(固定電極392,394,396,398)と、第4固定電極(固定電極391,393,395,397)とは、前述した固定電極部38と同様に、支持基板2の第1面2a上で互いに分離している。これにより、第3固定電極(固定電極392,394,396,398)と、可動電極部37との間の静電容量及び第4固定電極(固定電極391,393,395,397)と可動電極部37との間の静電容量を別個に測定し、それらの測定結果に基づいて、物理量を検出することができる。
上述した、素子片3(固定部31,32、可動錘33、連結部34,35、複数の固定電極381〜388、複数の固定電極391〜398、及び複数の可動電極361〜365、複数の可動電極371〜375)は、1つの基板をエッチングすることにより一体として設けられたものである。
上述した、素子片3(固定部31,32、可動錘33、連結部34,35、複数の固定電極381〜388、複数の固定電極391〜398、及び複数の可動電極361〜365、複数の可動電極371〜375)は、1つの基板をエッチングすることにより一体として設けられたものである。
また素子片3の構成材料としては、可動電極部36,37と、固定電極部38,39との間隔(空隙)の変化に基づいて静電容量が変化する材料であれば特に限定されないが、半導体材料が好ましく、具体的には、例えば、単結晶シリコン、ポリシリコン等のシリコン材料を用いるのが好ましい。即ち、素子片3を構成する固定部31,32、可動錘33、連結部34,35、複数の固定電極381〜388、複数の固定電極391〜398、及び複数の可動電極361〜365、複数の可動電極371〜375は、それぞれ、シリコンを主材料として構成されているのが好ましい。
また、素子片3は、前述したように、支持基板2の上面に固定部31,32及び固定電極38,39が接続されることにより、支持基板2に支持されている。
また、素子片3は、前述したように、支持基板2の上面に固定部31,32及び固定電極38,39が接続されることにより、支持基板2に支持されている。
(導体パターン)
導体パターン4は、前述した支持基板2の第1面2a上に設けられている。
導体パターン4は、配線41,42,43と、電極44,45,46とで構成されている。
配線41は、前述した支持基板2の空洞部21の外側に設けられ、空洞部21の外周に沿うように形成されている。そして、配線41の一端は、支持基板2の第1面2aの外周縁(支持基板2の第1面2a上の蓋体5の外側の部分)上において、電極44に接続されている。
導体パターン4は、前述した支持基板2の第1面2a上に設けられている。
導体パターン4は、配線41,42,43と、電極44,45,46とで構成されている。
配線41は、前述した支持基板2の空洞部21の外側に設けられ、空洞部21の外周に沿うように形成されている。そして、配線41の一端は、支持基板2の第1面2aの外周縁(支持基板2の第1面2a上の蓋体5の外側の部分)上において、電極44に接続されている。
このような配線41は、前述した素子片3の第1固定電極としての固定電極382,384,386,388及び第3固定電極としての固定電極392,394,396,398に電気的に接続されている。
配線42は、前述した配線41の内側、かつ、前述した支持基板2の空洞部21の外側でその外周縁に沿って設けられている。そして配線42の一端は、支持基板2の第1面2aの外周縁(支持基板2の第1面2a上の蓋体5の外側の部分)上において、電極45に接続されている。
このような配線42は、前述した素子片3の第2固定電極としての固定電極381,383,385,387及び第4固定電極としての固定電極391,393,395,397に電気的に接続されている。
配線42は、前述した配線41の内側、かつ、前述した支持基板2の空洞部21の外側でその外周縁に沿って設けられている。そして配線42の一端は、支持基板2の第1面2aの外周縁(支持基板2の第1面2a上の蓋体5の外側の部分)上において、電極45に接続されている。
このような配線42は、前述した素子片3の第2固定電極としての固定電極381,383,385,387及び第4固定電極としての固定電極391,393,395,397に電気的に接続されている。
配線43は、支持基板2上の固定部31から、支持基板2の第1面2a上の外周部(支持基板2上の蓋体5の外側の部分)に延設されている。そして、固定部31とは反対側の配線43の一端は、支持基板2の第1面2a(支持基板2上の蓋体5の外側の部分)上において電極46に接続されている。
また配線41及び電極44は、前述した支持基板2の配線溝部22内に設けられている。また、配線42及び電極45は、前述した支持基板2の配線溝部23内に設けられている。また、配線43及び電極46は、前述した基板の配線溝部24内に設けられている。
このような配線41〜43を構成する材料としては、導電性を有するものであれば、特に限定されることはない。例えば、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、金(Au)、白金(Pt)、銀(Ag)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、又はこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの1種、又は複数を組み合わせて用いることができる。
また配線41及び電極44は、前述した支持基板2の配線溝部22内に設けられている。また、配線42及び電極45は、前述した支持基板2の配線溝部23内に設けられている。また、配線43及び電極46は、前述した基板の配線溝部24内に設けられている。
このような配線41〜43を構成する材料としては、導電性を有するものであれば、特に限定されることはない。例えば、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、金(Au)、白金(Pt)、銀(Ag)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、又はこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの1種、又は複数を組み合わせて用いることができる。
また、電極44〜46を構成する材料としては、前述した配線41〜43と同様に、導電性を有するものであれば、特に限定されることはない。
このような配線41,42が支持基板2の第1面2aに設けられていることにより、配線41を介して第1固定電極(固定電極382,384,386,388)と、可動電極部36との間の静電容量及び第3固定電極(固定電極392,394,396,398)と、可動電極部37との間の静電容量を測定することができる。
配線42を介して第2固定電極(固定電極381,383,385,387)と、可動電極部36との間の静電容量及び第4固定電極(固定電極391,393,395,397)と、可動電極部37との間の静電容量を測定することができる。
このような配線41,42が支持基板2の第1面2aに設けられていることにより、配線41を介して第1固定電極(固定電極382,384,386,388)と、可動電極部36との間の静電容量及び第3固定電極(固定電極392,394,396,398)と、可動電極部37との間の静電容量を測定することができる。
配線42を介して第2固定電極(固定電極381,383,385,387)と、可動電極部36との間の静電容量及び第4固定電極(固定電極391,393,395,397)と、可動電極部37との間の静電容量を測定することができる。
本実施形態では、電極44及び電極46を用いることにより、第1固定電極(固定電極382,384,386,388)と、可動電極部36との間の静電容量及び第3固定電極(固定電極392,394,396,398)と、可動電極部37との間の静電容量を物理量センサー1aの外部に出力することができる。
また、電極45及び電極46を用いることにより、第2固定電極(固定電極381,383,385,387)と、可動電極部36との間の静電容量及び第4固定電極(固定電極391,393,395,397)と、可動電極部37との間の静電容量を物理量センサー1aの外部に出力することができる。
配線41上には、導電性を有する複数の突起481及び複数の突起482が設けられている。複数の突起481は、第1固定電極としての固定電極382,384,386,388に対応して設けられ、複数の突起482は、第3固定電極としての固定電極392,394,396,398に対応して設けられている。
そして、複数の突起481を介して第1固定電極(固定電極382,384,386,388)と、配線41とが電気的に接続されている。また、複数の突起482を介して第3固定電極(固定電極392,394,396,398)と、配線41とが電気的に接続されている。
また、電極45及び電極46を用いることにより、第2固定電極(固定電極381,383,385,387)と、可動電極部36との間の静電容量及び第4固定電極(固定電極391,393,395,397)と、可動電極部37との間の静電容量を物理量センサー1aの外部に出力することができる。
配線41上には、導電性を有する複数の突起481及び複数の突起482が設けられている。複数の突起481は、第1固定電極としての固定電極382,384,386,388に対応して設けられ、複数の突起482は、第3固定電極としての固定電極392,394,396,398に対応して設けられている。
そして、複数の突起481を介して第1固定電極(固定電極382,384,386,388)と、配線41とが電気的に接続されている。また、複数の突起482を介して第3固定電極(固定電極392,394,396,398)と、配線41とが電気的に接続されている。
これにより、配線41と、固定電極382,384,386,388,392,394,396,398とを電気的に接続することができる。
配線41と同様に、配線42上には導電性を有する複数の突起471,及び複数の突起472が設けられている。複数の突起471は、第2固定電極としての固定電極381,383,385,387に対応して設けられ、複数の突起472は、第4固定電極としての固定電極391,393,395,397に対応して設けられている。
そして、複数の突起471を介して第3固定電極(固定電極381,383,385,387)と、配線42とが電気的に接続されている。また複数の突起472を介して第4固定電極(固定電極391,393,395,397)と、配線42とが電気的に接続されている。これにより、配線42と、固定電極381,383,385,387,391,393,395,397とを電気的に接続することができる。
配線41と同様に、配線42上には導電性を有する複数の突起471,及び複数の突起472が設けられている。複数の突起471は、第2固定電極としての固定電極381,383,385,387に対応して設けられ、複数の突起472は、第4固定電極としての固定電極391,393,395,397に対応して設けられている。
そして、複数の突起471を介して第3固定電極(固定電極381,383,385,387)と、配線42とが電気的に接続されている。また複数の突起472を介して第4固定電極(固定電極391,393,395,397)と、配線42とが電気的に接続されている。これにより、配線42と、固定電極381,383,385,387,391,393,395,397とを電気的に接続することができる。
このような突起471.472,481,482を構成する材料としては、それぞれ、導電性を有するものであれば、特に限定されることはない。例えば、金(Au)、白金(Pt)、銀(Ag)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、又はこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの1種、又は複数を組み合わせて用いることができる。このような金属を用いて突起471.472,481,482を構成することにより、配線41,42と固定電極部38,39との間の接点抵抗を小さくすることができる。
(蓋体)
蓋体5は、前述した素子片3を保護するために設けられている。
蓋体5は、板状をなし、その一方の面(下面)に空洞部51が設けられている。この空洞部51は、素子片3の可動錘33及び可動電極部36,37等の変位を許容するように形成されている。
そして、蓋体5の下面の空洞部51よりも外側の部分は、前述した支持基板2の第1面2aに接続されている。
蓋体5は、前述した素子片3を保護するために設けられている。
蓋体5は、板状をなし、その一方の面(下面)に空洞部51が設けられている。この空洞部51は、素子片3の可動錘33及び可動電極部36,37等の変位を許容するように形成されている。
そして、蓋体5の下面の空洞部51よりも外側の部分は、前述した支持基板2の第1面2aに接続されている。
蓋体5と基板の接続方法としては、特に限定されず、例えば、接着剤を用いた接続方法、陽極接合(接続)法等を用いることができる。
また、蓋体5を構成する材料としては、接続方法に適した材料であれば特に限定されないが、例えば、接着剤による接続の場合にはシリコン材料、陽極接合法による接続の場合にはガラス材料等を用いることができる。
上述した第1実施形態の物理量センサーによれば、第1凹凸部の凸部と第2凹凸部の凹部を対向させている。換言すれば、第1凹凸部の凸部および第2凹凸部の凸部は、平面視において、互いに重なっていない構成としている。このため、物理量センサーに加えられた加速度等によって、Z軸方向へ過度に変位した場合に、従来の平面形態や、凸部同士を対向させた形態と比べて、可動錘と支持基板の接触面積を小さくすることができる。これにより、支持基板と可動部が面接触して固着してしまうスティッキングが生じるおそれがない。
また、蓋体5を構成する材料としては、接続方法に適した材料であれば特に限定されないが、例えば、接着剤による接続の場合にはシリコン材料、陽極接合法による接続の場合にはガラス材料等を用いることができる。
上述した第1実施形態の物理量センサーによれば、第1凹凸部の凸部と第2凹凸部の凹部を対向させている。換言すれば、第1凹凸部の凸部および第2凹凸部の凸部は、平面視において、互いに重なっていない構成としている。このため、物理量センサーに加えられた加速度等によって、Z軸方向へ過度に変位した場合に、従来の平面形態や、凸部同士を対向させた形態と比べて、可動錘と支持基板の接触面積を小さくすることができる。これにより、支持基板と可動部が面接触して固着してしまうスティッキングが生じるおそれがない。
(第2実施形態)
図5は第2実施形態に係る物理量センサーの一部の平面拡大図である。なお、図5は第1及び第2凹凸部の一部の平面拡大図を示している。第2実施形態に係る物理量センサーは、第1及び第2凹凸部の平面視における配置が第1実施形態に係る物理量センサーとは異なる。その他の構成は、第1実施形態と同様のため、相違点を説明し、同様の部分の説明は省略する。
図5は第2実施形態に係る物理量センサーの一部の平面拡大図である。なお、図5は第1及び第2凹凸部の一部の平面拡大図を示している。第2実施形態に係る物理量センサーは、第1及び第2凹凸部の平面視における配置が第1実施形態に係る物理量センサーとは異なる。その他の構成は、第1実施形態と同様のため、相違点を説明し、同様の部分の説明は省略する。
図5(A)に示すように、第2実施形態に係る物理量センサーの第1及び第2凹凸部は、第1実施形態に係る物理量センサーの第1及び第2凹凸部と同様の断面形状であるが、第2凹凸部の凸部63a又は第1凹凸部の凹部27aを−X軸方向又は+X軸方向へ移動させて、第2凹凸部の凸部63aと第1凹凸部の凹部27aが平面視において少なくとも一部が対向するように設けられている。なお、第2凹凸部の凸部63a又は第1凹凸部の凹部27aを−Y軸方向又は+Y軸方向へ移動させて、第2凹凸部の凸部63aと第1凹凸部の凹部27aが平面視において少なくとも一部が対向するように設けることもできる。この他、第1凹凸部の凸部の少なくとも一部が、平面視において第2凹凸部の凹部と対向している構成でもよい。
また、図5(B)に示すように、第2実施形態に係る物理量センサーの第1及び第2凹凸部は、第2凹凸部の凸部63b又は第1凹凸部の凹部27bを+X軸方向及び+Y軸方向又は−X軸方向及び−Y軸方向へ移動させて、第2凹凸部の凸部63bと第1凹凸部の凹部27bが平面視において少なくとも一部が対向するように設けられている。なお、第2凹凸部の凸部63b又は第1凹凸部の凹部27bを+X軸方向及び−Y軸方向又は−X軸方向及び+Y軸方向へ移動させて、第1凹凸部の凸部63bと第2凹凸部の凹部27bが平面視において少なくとも一部が対向するように設けることもできる。
また、図5(B)に示すように、第2実施形態に係る物理量センサーの第1及び第2凹凸部は、第2凹凸部の凸部63b又は第1凹凸部の凹部27bを+X軸方向及び+Y軸方向又は−X軸方向及び−Y軸方向へ移動させて、第2凹凸部の凸部63bと第1凹凸部の凹部27bが平面視において少なくとも一部が対向するように設けられている。なお、第2凹凸部の凸部63b又は第1凹凸部の凹部27bを+X軸方向及び−Y軸方向又は−X軸方向及び+Y軸方向へ移動させて、第1凹凸部の凸部63bと第2凹凸部の凹部27bが平面視において少なくとも一部が対向するように設けることもできる。
上述した第2実施形態の物理量センサーによれば、第1実施形態の物理量センサーと同様に、第1凹凸部の凸部と第2凹凸部の凹部を対向させているので、物理量センサーに加えられた加速度等によって、Z軸方向へ過度に変位した場合に、可動錘と支持基板の接触面積を小さくすることができる。これにより、支持基板と可動部が面接触して固着してしまうスティッキングが生じるおそれがない。
(第3実施形態)
図6は第3実施形態に係る物理量センサーの一部の断面拡大図である。なお、図6は第1及び第2凹凸部の一部の平面拡大図を示している。第3実施形態に係る物理量センサーは、第1凹凸部26aの凹凸のピッチ幅と第2凹凸部60aの凹凸のピッチ幅が異なる。その他の構成は、第1実施形態と同様のため、相違点を説明し、同様の部分の説明は省略する。
図6は第3実施形態に係る物理量センサーの一部の断面拡大図である。なお、図6は第1及び第2凹凸部の一部の平面拡大図を示している。第3実施形態に係る物理量センサーは、第1凹凸部26aの凹凸のピッチ幅と第2凹凸部60aの凹凸のピッチ幅が異なる。その他の構成は、第1実施形態と同様のため、相違点を説明し、同様の部分の説明は省略する。
図6に示すように、第3実施形態に係る物理量センサーの第1及び第2凹凸部26a,60aは、第1実施形態に係る物理量センサーの第1及び第2凹凸部26,60と同様の断面形状であるが、第1凹凸部26aの凹部27cのピッチ幅aが第2凹凸部60aの凹部62cのピッチ幅bよりも大きい。換言すると、第1凹凸部の凸部の幅は、第2凹凸部の凹部の幅よりも大きい。なお、第2凹凸部60aの凹部62cのピッチ幅bが第1凹凸部26aの凹部27cのピッチ幅aよりも大きくしてもよい。
上述した第3実施形態の物理量センサーによれば、第1実施形態の物理量センサーと同様に、第1凹凸部の凸部と第2凹凸部の凹部を対向させているので、物理量センサーに加えられた加速度等によって、Z軸方向へ過度に変位した場合に、可動錘と支持基板の接触面積を小さくすることができる。これにより、支持基板と可動部が面接触して固着してしまうスティッキングが生じるおそれがない。
上述した第3実施形態の物理量センサーによれば、第1実施形態の物理量センサーと同様に、第1凹凸部の凸部と第2凹凸部の凹部を対向させているので、物理量センサーに加えられた加速度等によって、Z軸方向へ過度に変位した場合に、可動錘と支持基板の接触面積を小さくすることができる。これにより、支持基板と可動部が面接触して固着してしまうスティッキングが生じるおそれがない。
(第4実施形態)
図7は第4実施形態に係る物理量センサーの一部の断面拡大図である。なお、図7は第1及び第2凹凸部の一部の断面拡大図を示している。第4実施形態に係る物理量センサーは、第1凹凸部26bの断面形状が第1実施形態に係る物理量センサーとは異なる。その他の構成は、第1実施形態と同様のため、相違点を説明し、同様の部分の説明は省略する。
図7は第4実施形態に係る物理量センサーの一部の断面拡大図である。なお、図7は第1及び第2凹凸部の一部の断面拡大図を示している。第4実施形態に係る物理量センサーは、第1凹凸部26bの断面形状が第1実施形態に係る物理量センサーとは異なる。その他の構成は、第1実施形態と同様のため、相違点を説明し、同様の部分の説明は省略する。
図7(A)に示すように、第4実施形態に係る物理量センサーの第2凹凸部60は、第1実施形態に係る物理量センサーの第1凹凸部26と同様の断面形状であるが、第1凹凸部26bの凹部27d及び凸部28dの断面形状をテーパー状(すり鉢状)に形成している。なお、第2凹凸部60の凹部62及び凸部63の断面形状をテーパー状(すり鉢状)に形成してもよく。また。第1及び第2凹凸部の凹部及び凸部の断面形状をテーパー状(すり鉢状)に形成してもよい。
また、図7(B)に示すように、第1凹凸部26cの凹部27e及び凸部28eの断面形状を半円状に形成している。なお、第2凹凸部60の凹部62及び凸部63の断面形状を半円状に形成してもよく。また。第1及び第2凹凸部の凹部及び凸部の断面形状を半円状に形成してもよい。
また、図7(B)に示すように、第1凹凸部26cの凹部27e及び凸部28eの断面形状を半円状に形成している。なお、第2凹凸部60の凹部62及び凸部63の断面形状を半円状に形成してもよく。また。第1及び第2凹凸部の凹部及び凸部の断面形状を半円状に形成してもよい。
上述した第4実施形態の物理量センサーによれば、第1実施形態の物理量センサーと同様に、第1凹凸部の凸部と第2凹凸部の凹部を対向させているので、物理量センサーに加えられた加速度等によって、Z軸方向へ過度に変位した場合に、可動錘と支持基板の接触面積を小さくすることができる。これにより、支持基板と可動部が面接触して固着してしまうスティッキングが生じるおそれがない。
なお、本実施形態に係る物理量センサーは、支持基板をシリコンを主とする材料としたり、可動電極部の直下の支持基板に電極を形成したりすることにより、可動電極部とそれと対向する支持基板又は支持基板に形成した電極の部分の間の静電容量変化により、可動電極部の支持基板の表面に対して垂直な方向(Z軸方向)の物理量の計測が可能なセンサーにも適用することができる。
なお、本実施形態に係る物理量センサーは、支持基板をシリコンを主とする材料としたり、可動電極部の直下の支持基板に電極を形成したりすることにより、可動電極部とそれと対向する支持基板又は支持基板に形成した電極の部分の間の静電容量変化により、可動電極部の支持基板の表面に対して垂直な方向(Z軸方向)の物理量の計測が可能なセンサーにも適用することができる。
(実施例)
次いで、本発明の一実施形態に係る物理量センサー(以下、総括して物理量センサー1と称する。)のいずれかを適用した実施例について、図8から図11を参照しながら説明する。
次いで、本発明の一実施形態に係る物理量センサー(以下、総括して物理量センサー1と称する。)のいずれかを適用した実施例について、図8から図11を参照しながら説明する。
[電子機器]
先ず、本発明の一実施形態に係る物理量センサー1を適用した電子機器について、図8から図10を参照しながら説明する。
図8は、本発明の一実施形態に係る物理量センサーを備える電子機器としてのノート型(又はモバイル型)のパーソナルコンピューターの構成の概略を示す斜視図である。この図において、ノート型パーソナルコンピューター1100は、キーボード1102を備えた本体部1104と、表示部1108を備えた表示ユニット1106とにより構成され、表示ユニット1106は、本体部1104に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなノート型パーソナルコンピューター1100には、そのノート型パーソナルコンピューター1100に加えられる加速度等を検知して表示ユニット1106に加速度等を表示するための加速度センサー等として機能する物理量センサー1が内蔵されている。
先ず、本発明の一実施形態に係る物理量センサー1を適用した電子機器について、図8から図10を参照しながら説明する。
図8は、本発明の一実施形態に係る物理量センサーを備える電子機器としてのノート型(又はモバイル型)のパーソナルコンピューターの構成の概略を示す斜視図である。この図において、ノート型パーソナルコンピューター1100は、キーボード1102を備えた本体部1104と、表示部1108を備えた表示ユニット1106とにより構成され、表示ユニット1106は、本体部1104に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなノート型パーソナルコンピューター1100には、そのノート型パーソナルコンピューター1100に加えられる加速度等を検知して表示ユニット1106に加速度等を表示するための加速度センサー等として機能する物理量センサー1が内蔵されている。
図9は、本発明の一実施形態に係る物理量センサーを備える電子機器としての携帯電話機(PHSも含む)の構成の概略を示す斜視図である。この図において、携帯電話機1200は、複数の操作ボタン1202、受話口1204および送話口1206を備え、操作ボタン1202と受話口1204との間には、表示部1208が配置されている。このような携帯電話機1200には、携帯電話機1200に加えられる加速度等を検知して、当該携帯電話機1200の操作を補助するための加速度センサー等として機能する物理量センサー1が内蔵されている。
図10は、本発明の一実施形態に係る物理量センサー1を備える電子機器としてのデジタルスチールカメラの構成の概略を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、デジタルスチールカメラ1300は、被写体の光像をCCD(Charge Coupled Device)等の撮像素子により光電変換して撮像信号(画像信号)を生成する。
デジタルスチールカメラ1300におけるケース(ボディー)1302の背面には、表示部1308が設けられ、CCDによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部1308は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース1302の正面側(図中裏面側)には、光学レンズ(撮像光学系)やCCD等を含む受光ユニット1304が設けられている。
デジタルスチールカメラ1300におけるケース(ボディー)1302の背面には、表示部1308が設けられ、CCDによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部1308は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース1302の正面側(図中裏面側)には、光学レンズ(撮像光学系)やCCD等を含む受光ユニット1304が設けられている。
撮影者が表示部1308に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン1306を押下すると、その時点におけるCCDの撮像信号が、メモリー1310に転送・格納される。また、このデジタルスチールカメラ1300においては、ケース1302の側面に、ビデオ信号出力端子1312と、データ通信用の入出力端子1314とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子1312には液晶ディスプレイ1430が、データ通信用の入出力端子1314にはパーソナルコンピューター1440が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー1310に格納された撮像信号が、液晶ディスプレイ1430や、パーソナルコンピューター1440に出力される構成になっている。このようなデジタルスチールカメラ1300には、その落下からデジタルスチールカメラ1300を保護する機能を動作させるため、落下による加速度を検知する加速度センサーとして機能する物理量センサー1が内蔵されている。
なお、本発明の一実施形態に係る物理量センサー1は、図8のパーソナルコンピューター(モバイル型パーソナルコンピューター)、図9の携帯電話機、図10のデジタルスチールカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置(例えばインクジェットプリンター)、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳(通信機能付も含む)、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、POS端末、医療機器(例えば、電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡)、魚群探知機、各種測定機器、計器類(例えば、車両、航空機、船舶の計器類)、フライトシミュレーター等の電子機器に適用することができる。
[移動体]
図11は移動体の一例としての自動車を概略的に示す斜視図である。自動車1500には本発明に係る物理量センサー1を備える。例えば、同図に示すように、移動体としての自動車1500には、当該自動車1500の加速度を検知する物理量センサー1を内蔵してエンジンの出力を制御する電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)1508が車体1507に搭載されている。また、物理量センサー1は、他にも車体姿勢制御ユニット、アンチロックブレーキシステム(ABS)、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム(TPMS):Tire Pressure Monitoring System)、に広く適用できる。
図11は移動体の一例としての自動車を概略的に示す斜視図である。自動車1500には本発明に係る物理量センサー1を備える。例えば、同図に示すように、移動体としての自動車1500には、当該自動車1500の加速度を検知する物理量センサー1を内蔵してエンジンの出力を制御する電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)1508が車体1507に搭載されている。また、物理量センサー1は、他にも車体姿勢制御ユニット、アンチロックブレーキシステム(ABS)、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム(TPMS):Tire Pressure Monitoring System)、に広く適用できる。
1a………物理量センサー、2………支持基板、2a………第1面、3………素子片、4………導体パターン、5………蓋体、21………空洞部、22,23,24………配線溝部、26………第1凹凸部、27………凹部、28………凸部、31,32………固定部、33………可動錘、34,35………連結部、36,37………可動電極部、38,39………固定電極部、41,42,43………配線、44,45,46………電極、51………空洞部、60………第2凹凸部、62………凹部、63………凸部、1100………ノート型パーソナルコンピューター、1200………携帯電話機、1300………デジタルスチールカメラ、1500………自動車。
Claims (7)
- 固定電極部が配置された支持基板と、
前記支持基板上に配置し、前記固定電極部と対向し印加される物理量に応じて変位する可動電極部を有する可動部と、
を備え、
前記支持基板には、前記可動部と対向する主面に第1凹凸部が設けられ、
前記可動部には、前記支持基板と対向する主面に第2凹凸部が設けられ、
前記第1凹凸部の凸部の少なくとも一部は、平面視において前記第2凹凸部の凹部と対向していることを特徴とする物理量センサー。 - 前記第1凹凸部の凸部および前記第2凹凸部の凸部は、平面視において互いに重なっていないことを特徴とする請求項1に記載の物理量センサー。
- 前記第1凹凸部と前記第2凹凸部は、互いに異なるピッチ幅で連続的に設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の物理量センサー。
- 前記第1凹凸部の凸部の幅は、前記第2凹凸部の凹部の幅よりも大きいことを特徴とする請求項1又は2に記載の物理量センサー。
- 前記第1凹凸部及び第2凹凸部は、凸部および凹部の少なくとも一方の断面形状が、テーパー状または半円状であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の物理量センサー。
- 請求項1ないし5のいずれか一項に記載の物理量センサーを搭載する電子機器。
- 請求項1ないし5のいずれか一項に記載の物理量センサーを搭載する移動体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013057766A JP2014182058A (ja) | 2013-03-21 | 2013-03-21 | 物理量センサー、電子機器、及び移動体 |
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JP2013057766A Pending JP2014182058A (ja) | 2013-03-21 | 2013-03-21 | 物理量センサー、電子機器、及び移動体 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108169515A (zh) * | 2016-12-07 | 2018-06-15 | 精工爱普生株式会社 | 物理量传感器、物理量传感器装置、电子设备及移动体 |
-
2013
- 2013-03-21 JP JP2013057766A patent/JP2014182058A/ja active Pending
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20150109 |