JP2014238280A - 加速度センサ - Google Patents

Abstract

【課題】直交する３方向の加速度の検出精度を向上させることのできる加速度センサを得る。
【解決手段】加速度センサは、一対のビーム部１２ａ，１２ｂを軸にして第１の可動電極１１を揺動させることによりＸ方向の加速度を検出するＸ検出部１０と、一対のビーム部２２ａ，２２ｂを軸にして第２の可動電極２１を揺動させることによりＹ方向の加速度を検出するＹ検出部２０と、二対のビーム部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄにより保持された第３の可動電極３１を垂直方向に平行移動させることによりＺ方向の加速度を検出するＺ検出部３０と、Ｘ検出部１０、Ｙ検出部２０、及びＺ検出部３０を内包するフレーム部３とを１チップ内に配置し、第３の可動電極３１を基準にして対称構造の貫通部３５ａ，３５ｂを第３の可動電極３１の左右両側のフレーム部３に形成したことを特徴とする。
【選択図】図１２

Description

本発明は、加速度センサに関する。

従来、外部から与えられる加速度を検出する加速度センサが知られている。例えば、質量体に設けられた電極と固定電極との間の静電容量の変化から質量体の変位を検出し、この質量体の変位に基づいて加速度を検出する。直交する３方向の加速度を櫛歯状のセンサを用いて検出するＭＥＭＳセンサも知られている（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２０１０／０３２８１８号

特許文献１に記載のＭＥＭＳセンサによれば、直交する３方向の加速度を検出することができるものの、より高い感度で加速度を検出することが望まれている。

そこで、本発明は、直交する３方向の加速度の検出精度を向上させることのできる加速度センサを得ることを目的とする。

本発明は、加速度センサであって、一対のビーム部を軸にして第１の可動電極を揺動させることにより、平面方向のうちの一方向であるＸ方向の加速度を検出するＸ検出部と、一対のビーム部を軸にして第２の可動電極を揺動させることにより、平面方向のうちの一方向であって前記Ｘ方向と直交するＹ方向の加速度を検出するＹ検出部と、一対以上のビーム部により保持された第３の可動電極を垂直方向に平行移動させることにより、垂直方向であるＺ方向の加速度を検出するＺ検出部と、前記Ｘ検出部、前記Ｙ検出部、及び前記Ｚ検出部を内包するフレーム部とを１チップ内に配置し、前記第３の可動電極を基準にして対称構造の貫通部を前記第３の可動電極の第１方向両側の前記フレーム部に形成したことを特徴とする。

また、本発明において、前記第１方向両側に形成された貫通部それぞれを通じて柱状の固定電極が引き出されていてもよい。

また、本発明において、前記第１方向と直交する第２方向両側の前記フレーム部にも、前記第３の可動電極を基準にして対称構造の貫通部を形成し前記第１方向と直交する第２方向両側の前記フレーム部にも、前記第３の可動電極を基準にして対称構造の貫通部を形成してもよい。

また、本発明において、前記第２方向両側に形成された貫通部それぞれを通じて柱状の固定電極が引き出されていてもよい。

また、本発明において、前記Ｚ検出部を中央にして前記Ｘ検出部、前記Ｙ検出部、及び前記Ｚ検出部が直線状に配置され、その直線状の配置方向が前記第１方向であってもよい。

本発明によれば、直交する３方向の加速度の検出精度を向上させることのできる加速度センサを提供することが可能となる。

図１は、基本技術にかかる加速度センサを内蔵したパッケージの内部構成例を示す斜視図である。 図２は、基本技術にかかる加速度センサの分解斜視図である。 図３は、基本技術にかかる加速度センサの断面図であって、（ａ）はＸ検出部の断面図、（ｂ）はＺ検出部の断面図である。 図４は、基本技術にかかる加速度センサにおいて、Ｘ方向の加速度が印加されていない状態におけるＸ検出部の断面図である。 図５は、図４に示される状態においてＸ方向の加速度を検出する原理を説明するための図である。 図６は、基本技術にかかる加速度センサにおいて、Ｘ方向に１Ｇの加速度が印加された状態におけるＸ検出部の断面図である。 図７は、図６に示される状態においてＸ方向の加速度を検出する原理を説明するための図である。 図８は、基本技術にかかる加速度センサにおいて、Ｚ方向に１Ｇの加速度が印加された状態におけるＺ検出部の断面図である。 図９は、図８に示される状態においてＺ方向の加速度を検出する原理を説明するための図である。 図１０は、基本技術にかかる他の加速度センサの分解斜視図である。 図１１は、基本技術にかかる他の加速度センサの分解斜視図である。 図１２は、実施形態にかかる加速度センサのＺ検出部を説明するための図であって、（ａ）は基本技術、（ｂ）は実施例１、（ｃ）は実施例２、（ｄ）は実施例３、（ｅ）は実施例４、（ｆ）は実施例５。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下では、同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。

（基本技術）
まず、本発明の実施形態の基本となる基本技術について説明する。

図１は、基本技術にかかる加速度センサを内蔵したパッケージ３００の内部構成例を示す斜視図である。ここでは、基板５００に実装されたパッケージ３００の蓋を開けた状態を示している。この図に示すように、パッケージ３００には、加速度センサを収納するセンサチップ１００や、センサチップ１００からの出力に基づいて各種の演算を行うＡＳＩＣ２００等が搭載されている。パッケージ３００から端子４００が引き出され、基板５００に接続されている。

〔加速度センサの構成〕
図２は、基本技術にかかる加速度センサの分解斜視図である。この加速度センサでは、ＸＹＺの３軸方向の加速度を検出する重りを１軸の加速度のみを検出する各軸個別の重りとして形成し、このような３軸方向の各重り（各センサ）を１チップ内に配置している。平面方向（ＸＹ方向）の加速度は、一対のねじりビームを軸にして重りをシーソー動作させることにより検出し、垂直方向（Ｚ方向）の加速度は、一対以上のビームにより保持された重りを垂直方向に平行移動させることにより検出するようにしている。

具体的には、図２に示すように、センサ部１の上下面が上部固定板２ａと下部固定板２ｂにより挟持された構成となっている。センサ部１は、シリコンＳＯＩ基板等により形成され、上部固定板２ａと下部固定板２ｂは、ガラス等の絶縁体により形成されている。

以下、センサ部１のうち、Ｘ方向の加速度を検出する部分を「Ｘ検出部１０」、Ｙ方向の加速度を検出する部分を「Ｙ検出部２０」、Ｚ方向の加速度を検出する部分を「Ｚ検出部３０」と呼ぶことにする。Ｘ方向は、平面方向のうちの一方向である。Ｙ方向は、平面方向のうちの一方向であってＸ方向と直交する方向である。Ｚ方向は、垂直方向である。

Ｘ検出部１０は、一対のビーム部１２ａ，１２ｂを軸にして第１の可動電極１１を揺動させることによりＸ方向の加速度を検出する。すなわち、一対のビーム部１２ａ，１２ｂを結ぶ直線を境界線として第１の可動電極１１の表面の一方側及び他方側に対向させて第１の固定電極１３ａ，１３ｂを配置している。これにより、第１の可動電極１１と第１の固定電極１３ａ，１３ｂとの間の静電容量の変化に基づいてＸ方向の加速度を検出することができる。

Ｙ検出部２０は、一対のビーム部２２ａ，２２ｂを軸にして第２の可動電極２１を揺動させることによりＹ方向の加速度を検出する。すなわち、一対のビーム部２２ａ，２２ｂを結ぶ直線を境界線として第２の可動電極２１の表面の一方側及び他方側に対向させて第２の固定電極２３ａ，２３ｂを配置している。これにより、第２の可動電極２１と第２の固定電極２３ａ，２３ｂとの間の静電容量の変化に基づいてＹ方向の加速度を検出することができる。

Ｚ検出部３０は、二対のビーム部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄにより保持された第３の可動電極３１を垂直方向に平行移動させることによりＺ方向の加速度を検出する。すなわち、第３の可動電極３１の表面及び裏面に対向させて第３の固定電極３３ａ，３３ｂを配置している。これにより、第３の可動電極３１と第３の固定電極３３ａ，３３ｂとの間の静電容量の変化に基づいてＺ方向の加速度を検出することができる。

Ｘ検出部１０とＹ検出部２０は互いに９０°回転させただけの同形状とし、これらを別形状のＺ検出部３０の両側に並べて１チップ内に配置している。すなわち、図２に示すように、フレーム部３には、３つの矩形枠１０ａ，２０ａ，３０ａが直線状に並んで形成されている。矩形枠１０ａには第１の可動電極１１が配置され、矩形枠２０ａには第２の可動電極２１が配置され、矩形枠３０ａには第３の可動電極３１が配置されている。第１〜第３の可動電極１１，２１，３１はいずれも略矩形形状である。第１〜第３の可動電極１１，２１，３１と矩形枠１０ａ，２０ａ，３０ａの側壁部との間には所定サイズの隙間が空いた状態となっている。

図３は、基本技術にかかる加速度センサの断面図であって、（ａ）はＸ検出部１０の断面を示し、（ｂ）はＺ検出部３０の断面を示している。Ｙ検出部２０の断面はＸ検出部１０と同様であるため、ここでは図示を省略している。

まず、Ｘ検出部１０の断面は、図３（ａ）に示す通りである。すなわち、第１の可動電極１１の表面の対向する２辺の略中央部と矩形枠１０ａの側壁部とを一対のビーム部１２ａ，１２ｂで連結することにより、第１の可動電極１１がフレーム部３に対して揺動自在に支持されている。上部固定板２ａの第１の可動電極１１と対向する側には、ビーム部１２ａとビーム部１２ｂを結ぶ直線を境界線として第１の固定電極１３ａ，１３ｂが設けられている。第１の固定電極１３ａ，１３ｂは、第１の貫通電極１４ａ，１４ｂを用いて上部固定板２ａの上面（一方側）に引き出されている。第１の貫通電極１４ａ，１４ｂの材質は、シリコンやタングステン、銅等の導体であり、第１の貫通電極１４ａ，１４ｂを保持する周囲の材質は、ガラス等の絶縁体である。

Ｙ検出部２０についても同様である。すなわち、第２の可動電極２１の表面の対向する２辺の略中央部と矩形枠２０ａの側壁部とを一対のビーム部２２ａ，２２ｂで連結することにより、第２の可動電極２１がフレーム部３に対して揺動自在に支持されている。上部固定板２ａの第２の可動電極２１と対向する側には、ビーム部２２ａとビーム部２２ｂを結ぶ直線を境界線として第２の固定電極２３ａ，２３ｂが設けられている。第２の固定電極２３ａ，２３ｂは、第２の貫通電極２４ａ，２４ｂを用いて上部固定板２ａの上面に引き出されている。第２の貫通電極２４ａ，２４ｂの材質は、シリコンやタングステン、銅等の導体であり、第２の貫通電極２４ａ，２４ｂを保持する周囲の材質は、ガラス等の絶縁体である。

更に、Ｚ検出部３０の断面は、図３（ｂ）に示す通りである。すなわち、第３の可動電極３１の四隅と矩形枠３０ａの側壁部とを二対のＬ字形のビーム部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄで連結することにより、第３の可動電極３１が垂直方向に平行移動可能になっている。ビーム部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの形状は特に限定されるものではないが、Ｌ字形にすれば、ビーム部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄを長くすることができる。上部固定板２ａの第３の可動電極３１と対向する側には第３の固定電極３３ａが設けられ、下部固定板２ｂの第３の可動電極３１と対向する側には第３の固定電極３３ｂが設けられている。第３の固定電極３３ａは、第３の貫通電極３４ａを用いて上部固定板２ａの上面に引き出されている。第３の固定電極３３ｂは、矩形領域３３ｂ１から突き出した突出領域３３ｂ２を備えている（図２参照）。突出領域３３ｂ２は、第３の可動電極３１とは分離された柱状の固定電極３４ｃに接続され、柱状の固定電極３４ｃは、上部固定板２ａに設けられた第３の貫通電極３４ｂに接続される構成となっている。これにより、柱状の固定電極３４ｃ及び第３の貫通電極３４ｂを用いて第３の固定電極３３ｂを上部固定板２ａの上面に引き出すことができる。第３の貫通電極３４ａ，３４ｂの材質は、シリコンやタングステン、銅等の導体であり、第３の貫通電極３４ａ，３４ｂを保持する周囲の材質は、ガラス等の絶縁体である。

〔Ｘ方向の加速度検出〕
静電容量Ｃは、誘電率をε、電極の対向面積をＳ、電極の対向ギャップをｄとした場合、Ｃ＝εＳ／ｄにより算出することができる。加速度により可動電極が回転すると、対向ギャップｄが変化するため、静電容量Ｃが変化する。そこで、ＡＳＩＣ２００により差分容量（Ｃ１−Ｃ２、Ｃ５−Ｃ６）をＣＶ変換する。

図４は、Ｘ方向の加速度が印加されていない状態におけるＸ検出部１０の断面を示している。この場合、図５に示すように、第１の可動電極１１と第１の固定電極１３ａ，１３ｂとの間の静電容量Ｃ１，Ｃ２は等しくなる。ＡＳＩＣ２００は、静電容量Ｃ１と静電容量Ｃ２の差分値（Ｃ１−Ｃ２＝０）を算出し、Ｘ出力として出力する。

図６は、Ｘ方向に１Ｇの加速度が印加された状態におけるＸ検出部１０の断面を示している。この場合、図７に示すように、第１の可動電極１１と第１の固定電極１３ａとの間の静電容量Ｃ１は寄生容量＋ΔＣとなり、第１の可動電極１１と第１の固定電極１３ｂとの間の静電容量Ｃ２は寄生容量−ΔＣとなる。ＡＳＩＣ２００は、静電容量Ｃ１と静電容量Ｃ２の差分値（Ｃ１−Ｃ２＝２ΔＣ）を算出し、Ｘ出力として出力する。

このように、Ｘ検出部１０は、静電容量の変化に基づいてＸ方向の加速度を検出するようになっている。Ｙ検出部２０がＹ方向の加速度を検出する原理も同様である。

〔Ｚ方向の加速度検出〕
図８は、Ｚ方向に１Ｇの加速度が印加された状態におけるＺ検出部３０の断面を示している。この場合、図９に示すように、第３の可動電極３１と第３の固定電極３３ａとの間の静電容量Ｃ５は寄生容量＋ΔＣとなり、第３の可動電極３１と第３の固定電極３３ｂとの間の静電容量Ｃ６は寄生容量−ΔＣとなる。ＡＳＩＣ２００は、静電容量Ｃ５と静電容量Ｃ６の差分値（Ｃ５−Ｃ６＝２ΔＣ）を算出し、Ｚ出力として出力する。このように、Ｚ検出部３０は、静電容量の変化に基づいてＺ方向の加速度を検出するようになっている。

以上説明したように、基本技術にかかる加速度センサでは、Ｘ検出部１０、Ｙ検出部２０、及びＺ検出部３０を１チップ内に配置しているため、直交する３方向の加速度の検出感度を向上させることができる。すなわち、トーション及び平行移動の重りを採用しているため、特許文献１に記載されるような櫛歯状のセンサに比べて、同じ平面サイズでより重い重りを作成することができ、高い検出感度を得ることが可能となる。

ところで、Ｚ検出部３０に関しては対称構造になっていないため、温度が変化すると、異種材料である上部固定板２ａとの結合部に非対称な応力が発生する場合がある。このような場合、非対称な応力によりビーム部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄが変形するため、温度による特性変化が発生する可能性がある。そこで、温度による特性変化を低減するため、以下の構成を採用するのが望ましい。

図１０は、基本技術にかかる他の加速度センサの分解斜視図である。この図に示すように、Ｚ検出部３０とＸ検出部１０及びＹ検出部２０との間のフレーム部３のうち、Ｚ検出部３０の一対のビーム部３２ａ，３２ｃの付根領域３５ａ，３５ｂが他の領域と比較して僅かに低くなっている。そのため、フレーム部３を上部固定板２ａ及び下部固定板２ｂにより挟持しても、付根領域３５ａ，３５ｂが上部固定板２ａと分離されることになる。付根領域３５ａ，３５ｂと上部固定板２ａとの間の隙間のサイズは特に限定されるものではないが、温度が変化しても付根領域３５ａ，３５ｂと上部固定板２ａとが結合しない程度のサイズになっている。このような構成によれば、付根領域３５ａ，３５ｂと上部固定板２ａとが結合しないため、応力の影響が低減され、温度による特性変化を低減することが可能となる。

図１１は、基本技術にかかる他の加速度センサの分解斜視図である。この図に示すように、Ｚ検出部３０とＸ検出部１０及びＹ検出部２０との間のフレーム部３のうち、Ｚ検出部３０を基準として付根領域３５ａ，３５ｂに対称となる対称領域３５ｃ，３５ｄが上部固定板２ａと分離されていてもよい。対称領域３５ｃの形状、面積、高さは付根領域３５ａと同程度であり、対称領域３５ｄの形状、面積、高さは付根領域３５ｂと同程度である。これにより、Ｚ検出部３０の周囲のフレーム部３が完全に対称構造になるため、上部固定板２ａとの結合部に発生する応力のアンバランスを抑制することができ、更に温度による特性変化を低減することが可能となる。

（実施形態）
しかしながら、基本技術でも、Ｚ検出部３０の周囲の更に別の領域に着目すると、対称構造になっていない箇所がある。すなわち、基本技術では、図１１に示すように、柱状の固定電極３４ｃを用いて第３の固定電極３３ｂを上部固定板２ａの上面に引き出す構造を採用しているが、このような柱状の固定電極３４ｃは、図面上、Ｚ検出部３０の右側にしか形成されていない。そのため、温度が変化すると、異種材料である上部固定板２ａとの結合部に非対称な応力が発生する場合がある。このような場合、非対称な応力によりビーム部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄが変形するため、温度による特性変化が発生する可能性がある。そこで、本実施形態では、Ｚ検出部３０の周囲構造を変更することで、更に温度による特性変化を低減するようにしている。なお、以下の説明では、基本技術と同様の構成については詳しい説明を省略する。

まず、図１２（ａ）は、基本技術にかかる加速度センサのＺ検出部３０の上面図である。既に説明した通り、二対のＬ字形のビーム部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄにより第３の可動電極３１の四隅がフレーム部３に連結されている。第３の可動電極３１の右側にだけ貫通部３６ａが形成され、この貫通部３６ａを通じて柱状の固定電極３４ｃが引き出されている。そのため、上記したように、温度による特性変化が発生する可能性がある。

図１２（ｂ）は、実施例１にかかる加速度センサのＺ検出部３０の上面図である。この図に示すように、実施例１では、第３の可動電極３１を基準にして対称構造の貫通部３６ａ，３６ｂを第３の可動電極３１の第１方向両側のフレーム部３に形成している。第１方向とは、例えば、Ｚ検出部３０を中央にしてＸ検出部１０、Ｙ検出部２０、及びＺ検出部３０が直線状に配置された場合の配置方向（左右方向）である。すなわち、Ｚ検出部３０の左右両側には、９０°回転させただけの同形状であるＸ検出部１０とＹ検出部２０が配置されている。このようなＺ検出部３０のフレーム形状も左右対称構造にすれば、応力状態が安定した構造となり、温度特性を低減することが可能となる。

図１２（ｃ）は、実施例２にかかる加速度センサのＺ検出部３０の上面図である。この図に示すように、実施例２では、左右両側に形成された貫通部３６ａ，３６ｂそれぞれを通じて柱状の固定電極３４ｃ，３４ｄが引き出されている。柱状の固定電極３４ｃと３４ｄの構造は基本的に同じである。ただし、柱状の固定電極３４ｃの下端が第３の固定電極３３ｂに接続されているのに対して（図８参照）、柱状の固定電極３４ｄが第３の固定電極３３ｂに接続されているかどうかは特に限定されるものではない。すなわち、異種材料である上部固定板２ａとの結合部が対称であればよい。このように貫通部３６ａ，３６ｂだけでなく柱状の固定電極３４ｃ，３４ｄも左右対称構造にすれば、更に応力状態が安定した構造となり、更に温度特性を低減することが可能となる。

図１２（ｄ）は、実施例３にかかる加速度センサのＺ検出部３０の上面図である。この図に示すように、実施例３では、第２方向両側のフレーム部３にも、第３の可動電極３１を基準にして対称構造の貫通部３６ｃ，３６ｄを形成している。第２方向とは、例えば、第１方向と直交する方向（上下方向）である。このようにＺ検出部３０のフレーム形状を左右だけでなく上下にも対称構造にすれば、左右及び上下に対称な重り周囲構造となるため、更に応力状態が安定した構造となり、更に温度特性を低減することが可能となる。

図１２（ｅ）は、実施例４にかかる加速度センサのＺ検出部３０の上面図である。この図に示すように、実施例４では、左右両側に形成された貫通部３６ａ，３６ｂそれぞれを通じて柱状の固定電極３４ｃ，３４ｄが引き出されている。また、上下両側のフレーム部３にも対称構造の貫通部３６ｃ，３６ｄが形成されている。このように左右及び上下に対称な重り周囲構造において左右対称な柱構造にすれば、更に応力状態が安定した構造となり、更に温度特性を低減することが可能となる。

図１２（ｆ）は、実施例５にかかる加速度センサのＺ検出部３０の上面図である。この図に示すように、実施例５では、左右両側に形成された貫通部３６ａ，３６ｂそれぞれを通じて柱状の固定電極３４ｃ，３４ｄが引き出されている。また、上下両側に形成された貫通部３６ｃ，３６ｄそれぞれを通じて柱状の固定電極３４ｅ，３４ｆが引き出されている。この柱状の固定電極３４ｅ，３４ｆについても、第３の固定電極３３ｂに接続されているかどうかは特に限定されるものではない。このように左右及び上下に対称な重り周囲構造において左右及び上下に対称な柱構造にすれば、更に応力状態が安定した構造となり、更に温度特性を低減することが可能となる。

以上説明したように、実施形態にかかる加速度センサでは、Ｘ検出部１０とＹ検出部２０とＺ検出部３０とフレーム部３とを１チップ内に配置し、第３の可動電極３１を基準にして対称構造の貫通部３６ａ，３６ｂを第３の可動電極３１の第１方向両側（例えば左右両側）のフレーム部３に形成している。Ｘ検出部１０は、一対のビーム部１２ａ，１２ｂを軸にして第１の可動電極１１を揺動させることによりＸ方向の加速度を検出する。Ｙ検出部２０は、一対のビーム部２２ａ，２２ｂを軸にして第２の可動電極２１を揺動させることによりＹ方向の加速度を検出する。Ｚ検出部３０は、二対のビーム部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄにより保持された第３の可動電極３１を垂直方向に平行移動させることによりＺ方向の加速度を検出する。フレーム部３は、Ｘ検出部１０、Ｙ検出部２０、及びＺ検出部３０を内包する。これにより、Ｚ検出部３０のフレーム形状も左右対称構造になるため、応力状態が安定した構造となり、温度特性を低減することが可能となる。その結果、直交する３方向の加速度の検出精度を向上させることのできる加速度センサを提供することができる。

また、実施形態にかかる加速度センサでは、第１方向両側（例えば左右両側）に形成された貫通部３６ａ，３６ｂそれぞれを通じて柱状の固定電極３４ｃ，３４ｄが引き出されていてもよい。このように貫通部３６ａ，３６ｂだけでなく柱状の固定電極３４ｃ，３４ｄも左右対称構造にすれば、更に応力状態が安定した構造となり、更に温度特性を低減することが可能となる。

また、実施形態にかかる加速度センサでは、第１方向と直交する第２方向両側（例えば上下両側）のフレーム部３にも、第３の可動電極３１を基準にして対称構造の貫通部３６ｃ，３６ｄを形成してもよい。このようにＺ検出部３０のフレーム形状を左右だけでなく上下にも対称構造にすれば、左右及び上下に対称な重り周囲構造となるため、更に応力状態が安定した構造となり、更に温度特性を低減することが可能となる。

また、実施形態にかかる加速度センサでは、第２方向両側（例えば上下両側）に形成された貫通部３６ｃ，３６ｄそれぞれを通じて柱状の固定電極３４ｅ，３４ｆが引き出されていてもよい。このように左右及び上下に対称な重り周囲構造において、左右及び上下に対称な柱構造にすれば、更に応力状態が安定した構造となり、更に温度特性を低減することが可能となる。

また、実施形態にかかる加速度センサでは、Ｚ検出部３０を中央にしてＸ検出部１０、Ｙ検出部２０、及びＺ検出部３０が直線状に配置され、その直線状の配置方向が第１方向（例えば左右方向）であってもよい。これにより、Ｘ検出部１０とＺ検出部３０との間の領域やＺ検出部３０とＹ検出部２０との間の領域に貫通部３６ａ，３６ｂなどを形成することができるため、加速度センサの小型化を図ることが可能となる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。例えば、図１１では、付根領域３５ａ，３５ｂや対称領域３５ｃ，３５ｄが上部固定板２ａと結合していない状態を示しているが、これら領域の結合の有無は問わない。また、図１２（ｆ）では、貫通部３６ｃ，３６ｄそれぞれを通じて柱状の固定電極３４ｅ，３４ｆが引き出されているが、貫通部３６ｃ，３６ｄの一方だけを通じて柱状の固定電極３４ｅ，３４ｆの一方だけが引き出されていてもよい。もちろん、貫通部３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄや柱状の固定電極３４ｃ，３４ｄ，３４ｅ，３４ｆの形状や大きさ等は適宜変更することが可能である。

３ フレーム部
１０ Ｘ検出部
１１ 第１の可動電極
１２ａ，１２ｂ 一対のビーム部
１３ａ，１３ｂ 第１の固定電極
２０ Ｙ検出部
２１ 第２の可動電極
２２ａ，２２ｂ 一対のビーム部
２３ａ，２３ｂ 第２の固定電極
３０ Ｚ検出部
３１ 第３の可動電極
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ 一対以上のビーム部
３３ａ，３３ｂ 第３の固定電極
３４ｃ，３４ｄ，３４ｅ，３４ｆ 柱状の固定電極
３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ 貫通部

Claims (5)

1. 一対のビーム部を軸にして第１の可動電極を揺動させることにより、平面方向のうちの一方向であるＸ方向の加速度を検出するＸ検出部と、
   一対のビーム部を軸にして第２の可動電極を揺動させることにより、平面方向のうちの一方向であって前記Ｘ方向と直交するＹ方向の加速度を検出するＹ検出部と、
   一対以上のビーム部により保持された第３の可動電極を垂直方向に平行移動させることにより、垂直方向であるＺ方向の加速度を検出するＺ検出部と、
   前記Ｘ検出部、前記Ｙ検出部、及び前記Ｚ検出部を内包するフレーム部と
   を１チップ内に配置し、前記第３の可動電極を基準にして対称構造の貫通部を前記第３の可動電極の第１方向両側の前記フレーム部に形成したことを特徴とする加速度センサ。
2. 前記第１方向両側に形成された貫通部それぞれを通じて柱状の固定電極が引き出されていることを特徴とする請求項１に記載の加速度センサ。
3. 前記第１方向と直交する第２方向両側の前記フレーム部にも、前記第３の可動電極を基準にして対称構造の貫通部を形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の加速度センサ。
4. 前記第２方向両側に形成された貫通部それぞれを通じて柱状の固定電極が引き出されていることを特徴とする請求項３に記載の加速度センサ。
5. 前記Ｚ検出部を中央にして前記Ｘ検出部、前記Ｙ検出部、及び前記Ｚ検出部が直線状に配置され、その直線状の配置方向が前記第１方向であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の加速度センサ。

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