JP2015034824A - 微小電気機械システム - Google Patents
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Abstract
Description
v=2πfXecos(2πft) ・・・(1)
ここで、fは周波数、Xeは振幅、tは時間を示している。
ここで、mは振動体の質量、Ωは角速度、vは振動体のx軸方向の速度を示している。
ここで、kは梁のバネ定数、mは振動体の質量を示している。
次に、上述した加速度センサは、この加速度センサに加速度a1が印加された場合、可動体に発生する力F1は(5)式に示される。
ここで、m1は可動体の質量、a1は可動体に印加された加速度、k1は梁のバネ定数、x1は可動体の変位量を示している。
しかし、一般的に、センサエレメントをパッケージ本体へ接着する際、接着材の硬化に伴う体積変形により、接着材からセンサエレメントへの応力が発生する。このセンサエレメントに生じる応力により、センサエレメント(可動体、振動体)の固有振動数f0が変化する問題点がある。また、センサエレメントの周囲温度が変化した場合も、センサエレメントを構成する材料の熱膨張係数の差により応力が発生し、センサエレメント(可動体、振動体)の固有振動数f0が変わるという問題点がある。このような固有振動数f0の変動は、角速度センサや加速度センサにおいて、検出感度の変動を引き起こす結果、角速度センサや加速度センサの測定精度の低下を引き起こす。
2 半導体基板
2a 埋め込み絶縁層
3a 固定部
3b 固定部
3c 固定部
3d 固定部
4a 梁
4b 梁
4c 梁
4d 梁
5 可動体
6 固定電極
7a パッド
7b パッド
10 外枠体
10a パッド
11 接着材
12 半導体チップ
12a パッド
12b パッド
13 接着材
14a ワイヤ
14b ワイヤ
15 キャップ
20 集積回路
21 搬送波
22 CV変換部
23 同期検波部
24 加速度信号
30a 固定部
30b 固定部
30c 固定部
30d 固定部
31a 折り返し部
31b 折り返し部
31c 折り返し部
31d 折り返し部
32a 梁
32b 梁
32c 梁
32d 梁
35a 固定部
35b 固定部
36a 梁
36b 梁
36c 梁
36d 梁
37a 梁
37b 梁
37c 梁
37d 梁
40a 固定部
40b 固定部
100 センサエレメント
101 半導体基板
102a 固定部
102b 固定部
103 梁
104 振動体
105 梁
106 振動体
Claims (11)
- 所定の変位方向に変位可能な可動体と、
第1固定部と、第1折り返し部と、前記第1固定部および前記第1折り返し部に接続され弾性変形可能な第1梁と、前記第1折り返し部および前記可動体に接続され弾性変形可能な第2梁および第3梁と、を有する第1バネ系と、
第2固定部と、第2折り返し部と、前記第2固定部および前記第2折り返し部に接続され弾性変形可能な第4梁と、前記第2折り返し部および前記可動体に接続され弾性変形可能な第5梁および第6梁と、を有する第2バネ系と、
を具備するセンサエレメントを有し、
前記第1梁乃至前記第6梁は、それぞれ前記変位方向に直交する直交方向に延伸し、
前記センサエレメントの前記直交方向における中心を通り、前記変位方向に延伸する直線を中心線とするとき、前記第1固定部と前記第2固定部とは、前記中心線に対し反対側に設けられることを特徴とする微小電気機械システム。 - 基板と、
所定の変位方向に変位可能な可動体と、
前記基板に固定される第1固定部と、第1折り返し部と、前記第1固定部および前記第1折り返し部に接続され弾性変形可能な第1梁と、前記第1折り返し部および前記可動体に接続され弾性変形可能な第2梁および第3梁と、を有する第1バネ系と、
前記基板に固定される第2固定部と、第2折り返し部と、前記第2固定部および前記第2折り返し部に接続され弾性変形可能な第4梁と、前記第2折り返し部および前記可動体に接続され弾性変形可能な第5梁および第6梁と、を有する第2バネ系と、
を具備し、
前記第1梁乃至前記第6梁は、それぞれ前記変位方向に直交する直交方向に延伸し、
前記第1固定部および前記第2固定部は、前記基板が変形した際の変位が逆向きであることを特徴とする微小電気機械システム。 - 所定の変位方向に変位可能な可動体と、
第1固定部と、第1折り返し部と、前記第1固定部および前記第1折り返し部に接続され弾性変形可能な第1梁と、前記第1折り返し部および前記可動体に接続され弾性変形可能な第2梁および第3梁と、を有する第1バネ系と、
第2固定部と、第2折り返し部と、前記第2固定部および前記第2折り返し部に接続され弾性変形可能な第4梁と、前記第2折り返し部および前記可動体に接続され弾性変形可能な第5梁および第6梁と、を有する第2バネ系と、
を具備するセンサエレメントを有し、
前記第1梁乃至前記第6梁は、それぞれ前記変位方向に直交する直交方向に延伸し、
前記センサエレメントの前記直交方向における中心を通り、前記変位方向に延伸する直線を中心線とするとき、前記第1固定部および前記第2固定部は、前記中心線を挟む位置に設けられることを特徴とする微小電気機械システム。 - 請求項1または3において、
前記第1固定部および前記第2固定部が設けられる基板をさらに有し、
前記第1固定部と前記第2固定部とは、前記基板が変形した際の変位が逆向きであることを特徴とする微小電気機械システム。 - 請求項1から3のいずれか1つにおいて、
前記第2梁および前記第3梁は、前記第1梁の外側に設けられ、
前記第5梁および前記第6梁は、前記第4梁の外側に設けられることを特徴とする微小電気機械システム。 - 請求項1から3のいずれか1つにおいて、
前記第1バネ系に含まれる梁の本数と、前記第2バネ系に含まれる梁の本数とは、同数であることを特徴とする微小電気機械システム。 - 請求項1または3において、
前記中心線に対し、前記第1折り返し部は前記第1固定部の外側に設けられ、前記第2折り返し部は前記第2固定部の内側に設けられることを特徴とする微小電気機械システム。 - 請求項1から3のいずれか1つにおいて、
前記第1バネ系は、前記第1固定部および前記第1折り返し部に接続され弾性変形可能な第7梁をさらに有し、
前記第2バネ系は、前記第2固定部および前記第2折り返し部に接続され弾性変形可能な第8梁をさらに有することを特徴とする微小電気機械システム。 - 請求項1から3のいずれか1つにおいて、
前記センサエレメントは、第1半導体チップ上に形成され、
前記第1半導体チップは、下層基板上に接着剤を介して搭載されることを特徴とする微小電気機械システム。 - 請求項9において、
前記下層基板は、集積回路を形成した第2半導体チップであることを特徴とする微小電気機械システム。 - 請求項1から3のいずれか1つにおいて、
前記センサエレメントは、角速度センサであることを特徴とする微小電気機械システム。
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