JP2016045190A - 物理量センサー、電子機器および移動体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係る物理量センサー100は、基板10と、支持部40と、支持部40に連結部30、32を介して接続された可動部20と、可動部20と対向して基板10に配置される固定電極50、52と、ダミー電極53、54、55とを有し、可動部20が第1質量部20aと、第1質量部20aよりも質量が大きい第2質量部20bと、を有する。第1固定電極50と並んで配置されたダミー電極のY軸方向の幅、および、第1固定電極50のY軸方向の幅のうちの少なくとも一方が、第2固定電極52のY軸方向の幅よりも大きい。
【選択図】図1
Description
本適用例の物理量センサーは、基板と、
前記基板に固定される支持部と、
前記支持部に連結部を介して接続され、前記支持部に対して揺動可能な可動部と、
前記可動部と対向して前記基板に配置される固定電極と、を有し、
前記可動部は、前記連結部に対して一方側に設けられる第1質量部と、他方側に設けられ前記第1質量部よりも質量が大きい第2質量部と、を有し、
前記固定電極は、前記第1質量部と対向して配置される第1固定電極と、前記第2質量部と対向して配置される第2固定電極と、前記可動部と対向し、かつ、前記第1固定電極および前記第2固定電極と接触しないように配置され、前記可動部と同電位となるダミー電極と、を有し、
前記可動部が揺動される軸方向をY軸方向としたとき、
前記第1固定電極と並んで配置された前記ダミー電極の前記Y軸方向の幅、および、前記第1固定電極の前記Y軸方向の幅のうちの少なくとも一方が、前記第2固定電極の前記Y軸方向の幅よりも大きいことを特徴とする。
これにより、スティッキングの発生を防止するとともに、容量オフセットを小さくすることができる。
本適用例の物理量センサーでは、前記ダミー電極は、前記第1固定電極と前記Y軸方向に対向して配置される第1の部分を有していることが好ましい。
これにより、容量オフセットを容易に小さくすることができる。
本適用例の物理量センサーでは、前記第1の部分は、前記第1固定電極の前記Y軸方向の両側に位置するように一対設けられていることが好ましい。
これにより、容量オフセットをより容易に小さくすることができる。
本適用例の物理量センサーでは、前記ダミー電極は、前記第1固定電極と前記第2固定電極との間に設けられた第1ダミー電極と、前記第1固定電極の前記第1ダミー電極とは反対側に設けられた第2ダミー電極と、前記第2固定電極の前記第1ダミー電極とは反対側に設けられた第3ダミー電極と、を有し、
前記第1の部分は、前記第1ダミー電極および前記第2ダミー電極の少なくとも一方が有していることが好ましい。
これにより、容量オフセットを小さくしつつ、スティッキングの発生をより効果的に防止することができる。
本適用例の物理量センサーでは、前記第1固定電極は、前記ダミー電極と前記Y軸方向に対向して配置される第2の部分を有していることが好ましい。
これにより、容量オフセットを容易に小さくすることができる。
本適用例の物理量センサーでは、前記第2の部分は、前記ダミー電極の前記Y軸方向の両側に位置するように一対設けられていることが好ましい。
これにより、容量オフセットをより容易に小さくすることができる。
本適用例の物理量センサーでは、前記ダミー電極は、前記第1固定電極と前記第2固定電極との間に設けられた第1ダミー電極と、前記第1固定電極の前記第1ダミー電極とは反対側に設けられた第2ダミー電極と、前記第2固定電極の前記第1ダミー電極とは反対側に設けられた第3ダミー電極と、を有し、
前記第2の部分は、前記第2ダミー電極と前記Y軸方向に対向するように配置されていることが好ましい。
これにより、容量オフセットを小さくしつつ、スティッキングの発生をより効果的に防止することができる。
本適用例の物理量センサーでは、前記基板は、ガラス基板であることが好ましい。
これにより、可動部と基板とを容易に両者を電気的に絶縁することができ、センサー構造を簡素化することができる。
本適用例の電子機器は、本発明の物理量センサーを備えることを特徴とする。
このような電子機器では、本適用例に係る物理量センサーを含むため、高い信頼性を有することができる。
本適用例の移動体は、本発明の物理量センサーを備えることを特徴とする。
このような移動体では、本適用例に係る物理量センサーを含むため、高い信頼性を有することができる。
まず、図1の物理量センサーについて、図面を参照しながら説明する。
基板10の材質は、例えば、ガラス等の絶縁材料である。例えば基板10をガラス等の絶縁材料、可動部20をシリコン等の半導体材料にすることにより、容易に両者を電気的に絶縁することができ、センサー構造を簡素化することができる。なお、基板10をガラスで構成した場合、より高感度な物理量センサーを提供することができる。
第1質量部20aは、平面視において、支持軸Qによって区画される可動部20の2つの部分のうちの一方(図1では右側に位置する部分)である。
物理量センサー100では、加速度、角速度等の物理量に応じて、可動部20が支持軸Qまわりに揺動する。この可動部20の動きに伴って、第1可動電極21と第1固定電極50との間の距離、および第2可動電極22と第2固定電極52との間の距離が変化する。具体的には、例えば鉛直上向き(+Z軸方向)の加速度が物理量センサー100に加わると、可動部20は反時計回りに回転し、第1可動電極21と第1固定電極50との間の距離が小さくなり、第2可動電極22と第2固定電極52との間の距離が大きくなる。この結果、静電容量C1が大きくなり、静電容量C2が小さくなる。また、例えば鉛直下向き(−Z軸方向)の加速度が物理量センサー100に加わると、可動部20は時計回りに回転し、第1可動電極21と第1固定電極50との間の距離が大きくなり、第2可動電極22と第2固定電極52との間の距離が小さくなる。この結果、静電容量C1が小さくなり、静電容量C2が大きくなる。
次に、図1の物理量センサーの製造方法について、図面を参照しながら説明する。図5〜図7は、図1の物理量センサー100の製造工程を模式的に示す断面図であって、図2に対応している。
以上の工程により、物理量センサー100を製造することができる。
次に、上記物理量センサーの第1変形例に係る物理量センサーについて、図面を参照しながら説明する。図8は、第1変形例に係る物理量センサー200を模式的に示す平面図である。なお、便宜上、図8では、蓋体80を透視して図示している。また、図8では、互いに直交する3つの軸として、X軸、Y軸、およびZ軸を図示している。
次に、上記物理量センサーの第2変形例に係る物理量センサーについて、図面を参照しながら説明する。図9は、第2変形例に係る物理量センサー300を模式的に示す平面図である。なお、便宜上、図9では、蓋体80を透視して図示している。また、図9では、互いに直交する3つの軸として、X軸、Y軸、およびZ軸を図示している。
次に、上記物理量センサーの第3変形例に係る物理量センサーについて、図面を参照しながら説明する。図10は、第3変形例に係る物理量センサー400を模式的に示す平面図である。なお、便宜上、図10では、蓋体80を透視して図示している。また、図10では、互いに直交する3つの軸として、X軸、Y軸、およびZ軸を図示している。
次に、上記物理量センサーの第4変形例に係る物理量センサーについて、図面を参照しながら説明する。図11は、第4変形例に係る物理量センサー500を模式的に示す平面図である。なお、便宜上、図11では、蓋体80を透視して図示している。また、図11では、互いに直交する3つの軸として、X軸、Y軸、およびZ軸を図示している。
次に、本発明の電子機器を説明する。
このような携帯電話機1200には、物理量センサー100が内蔵されている。
図15は、本発明の移動体の一例である自動車の構成を示す斜視図である。
10…基板
102…シリコン基板
11…凹部
12…底面
13…ポスト部
14…上面
15…窪み部
16…底面
17…第1溝部
18…第2溝部
19…第3溝部
20…可動部
20a…第1質量部
20b…第2質量部
21…第1可動電極
22…第2可動電極
23、24…端面
25…貫通孔
26…開口部
30…連結部
32…連結部
40…支持部
41…第1部分
42…第2部分
43…第2部分
44…第2部分
45…第2部分
46…接続領域
50…第1固定電極
501…基部
502、503…突出部
52…第2固定電極
53…第1ダミー電極
531…基部
532、533…突出部
54…第2ダミー電極
541…基部
542、543…突出部
55…第3ダミー電極
60…第1配線
61…配線層部
62…バンプ部
63…コンタクト領域
64…第2配線
66…第3配線
70…第1パッド
72…第2パッド
74…第3パッド
80…蓋体
82…キャビティー
100、200、300、400、500…物理量センサー
1100…パーソナルコンピューター
1102…キーボード
1104…本体部
1106…表示ユニット
1108…表示部
1200…携帯電話機
1202…操作ボタン
1204…受話口
1206…送話口
1208…表示部
1300…デジタルスチルカメラ
1302…ケース
1304…受光ユニット
1306…シャッターボタン
1308…メモリー
1310…表示部
1312…ビデオ信号出力端子
1314…入出力端子
1430…テレビモニター
1440…パーソナルコンピューター
1500…自動車
1502…車体
1504…電子制御ユニット
Q…支持軸
R…第2軸
Claims (10)
- 基板と、
前記基板に固定される支持部と、
前記支持部に連結部を介して接続され、前記支持部に対して揺動可能な可動部と、
前記可動部と対向して前記基板に配置される固定電極と、を有し、
前記可動部は、前記連結部に対して一方側に設けられる第1質量部と、他方側に設けられ前記第1質量部よりも質量が大きい第2質量部と、を有し、
前記固定電極は、前記第1質量部と対向して配置される第1固定電極と、前記第2質量部と対向して配置される第2固定電極と、前記可動部と対向し、かつ、前記第1固定電極および前記第2固定電極と接触しないように配置され、前記可動部と同電位となるダミー電極と、を有し、
前記可動部が揺動される軸方向をY軸方向としたとき、
前記第1固定電極と並んで配置された前記ダミー電極の前記Y軸方向の幅、および、前記第1固定電極の前記Y軸方向の幅のうちの少なくとも一方が、前記第2固定電極の前記Y軸方向の幅よりも大きいことを特徴とする物理量センサー。 - 前記ダミー電極は、前記第1固定電極と前記Y軸方向に対向して配置される第1の部分を有している請求項1に記載の物理量センサー。
- 前記第1の部分は、前記第1固定電極の前記Y軸方向の両側に位置するように一対設けられている請求項2に記載の物理量センサー。
- 前記ダミー電極は、前記第1固定電極と前記第2固定電極との間に設けられた第1ダミー電極と、前記第1固定電極の前記第1ダミー電極とは反対側に設けられた第2ダミー電極と、前記第2固定電極の前記第1ダミー電極とは反対側に設けられた第3ダミー電極と、を有し、
前記第1の部分は、前記第1ダミー電極および前記第2ダミー電極の少なくとも一方が有している請求項2または3に記載の物理量センサー。 - 前記第1固定電極は、前記ダミー電極と前記Y軸方向に対向して配置される第2の部分を有している請求項1に記載の物理量センサー。
- 前記第2の部分は、前記ダミー電極の前記Y軸方向の両側に位置するように一対設けられている請求項5に記載の物理量センサー。
- 前記ダミー電極は、前記第1固定電極と前記第2固定電極との間に設けられた第1ダミー電極と、前記第1固定電極の前記第1ダミー電極とは反対側に設けられた第2ダミー電極と、前記第2固定電極の前記第1ダミー電極とは反対側に設けられた第3ダミー電極と、を有し、
前記第2の部分は、前記第2ダミー電極と前記Y軸方向に対向するように配置されている請求項5または6に記載の物理量センサー。 - 前記基板は、ガラス基板である請求項1ないし7のいずれか1項に記載の物理量センサー。
- 請求項1ないし8のいずれか1項に記載の物理量センサーを備えることを特徴とする電子機器。
- 請求項1ないし8のいずれか1項に記載の物理量センサーを備えることを特徴とする移動体。
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