JP2802954B2 - Sensors capable of carrying out the test method and the method of the sensor having the effect of a force - Google Patents

Sensors capable of carrying out the test method and the method of the sensor having the effect of a force

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JP2802954B2
JP2802954B2 JP1343354A JP34335489A JP2802954B2 JP 2802954 B2 JP2802954 B2 JP 2802954B2 JP 1343354 A JP1343354 A JP 1343354A JP 34335489 A JP34335489 A JP 34335489A JP 2802954 B2 JP2802954 B2 JP 2802954B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、力の作用体を有するセンサの試験方法およびこの方法を実施しうるセンサに関し、特に加速度センサ、磁気センサ、あるいは力センサについて、実際に加速度、磁力、あるいは力を作用させることなしに行うことのできる製品試験に関する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention [relates] relates sensor capable of implementing a test method and the method of the sensor having the effect of force, particularly an acceleration sensor, a magnetic sensor or the force sensor, Indeed acceleration, regarding the product test that can be performed without exerting a magnetic force or forces.

〔従来の技術〕 [Prior art]

近年、機械的変形によって電気抵抗が変化するというピエゾ抵抗効果の性質を備えた抵抗素子を、半導体基板上に配列し、この抵抗素子の抵抗値の変化から力を検出する力センサが提案されている。 Recently, a resistance element having a property of piezoresistive effect that electric resistance changes by mechanical deformation, arranged on a semiconductor substrate, a force sensor for detecting a force from the change of the resistance value of the resistor element is proposed there. 更に、この力センサを応用した加速度センサあるいは磁気センサを提案されている。 Furthermore, it has been proposed an acceleration sensor or a magnetic sensor is applied this force sensor. いずれの装置においても、部分的に可撓性をもった起歪体が用いられ、この起歪体に生じる機械的変形を抵抗素子の電気抵抗の変化として検出している。 In either device, partially strain generating body flexibility with is used, it detects the mechanical deformation occurring in the strain generating body as a change in the electrical resistance of the resistance element. 起歪体に力を作用させるために作用体が設けられる。 Working body is provided for applying a force to the strain body. この作用体として、加速度に反応する重錘体を用いれば加速度センサとなり、磁気に反応する磁性体を用いれば磁気センサとなる。 As the working body, it becomes the acceleration sensor by using the weight body which reacts to acceleration, the magnetic sensor by using the magnetic material which reacts to magnetic. たとえば、特許協力条約に基づく国際出願の国際公開第WO88/08522号公報には、本願発明者と同一人の発明による抵抗素子を用いた力・加速度・磁気のセンサが開示されている。 For example, International Publication No. WO88 / 08522 discloses the international application under the Patent Cooperation Treaty, force, acceleration, magnetic sensor using a resistance element according to the present invention have the same 'invention is disclosed. また、この種のセンサの新規な製造方法は、特願平3−2535号明細書に開示されている。 Further, new process for the preparation of such sensor are disclosed in Japanese Patent Application No. 3-2535 specification.

〔発明が解決しようとする課題〕 [Problems that the Invention is to Solve]

このような力の作用体を有するセンサを大量生産して市場に出すためには、製造工程の最後に試験を行う必要がある。 To produce a sensor having a working body of such a force for mass production to the market, it is necessary to end the test of the manufacturing process. 力センサについての試験は比較的容易に行うことができる。 Testing for the force sensor can be performed relatively easily. すなわち、力検出子に所定の大きさの力を所定の方向に作用させ、このときの検出出力をチェックすればよい。 That is, by applying a predetermined amount of force in a predetermined direction to the force detectors may be checked to detect the output of this time. ところが、加速度センサや磁気センサについての試験はより複雑になる。 However, testing for an acceleration sensor and a magnetic sensor is more complex. センサ本体は密封された状態となっているため、実際に外部から加速度あるいは磁気を作用させながら、検出出力をチェックする必要がある。 Because the sensor body is in a state of being sealed, while actually the action of acceleration or magnetic externally, it is necessary to check the detected output. 特に、加速度センサでは、振動発生装置を用いてセンサ本体に振動を与えて試験を行っているのが現状であり、試験装置が大掛かりになる上、振動という動的な加速度についての試験しか行うことができないという問題もある。 In particular, the acceleration sensor is a current situation is that tested giving vibration to the sensor body by using a vibration generator, on which the test device is bulky, be carried out only test for dynamic acceleration of vibration there is also a problem that can not be.

そこで本発明は、加速度センサや磁気センサのような力の作用体を有するセンサについて、より簡単に試験を行うことができる試験方法を提供するとともに、この試験方法を直ちに実施しうる機能をもったセンサを提供することを目的とする。 The present invention is, for sensor having a working body of forces such as acceleration sensors and magnetic sensors, as well as provide a test method which can be performed more easily tested, having a function capable of immediately carrying out this test method and to provide a sensor.

〔課題を解決するための手段〕 [Means for Solving the Problems]

(1) 本願第1の発明は、力の作用を受ける作用部、 (1) first aspect of the invention, acting portion subjected to the action of force,
センサ本体に固定される固定部、およびこれらの間に形成され可撓性をもった可撓部、を有する起歪体と、 作用した力を作用部に伝達させるための作用体と、 伝達された力によって起歪体に生じる機械的変形を、 Fixed portion fixed to the sensor body, and a flexible portion having flexibility formed between these, and the strain generating body having a working member for causing transferred to the working portion of the force exerted is transmitted and the mechanical deformation occurring in the strain body by a force,
電気信号に変換することにより、作用体に作用した力を電気信号として検出する検出手段と、 を備えるセンサを試験する方法において、 互いに対向した位置にあり、力の作用により両者間に変位を生じる第1の面および第2の面を定め、第1の面上に電気的に単一の電極層を形成し、第2の面上の複数箇所にそれぞれ電気的に独立した複数の電極層を形成し、 第1の面上の電極層には第1の極性の電圧を印加し、 By converting into an electric signal, a method of testing a detector for detecting the force exerted on the working body as an electrical signal, the sensor comprising a, in a position facing each other, resulting in displacement between them by the action of the force defining a first side and a second side, electrically form a single electrode layer on the first surface, a plurality of electrode layers electrically independent of each a plurality of locations on the second surface formed, the electrode layer on the first surface by applying a first polarity voltage,
第2の面上の各電極層には第1の極性の電圧またはこれとは逆の第2の極性の電圧を各電極層ごとに選択的に印加し、第1の面上の電極層と第2の面上の電極層との間に斥力または引力からなるクーロン力を作用させ、この作用させたクーロン力と検出手段による検出結果とに基づいて、センサの試験を行うようにしたものである。 Each electrode layer on the second surface selectively applying a second polarity voltage opposite each electrode layer to this voltage or the first polarity, and the electrode layer on the first surface by the action of coulomb force consisting of repulsive or attractive force between the electrode layer on the second surface, on the basis of the detection result by the detection means Coulomb force is this effect, which was to perform the tests of the sensors is there.

(2) 本願第2の発明は、上述の第1の発明に係るセンサの試験方法において、 起歪体に生じる機械的変形によって抵抗値が変化する性質をもった抵抗素子を検出手段として備えたセンサを試験対象とし、第1の面上の電極層と第2の面上の電極層との間にクーロン力を作用させたときの抵抗素子の抵抗値の変化に基づいて試験を行うようにしたものである。 (2) the second aspect of the invention is a method of test sensors according to the above-described first invention, comprising a resistance element having a property that resistance varies by mechanical deformation occurring in the strain body as detection means the sensors were tested, to perform tests on the basis of a change in resistance of the resistance element when allowed to act Coulomb force between the first electrode layer on the surface and the electrode layer on the second surface one in which the.

(3) 本願第3の発明は、加速度センサにおいて、 力の作用を受ける作用部、センサ本体に固定される固定部、およびこれらの間に形成される可撓性をもった可撓部、を有する起歪体と、 センサ本体に加わる加速度によって力の作用を受け、 (3) the third aspect of the invention, in the acceleration sensor, the acting portion subjected to the action of force, the fixed portion fixed to the sensor body, and a flexible portion having flexibility formed between them, the a strain generating body having, under the action of force by the acceleration applied to the sensor body,
この作用した力を作用部に伝達して起歪体に機械的変形を生じさせるための重錘体と、 起歪体に生じる機械的変形によって抵抗値が変化する性質を持った抵抗素子と、 加速度の作用により変位を生じる第1の面に形成された第1の電極層と、 第1の面に対向した第2の面に形成された第2の電極層と、 抵抗素子、第1の電極層、および第2の電極層を、外部の電気回路と接続させるための配線手段と、 を設け、第1の電極層および第2の電極層に所定の電圧を印加して両電極層間にクーロン力を作用させることにより、加速度が作用していない状態であっても起歪体に機械的変形を生じさせることができるように構成し、 A weight body for generating mechanical deformation on the strain body to this effect was force is transmitted to the working portion, and a resistance element having a property that resistance varies by mechanical deformation occurring in the strain generating body, a first electrode layer formed on the first surface causing displacement under the action of the acceleration, and a second electrode layer formed on the second surface facing the first surface, the resistance element, the first electrode layer, and a second electrode layer, and a wiring means for connecting an external electric circuit, the provided by applying a predetermined voltage to the first electrode layer and the second electrode layer on both electrode layers by the action of coulomb force, and configured to be able to produce a mechanical deformation even in a state where no acceleration is applied to the strain body,
更に、第1の電極層と第2の電極層のうち、一方の電極層を電気的に単一の電極層で構成し、他方の電極層を電気的に独立した複数の副電極層で構成し、各副電極層に印加する電圧の極性を選択することにより、起歪体に生じる機械的変形に方向性をもたせうるようにしたものである。 Moreover, among the first electrode layer and the second electrode layer, composed of electrically single electrode layer one electrode layer, electrically independent composed of a plurality of sub-electrode layers and the other electrode layer and, by selecting the polarity of the voltage applied to each sub-electrode layer is obtained by so be imparted a directional mechanical deformation occurring in the strain generating body.

(4) 本願第4の発明は、磁気センサにおいて、 力の作用を受ける作用部、センサ本体に固定される固定部、およびこれらの間に形成され可撓性をもった可撓部、を有する起歪体と、 センサ本体が置かれた磁界によって力の作用を受け、 (4) fourth aspect of the invention includes a magnetic sensor, the acting portion subjected to the action of force, the fixed portion fixed to the sensor body, and a flexible portion, having been formed flexible between these under the action of force and strain generating body, by the magnetic field sensor body is placed,
この作用した力を作用部に伝達して起歪体に機械的変形を生じさせるための磁性体と、 起歪体に生じる機械的変形によって抵抗値が変化する性質をもった抵抗素子と、 磁力の作用により変位を生じる第1の面に形成された第1の電極層と、 第1の面に対向した第2の面に形成された第2の電極層と、 抵抗素子、第1の電極層、および第2の電極層を、外部の電気回路と接続させるための配線手段と、 を設け、第1の電極層および第2の電極層に所定の電圧を印加して両電極層間にクーロン力を作用させることにより、磁力が作用していない状態であっても起歪体に機械的変形を生じさせることができるように構成し、更に、第1の電極層と第2の電極層のうち、一方の電極層を電気的に単一の電極層で構成し、他方の電極層を電気的に独 And a magnetic material for generating a mechanical deformation in flexure element the act force is transmitted to the working portion, a resistance element having a property that resistance varies by mechanical deformation occurring in the strain generating body, magnetometer a first electrode layer formed on the first surface causing displacement by the action of, a second electrode layer formed on the second surface facing the first surface, the resistance element, the first electrode Coulomb layer, and a second electrode layer, outside of the wiring means for connecting the electrical circuit, the providing, by applying a predetermined voltage to the first electrode layer and the second electrode layer both electrode layers by applying a force, a state where the magnetic force does not act configured to be able to produce a mechanical deformation in the strain body, further, the first electrode layer and the second electrode layer among these, electrically constituted by a single electrode layer and one electrode layer, electrically Germany and the other electrode layer した複数の副電極層で構成し、各副電極層に印加する電圧の極性を選択することにより、起歪体に生じる機械的変形に方向性をもたせうるようにしたものである。 Composed of a plurality of sub-electrode layers it is, by selecting the polarity of the voltage applied to each sub-electrode layer is obtained by so be imparted a directional mechanical deformation occurring in the strain generating body.

(5) 本願第5の発明は、上述の第3または第4の発明に係るセンサにおいて、他方の電極層を電気的に独立した2枚の副電極層で構成し、各副電極層に印加する電圧の極性を選択することにより、2枚の副電極層の中心を結ぶ線方向に関する機械的変形と、2枚の副電極層の層面に対して垂直な方向に関する機械的変形と、を起歪体に生じさせるようにしたものである。 (5) The present fifth invention, in the sensor according to the third or fourth invention described above, constituted by the sub-electrode layers of the two electrically independent of the other electrode layer, applied to the auxiliary electrode layer by selecting the polarity of the voltage, the mechanical deformation about the linear direction connecting the centers of the two sub-electrode layer, and the mechanical deformation with respect to the direction perpendicular to the layer plane of the two sub-electrode layer, an electromotive it is obtained as causing the strain body.

(6) 本願第6の発明は、上述の第3または第4の発明に係るセンサにおいて、他方の電極層を電気的に独立した4枚の副電極層で構成し、これらの副電極層を直交する2線分の各端点位置に配置し、各副電極層に印加する電圧の極性を選択することにより、2線分のうちの第1の線分方向に関する機械的変形と、第2の線分方向に関する機械的変形と、4枚の副電極層の層面に対して垂直な方向に関する機械的変形と、を起歪体に生じさせるようにしたものである。 (6) The present sixth invention resides in a sensor according to the third or fourth invention described above, electrically constitutes an independent four sub-electrode layer and the other electrode layer, these side electrode layer placed in the end positions of two orthogonal line segments, by selecting the polarity of the voltage applied to each sub-electrode layer, and the mechanical deformation with respect to the first line segment direction of the two segments, the second mechanical variations on the line segment direction is obtained by the so produce a mechanical deformation, to the strain generating body in the direction perpendicular to the layer plane of the four sub-electrode layer.

〔作 用〕 [For work]

(1) 本願第1の発明によれば、第1の部位と第2の部位との間にクーロン力が働く。 (1) According to the first invention, the Coulomb force between the first and second sites works. このクーロン力により、第1の部位が第2の部位に対して変位を生じることになり、起歪体に機械的変形を誘起させる。 The Coulomb force, the first site will be caused a displacement relative to the second portion, to induce a mechanical deformation in the strain body. したがって、作用体に外力を作用させたのと同じ状態を創り出すことができ、実際に外力を作用させることなしにセンサの試験を行うことができるようになる。 Therefore, it is possible to create the same state as that by the action of an external force to the working body, actually it is possible to perform a test of the sensor without the action of external force. しかも、一方の電極層を単一の電極層とし、他方の電極層を複数の副電極層としたため、印加する電圧の極性を選択することによりクーロン力が斥力としても引力としても作用させることができるようになり、種々の方向にクーロン力を作用させた試験を行うことができるようになる。 Moreover, one of the electrode layer as a single electrode layer, since the other electrode layer with a plurality of sub-electrode layers, is possible to both act as attractive as Coulomb force repulsion by selecting the polarity of the voltage applied can be as becomes, it is possible to perform a test by applying a Coulomb force in various directions.

(2) 本願第2の発明によれば、機械的変形によって抵抗値が変化する性質をもった抵抗素子を検出手段として備えたセンサに適用したため、両電極層間にクーロン力を作用させたときの抵抗素子の抵抗値の変化を検出することにより試験を行うことが可能になる。 (2) According to the second invention, for applying the resistive element having a property of changing the resistance value by mechanical deformation sensor having a detection means, when allowed to act Coulomb force to both electrode layers it becomes possible to perform the test by detecting a change in resistance value of the resistance element.

(3) 本願第3の発明によれば、加速度センサ内に、 (3) According to the third invention, in the acceleration sensor,
上述の第1の発明に係る試験を実施するための各電極層が形成され、これに対する配線がなされる。 Each electrode layers for carrying out the test according to the first invention described above is formed, the wiring for this is done. したがって、印加する電極の極性を選択することにより、種々の方向にクーロン力を作用させた試験を行うことができるようになる。 Therefore, by selecting the polarity of the applied electrode, it is possible to perform a test by applying a Coulomb force in various directions.

(4) 本願第4の発明によれば、磁気センサ内に、上述の第1の発明に係る試験を実施するための各電極層が形成され、これに対する配線がなされる。 (4) According to a fourth aspect of the invention, in the magnetic sensor, each of the electrode layers for carrying out the test according to the first invention described above is formed, the wiring for this is done. したがって、 Therefore,
印加する電極の極性を選択することにより、種々の方向にクーロン力を作用させた試験を行うことができるようになる。 By selecting the polarity of the applied electrode, it is possible to perform a test by applying a Coulomb force in various directions.

(5) 本願第5の発明によれば、上述の第3または第4の発明のセンサにおいて、副電極層を2枚設けるようにしたため、互いに垂直な2とおりの方向に関してクーロン力を作用させた試験を行うことができるようになる。 According to (5) present fifth invention, in the third or sensor of the fourth invention described above, since as the auxiliary electrode layer provided two were allowed to act Coulomb force with respect to the direction mutually perpendicular two ways test it is possible to perform.

(6) 本願第6の発明によれば、上述の第3または第4の発明のセンサにおいて、副電極層を十字状に4枚設けるようにしたため、互いに垂直な3とおりの方向に関してクーロン力を作用させた試験を行うことができるようになる。 According to (6) present sixth aspect, in the third or sensor of the fourth invention described above, since the auxiliary electrode layer was provided four in a cross shape, the Coulomb force with respect to the direction of three mutually perpendicular ways it is possible to perform a test to act.

〔実施例〕 〔Example〕

以下本発明を図示する実施例に基づいて詳述する。 It will be described in detail with reference to Examples to illustrate the present invention below.

センサの構造 はじめに、本発明の対象となる力の作用体を有するセンサの構造を簡単に説明する。 Structure beginning of the sensor will be briefly described the structure of the sensor having the effect of subject to the force of the present invention. 第1図は加速度センサの一例を示す構造断面図である。 FIG. 1 is a structural cross sectional view showing one example of an acceleration sensor. このセンサの中枢ユニットとなるのは、半導体ペレット10である。 Become the central unit of the sensor is a semiconductor pellet 10. この半導体ペレット10の上面図を第2図に示す。 It shows a top view of the semiconductor pellet 10 in Figure 2. 第1図の中央部分に示されている半導体ペレット10の断面は、第2図をX軸に沿って切断した断面に相当する。 Cross section of the semiconductor pellet 10 shown in the middle portion of FIG. 1 corresponds to a cross section taken along the second figure the X-axis. この半導体ペレット The semiconductor pellet
10は、内側から外側に向かって順に、作用部11、可撓部 10, in order from the inside to the outside, the action portion 11, the flexible portion
12、固定部13の3つの領域に分けられる。 12, divided into three regions of the fixed portion 13. 第2図に破線で示されているように、可撓部12の下面には、環状に溝が形成されている。 As it is shown in dashed lines in FIG. 2, on the lower surface of the flexible portion 12, a groove annularly formed. この溝によって、可撓部12は肉厚が薄くなり、可撓性をもつことになる。 This groove, the flexible portion 12 is thick becomes thin and will have flexibility. したがって、固定部13を固定したまま作用部11に力を作用させると、可撓部12が撓んで機械的変形を生じる。 Therefore, when a force is applied to the operating unit 11 while fixing the fixing portion 13, causing the mechanical deformation bends the flexible part 12. こうして半導体ペレット10は起歪体としての機能をもつ。 Thus, the semiconductor pellet 10 has a function as a strain generating body. 可撓部12の上面には、第2図に示すように、抵抗素子Rx1〜Rx4,Ry1〜Ry4, On the upper surface of the flexible portion 12, as shown in FIG. 2, the resistance element Rx1 to Rx4, Ry1 to Ry4,
Rz1〜Rz4が所定の向きに形成されている。 Rz1~Rz4 is formed in a predetermined orientation.

第1図に示すように、作用部11の下方には重錘体20が接合されており、固定部13の下方には台座21,22が接続されている。 As shown in FIG. 1, below the working portion 11 are joined is Jutsumutai 20, pedestal 21 and 22 are connected to the lower side of the fixing portion 13. また、第1図には示されていないが、紙面垂直方向に、更に台座23,24が配置されており、斜め方向には台座21a〜24aが配置されている。 Although not shown in Figure 1, in the direction perpendicular to the paper surface, is arranged a further seat 23, it is disposed pedestal 21a~24a in the oblique direction. この様子は、重錘体20と台座21〜24,21a〜24aのみの上面を示す第3図に明瞭に示されている。 This situation is clearly shown in FIG. 3 showing the top surface of the weight body 20 and the base 21~24,21a~24a only. 第1図に示されている断面は、 Cross-section shown in Figure 1 is,
第3図を切断線AAに沿って切断した断面に相当する。 It corresponds to a cross section taken along a third Figure the section line AA. なお、台座が第3図に示すような状態で配されているのは、特願平3−2535号明細書に開示されている製造工程を実施したためであり、詳細は同公報を参照されたい。 Incidentally, the pedestal is arranged in a state as shown in FIG. 3 is for carrying out the production process disclosed in Japanese Patent Application No. 3-2535 specification, details see the publication .
台座21〜24の下方には、制御部材30が接続されている。 Below the pedestal 21 to 24, the control member 30 is connected.
この制御部材30の上面を第4図に示す。 It shows the upper surface of the control member 30 in Figure 4. 制御部材30の上面には、矩形の溝31(第4図でハッチングを施す部分) On the upper surface of the control member 30, a rectangular groove 31 (the portion hatching in FIG. 4)
が形成されている。 There has been formed. 第1図に示されている断面は、第4 Cross-section shown in FIG. 1, the fourth
図を切断線BBに沿って切断した断面に相当する。 Figure corresponds to a cross section taken along a line BB. また、 Also,
半導体ペレット10の上面には、制御部材40が被さっている。 The upper surface of the semiconductor pellet 10, the control member 40 is overlying. この制御部材40の下面を第5図に示す。 It shows the lower surface of the control member 40 in FIG. 5. 制御部材40 Control member 40
の下面には、矩形の溝41(第5図でハッチングを施す部分)が形成されている。 The lower surface of the rectangular groove 41 (the portion hatching in FIG. 5) is formed. 第1図に示されている断面は、 Cross-section shown in Figure 1 is,
第5図を切断線CCに沿って切断した断面に相当する。 It corresponds to a cross section taken along a fifth Fig section line CC.

制御部材30の底面はパッケージ50の内側底面に接合されており、半導体ペレット10および重錘体20は台座21〜 The bottom surface of the control member 30 is joined to the inner bottom surface of the package 50, the semiconductor pellets 10 and Jutsumutai 20 pedestal 21 to
24および21a〜24aによって支持される。 It is supported by 24 and 21a to 24a. 重錘体20は内部で宙吊りの状態となっている。 Weight body 20 is in a state of suspended inside. パッケージ50には、蓋51 The package 50, the lid 51
が被せられる。 It is covered. 半導体ペレット10に設けられたボンディングパッド14は、各抵抗素子に対してペレット内で電気的に接続されており、このボンディングパッド14とパッケージ側方に設けられたリード52とは、ボンディングワイヤ15によって接続されている。 Bonding pads 14 provided on the semiconductor pellet 10 are electrically connected within the pellet for each resistor element, a lead 52 provided on the bonding pad 14 and the package side is by a bonding wire 15 It is connected.

このセンサに加速度が加わると、重錘体20に外力が作用することになる。 When acceleration is applied to this sensor, an external force to the weight body 20 will act. この外力は作用部11に伝達され、可撓部12に機械的変形が生じる。 This external force is transmitted to the operating unit 11, mechanical deformation occurs in the flexible portion 12. これによって、抵抗素子の電気抵抗に変化が生じ、この変化はボンディングワイヤ15およびリード52を介して外部に取り出すことができる。 Thus, change in the electrical resistance occurs in the resistor element, this change can be taken out to the outside through the bonding wire 15 and lead 52. 作用部11に加わった力のX方向成分は抵抗素子Rx1 X-direction component of the force applied to the operating unit 11 is the resistance element Rx1
〜Rx4の電気抵抗の変化により、Y方向成分は抵抗素子R The change in electrical resistance of ~Rx4, Y-direction component resistor element R
y1〜Ry4の電気抵抗の変化により、Z方向成分は抵抗素子Rz1〜Rz4の電気抵抗の変化により、それぞれ検出される。 The change in electrical resistance of y1~Ry4, Z-direction component by variation of the electrical resistance of the resistive element Rz1 to Rz4, are detected. この検出方法については本発明の本旨ではないため、ここでは説明を省力する。 Not a gist of the present invention for this detection method, here, laborsaving description. 詳細は特許協力条約に基づく国際出願の国際公開第WO88/08522号公報などを参照されたい。 For more information see, such as International Publication No. WO88 / 08522 Patent Publication of the international application under the Patent Cooperation Treaty.

加速度センサとして実用した場合、大きな加速度がかかると、重錘体20に過度な外力が作用することになる。 If you practical use as an acceleration sensor, when a large acceleration such excessive external force to the weight body 20 will act.
その結果、可撓部12に大きな機械的変形が生じ、半導体ペレット10が破損する可能性がある。 As a result, a large mechanical deformation to the flexible portion 12 occurs, the semiconductor pellet 10 may be damaged. このような破損を防ぐため、第1図に示すセンサでは、制御部材30および To prevent such damage, in the sensor shown in FIG. 1, the control member 30 and
40が設けられている。 40 is provided. 制御部材30は、重錘体20の下方向の変位が許容値を越えないように制御するものであり、 Control member 30 is for downward displacement of the weight body 20 is controlled so as not to exceed the allowable value,
制御部材40は、重錘体20(実際には作用部11)の上方向の変位が許容値を越えないように制御するものである。 Control member 40 (in fact acting portion 11) the weight body 20 is to control such upward displacement of does not exceed the allowable value.
また、台座21〜24は、重錘体の横方向の変位が許容値を越えないように制御する役割を果たす。 Further, the pedestal 21 to 24, serves to control such lateral displacement of the weight body does not exceed the allowable value. 重錘体20に過度の外力が作用して、上述の許容値を越えて動こうとしても、重錘体20はこれらの部材に衝突してその移動が阻まれることになる。 The weight body 20 acts excessive external force, even attempts to move beyond the tolerance described above, the weight body 20 will be its movement is blocked by colliding with these members. 結局、半導体ペレット10には、許容値以上の機械的変形が加えられることはなく、破損から保護される。 Eventually, the semiconductor pellet 10 is not the allowable value or more mechanical deformation is applied, are protected from damage.

本発明に係る試験方法の原理 上述のような加速度センサを大量生産するための方法は、特願平3−2535号明細書に開示されているが、これを製品として出荷する前に、加速度センサとしての機能に支障がないか試験を行う必要がある。 Prior methods for mass producing an acceleration sensor as the principle described above a test method according to the present invention has been disclosed in Japanese Patent Application No. 3-2535 specification, which shipped as a product, an acceleration sensor function it is necessary to perform the test whether there is any hindrance to as. この試験方法として、振動発生装置によってこの加速度センサに振動を与え、そのときのセンサからの出力を検査することによって試験を行うことは可能であるが、前述のように、試験装置が大掛かりとなり、動的特性しか得ることができない。 As a test method, gives vibrations to the acceleration sensor by the vibration generator, it is possible to perform the test by examining the output from the sensor at that time, as described above, the test apparatus becomes large-scale, it is only possible to obtain dynamic characteristics. 特に、このセンサは3次元座標系におけるXYZのすべての方向についての加速度を検出することができるため、3次元の方向を考慮して振動を与える必要があり、試験装置はかなり複雑なものとなってしまう。 In particular, this end sensor capable of detecting accelerations in all directions of the XYZ in the three-dimensional coordinate system, it is necessary to apply vibration in consideration of the direction of the three-dimensional, the test apparatus is considerably complicated and will.

本発明による試験方法では、実際に加速度を与えることなしに、このセンサを加速度が作用したのと同じ環境におくことができるのである。 In the test method according to the invention, without providing actual acceleration, the acceleration the sensor it is possible to put in the same environment as that action. その基本原理は次のとおりである。 The basic principle is as follows. まず、センサ内部の所定箇所に、いくつかの電極層を形成する。 First, a predetermined portion of the internal sensor, to form a number of electrode layers. この電極層は導電性の材質からなる層であればどのようなものでもかまわない。 The electrode layer may be of any type as long as a layer made of a material of conductivity. 実際には、 actually,
所定箇所にアルミニウムのような金属を蒸着あるいはスパッタリングによって薄く形成するようにすればよい。 Metal may be such that thin by vapor deposition or sputtering, such as aluminum at a predetermined position.
なお、アルミニウムの上面は、表面保護のために、SiO 2 Incidentally, the upper surface of the aluminum, in order to protect the surface, SiO 2
膜あるいはSiN膜で覆うのが好ましい。 Preferably covered with a film or SiN film. 電極層は次のような各部に形成する。 Electrode layer is formed on each section as follows. まず第4図に示すように、制御部材30が設けられた溝31内に電極層E1を、そして第5図に示すように、制御部材40に設けられた溝41内に電極層E2 First, as shown in FIG. 4, the control member 30 electrode layers E1 to have a groove 31 provided, and as shown in FIG. 5, the control member electrode layer in the groove 41 provided in the 40 E2
を、それぞれ形成する。 A, are formed respectively. 更に、第6図に示すように、重錘体20の全側面および底面に電極層E3(5面に渡って形成されるが、電気的には導通している1枚の電極層である)を形成し、台座21〜24の各内側面に電極層E4〜E7を形成する。 Furthermore, as shown in FIG. 6, the electrode layer E3 to all sides and the bottom surface of the weight body 20 (although formed over five surfaces, electrically and is one of the electrode layers is conducting) is formed and to form the electrode layer E4~E7 the inner surfaces of the pedestal 21 to 24. また、半導体ペレット10の上面には、第7図に示すように、抵抗素子Rを避けるように電極層E8を形成する。 Further, the upper surface of the semiconductor pellet 10, as shown in FIG. 7, an electrode layer E8 to avoid resistance element R. こうして、第4図〜第7図において、ハッチングを施す各領域にそれぞれ電極層を形成する。 Thus, in Figure 4-Figure 7, respectively to form the electrode layer in each area subjected to hatching. すると、 Then,
パッケージ内のセンサ中枢部の断面図は第8図のようになる(なお、以下の各図においては、ハッチングを施した部分は電極層を示し、断面を示すハッチングは図が繁雑になるため省略する)。 The cross section of the sensor central part view of the package is as shown in FIG. 8 (Note that abbreviated hereinafter in the figures of the, hatched portions indicate the electrode layer, hatching indicating a cross-section because the drawing becomes complicated to). 第8図によって、各電極層E1 The Figure 8, the electrode layers E1
〜E8の相対的な位置関係が理解できよう。 The relative positional relationship ~E8 will appreciate. なお、第8図における波線は、各電極層に対する配線を示す。 Note that wavy line in Figure 8 shows the wiring for each electrode layer. このような配線は、更にボンディングワイヤによって、パッケージ外部のリード52(第1図参照)に接続することができる。 Such wires can be connected further by a bonding wire, the package external leads 52 (see FIG. 1). また、重錘体20の表面に形成された電極層E3に対しては、ボンディングワイヤ25によって配線がなされている。 Further, with respect to the electrode layers E3 formed on the surface of the weight body 20, wiring is made by bonding wires 25.

このように形成された各電極層E1〜E8の特徴は、それぞれ対となる電極層ごとに対向した位置に形成されている点である。 The thus formed characteristic of each electrode layer E1~E8 was is that formed at a position opposed to each electrode layer to be paired, respectively. すなわち、第8図に示すように、E2:E8、E That is, as shown in FIG. 8, E2: E8, E
3:E4、E3:E5、E3:E6、E3:E7、E3:E1、がそれぞれ対向した位置に形成されている(電極層E3は、5面がそれぞれ別な電極層に対向している)。 3: E4, E3: E5, E3: E6, E3: E7, E3: E1, but is formed at a position opposed respectively (electrode layers E3, the fifth surface is opposed to another electrode layer, respectively) . このように対向した電極層に、それぞれ電圧を印加すると両者間にクーロン力が作用する。 Thus the opposing electrode layers, Coulomb force acts therebetween as each application of voltage. すなわち、両者間に同じ極性の電圧を印加すれば斥力が作用し、異なる極性の電圧を印加すれば引力が作用する。 That is, the repulsive force acts by applying the same polarity of the voltage between both attractive force by applying a different polarity of the voltage. そこで、E3:E4間に斥力、E3:E5間に引力、 So, E3: repulsive force between the E4, E3: the attractive force between the E5,
が作用するように電圧を印加したとすると、重錘体20に+X方向の力が作用したのと同じ現象が起こる。 There When a voltage was applied to act, the same phenomenon as the force in the + X direction to the weight body 20 is applied occurs. 別言すれば、センサ本体に−X方向の加速度が作用しているのと同じ環境下にこのセンサを置くことができる(センサ本体に加速度が作用すると、重錘体にはこれと逆方向の慣性力が作用する)。 In other words, the acceleration in the -X direction to the sensor body can put the sensor in the same environment as acting (the acceleration sensor body acts, of the weight body Conversely direction inertia force acts). この環境下において、抵抗素子の抵抗値の変化を示す出力が−X方向の加速度を検出したことを示しているか否かを調べれば、−X方向の加速度に関する試験を行うことができる。 In this environment, the output indicating a change in the resistance of the resistive element by examining whether shows the detection of the acceleration in the -X direction, it is possible to perform tests on the acceleration in the -X direction. 引力と斥力とを逆に作用させれば、+X方向の加速度に関する試験を行うこともできる。 If caused to act on the attractive and repulsive forces Conversely, it is also possible to carry out the test for acceleration in the + X direction. 全く同様にして、E3:E6間に引力、E3:E7間に斥力が作用するように電圧を印加すれば、−Y方向(第8図の紙面に垂直上方向)の加速度に関する試験を行うことができ、引力と斥力を逆に作用させれば、+Y In the same manner, E3: E6 attraction between, E3: When a voltage is applied to a repulsive force acting between the E7, by performing tests on the acceleration in the -Y direction (vertically upward in the plane of Figure 8) can be, if the action of attractive and repulsive forces Conversely, + Y
方向(第8図の紙面に垂直下方向)の加速度に関する試験を行うことができる。 It can be tested regarding the acceleration in a direction (vertical downward direction to the plane of Figure 8). 更に、E2:E8間に引力、E3:E1間に斥力が作用するように電圧を印加すれば、−Z方向の加速度に関する試験を行うことができ、引力と斥力を逆に作用させれば、−Z方向の加速度に関する試験を行うことができる。 Furthermore, E2: attraction between E8, E3: When a voltage is applied to a repulsive force acting between E1, can perform tests on the acceleration in the -Z direction, if the action of attractive and repulsive forces Conversely, it is possible to perform tests on the -Z direction of the acceleration. 前述のように各電極層も、加速度検出用の各抵抗素子も、いずれもボンディングワイヤによってパッケージ外部のリード52(第1図参照)に電気的に接続されているので、上述の試験は、単に所定のリード端子に所定の電圧を印加しながら、所定のリード端子から出力される加速度検出信号をモニターするだけの操作ですむ。 Each electrode layer as described above also, the resistance elements of the acceleration detected, either because they are electrically connected to the package external leads 52 (see FIG. 1) by a bonding wire, the above tests are merely while applying a predetermined voltage to the predetermined lead terminals, it requires an operation of simply monitoring the acceleration detection signal output from the predetermined lead terminals. このように、本発明による試験方法によれば、非常に簡単に、3次元のすべての方向に関する加速度検出試験を行うことが可能になる。 Thus, according to the test method according to the invention, very easily, it becomes possible to perform the acceleration detection tests for all three-dimensional directions.

より実用的な実施例 第8図に示す実施例では、電極層をかなり多くの箇所に形成する必要があるため、あまり実用的ではない。 In the embodiment shown in more practical embodiment FIG. 8, it is necessary to form an electrode layer on quite a lot of places is not very practical. できれば、必要最小限の箇所に設けた電極層によって、3 By if possible, the electrode layer provided on the minimum point, 3
次元のすべての方向に関する加速度検出試験を行うのが好ましい。 Preferably performed acceleration detection test for all directions of the dimension. そこで、次のようなモデルを考える。 So, consider the following model. 第9図は、この加速度センサの中枢部の断面図である。 9 is a cross-sectional view of the central portion of the acceleration sensor. いま、 Now,
半導体ペレット10上の2か所に点P1およびP2をとり、制御部材40の内側の2か所に点Q1およびQ2をとる。 It takes two two-point P1 and P2 on the semiconductor pellet 10, take the two two-point Q1 and Q2 of the inner control member 40. 点P1と A point P1
Q1とが対向し、点P2とQ2とが対向する。 Q1 and faces, and the point P2 and Q2 are opposed. ここで、点P1:Q Here, the point P1: Q
1間に引力を作用させ、点P2:Q2間に斥力を作用させると、点P1,P2は点Q1,Q2に対して変位し、第10図に示すように半導体ペレット10が機械的変形を生じる。 By the action of attraction between 1, point P2: When the action of repulsion between Q2, the points P1, P2 are displaced relative to the points Q1, Q2, the semiconductor pellet 10 as shown in FIG. 10 is a mechanical deformation occur. この状態は、重錘体20に+X方向の力Fxが作用したのと同じ状態である。 This state is the same state as the force Fx in the + X direction to the weight body 20 is applied. 別言すれば、センサ本体に−X方向の加速度が作用したのと同じ状態である。 In other words, the acceleration in the -X direction in the sensor body is in the same state as that action. また、引力と斥力とを逆に作用させれば、+X方向の加速度が作用したのと同じ状態になる。 Further, if the action of the attractive and repulsive forces Conversely, + X direction acceleration becomes the same state as that action. これで、半導体ペレット10の上面の所定箇所と、制御部材40の下面の所定箇所と、に電極層を形成しておけば、±X方向の加速度検出試験が可能なことがわかる。 This, and a predetermined portion of the upper surface of the semiconductor pellet 10, a predetermined portion of the lower surface of the control member 40, the by forming the electrode layer, it can be seen that capable acceleration detection tests ± X direction. ±Y方向の加速度検出試験も、電極層の位置を Even acceleration detection test ± Y direction, the position of the electrode layer
90゜変えれば同様に行うことができる。 Can be carried out in the same manner be changed 90 °. 次に、点P1:Q1 Then, the point P1: Q1
間に斥力を作用させ、点P2:Q2間にも斥力を作用させると、第11図に示すように、重錘体20に−Z方向の力−Fz By the action of repulsion between the point P2: When even the action of repulsion between Q2, as shown in FIG. 11, in the -Z direction to the weight body 20 force -Fz
が作用したのと同じ状態になる。 But in the same state as that action. 別言すれば、センサ本体に+Z方向の加速度が作用したのと同じ状態になる。 In other words, the acceleration in the + Z direction sensor body is in the same state as that action.
また、両者ともに引力を作用させれば、+Z方向の加速度が作用したのと同じ状態になる。 Further, if the action of attractive force Both, + Z direction of the acceleration is the same state as that action. これで、半導体ペレット10の上面の所定箇所と、制御部材40の下面の所定箇所と、に電極層を形成しておけば、±Z方向の加速度検出試験も可能なことがわかる。 This, and a predetermined portion of the upper surface of the semiconductor pellet 10, a predetermined portion of the lower surface of the control member 40, the by forming the electrode layer, it can be seen that a possible acceleration detection test in the ± Z direction.

以上のとおり、結局は、半導体ペレット10の上面の所定箇所と、制御部材40の下面の所定箇所と、に電極層を形成しておけば、3次元のすべての方向に関する加速度検出試験を行うことが可能である。 As described above, after all, be carried out with a predetermined portion of the upper surface of the semiconductor pellet 10, a predetermined portion of the lower surface of the control member 40, the by forming an electrode layer, an acceleration detection tests for all three-dimensional directions it is possible. 更に具体的な電極層配置の例を以下に説明してみる。 Try explained below more specific example of the electrode layer arrangement. まず、半導体ペレット First, the semiconductor pellet
10の上面には、第12図にハッチングを施して示すように、4つの電極層E9〜E12を形成する。 On the upper surface 10, as shown by hatching in FIG. 12, to form four electrode layers E9~E12. 各電極層は、抵抗素子Rの形成領域を避けるようにして形成されており、それぞれ配線層W9〜W12によってボンディングパッドB9〜B12に接続されている。 Each electrode layer, the resistance elements are formed so as to avoid the formation region of R, are connected to bonding pads B9~B12 by respective wiring layers W9~W12. ボンディングパッドB9〜B Bonding pad B9~B
12には、ボンディングワイヤ(図示されていない)が接続され、最終的にはパッケージ外部のリードに対する電気的接続がなされる。 The 12, bonding wires (not shown) is connected, eventually electrically connected to the package external leads are made. なお、第12図には図示されていないが、各抵抗素子Rも各ボンディングパッド14に対して接続されており、パッケージ外部のリードに対して電気的に接続されている。 Although not shown in FIG. 12, the resistance element R is also connected to each bonding pad 14 is electrically connected to the package external leads. 半導体ペレット10には、この抵抗素子Rに対する配線を行うために、アルミニウムなどによる配線層が形成されているが、電極層E9〜E12や配線層W9〜W12を形成するには、このアルミニウムなどによる配線層と同じマスクを用いるようにするのが好ましい。 The semiconductor pellet 10, in order to perform the wiring for the resistance element R, by the like due to the wiring layer of aluminum is formed, to form the electrode layer E9~E12 and wiring layers W9~W12, the aluminum, etc. preferably to use the same mask as the wiring layer. こうすれば、従来のマスクパターンを変更するだけの作業を追加するだけで、試験用の付加的な電極層E9〜 In this way, by simply adding tasks only by changing the conventional mask pattern, additional electrode layers for testing E9~
E12や配線層W9〜W12を形成することができる。 It is possible to form the E12 and wiring layers W9~W12. もちろん配線層W9〜W12は、ゲージ抵抗等を形成するための拡散工程を利用して拡散層として形成してもよい。 Of course the wiring layer W9~W12 may be formed as a diffusion layer using the diffusion process for forming a gauge resistor or the like. 半導体ペレット10の製造プロセスは従来と全く同じプロセスですむ。 Manufacturing process of the semiconductor pellet 10 is requires only conventional exactly the same process. 一方、制御部材40の下面には、第5図に示す電極層 On the other hand, on the lower surface of the control member 40, the electrode layer shown in FIG. 5
E2を形成しておけばよい。 E2 it is sufficient to form a. これは、アルミニウムなどを蒸着あるいはスパッタリングによって表面に付着させればよい。 This may be caused to adhere, such as to the surface by vapor deposition or sputtering of aluminum. 以上のような電極層を形成したときの断面図を第13図に示す。 The cross-sectional view of the formation of the electrode layer as described above is shown in Figure 13. 電極層E2については、図の波線で示すような配線がなされ、更に外部のリードへと接続させる。 The electrode layers E2, the wiring as shown by the broken line in FIG been made, is further connected to an external lead.
このように、一方の電極層として単一の電極層E2を形成し、これに対向する他方の電極層として4枚の副電極層 Thus, to form a single electrode layer E2 as one electrode layer, the sub-electrode layer of four as the other electrode layer facing thereto
E9〜E12を形成したことになる。 Resulting in the formation of the E9~E12.

このような加速度センサについて試験を行うには、電極層E2に+Vなる電圧を印加しておき、次のようにすれば、3次元のすべての方向についての加速度検出試験が可能である。 To perform the test for such an acceleration sensor, advance by applying a voltage which is the electrode layer E2 + V, be obtained in the following manner, it is possible acceleration detection tests for all three-dimensional directions.

(1)E10に+V、E12に−Vを印加すれば、重錘体20に力+Fxを作用させることができ、−X方向の加速度検出試験を行うことができる。 (1) by applying a -V to + V, E12 to E10, the weight body 20 can exert a force + Fx, it is possible to perform acceleration detection test in the -X direction.

(2)E10に−V、E12に+Vを印加すれば、重錘体20に力−Fxを作用させることができ、+X方向の加速度検出試験を行うことができる。 (2) -V in E10, by applying a + V to E12, the weight body 20 can exert a force -Fx, it is possible to perform acceleration detection test in the + X direction.

(3)E11に+V、E9に−Vを印加すれば、重錘体20に力+Fyを作用させることができ、−Y方向の加速度検出試験を行うことができる。 (3) by applying a -V to + V, E9 to E11, the weight body 20 can exert a force + Fy, it is possible to perform acceleration detection test -Y direction.

(4)E11に−V、E9に+Vを印加すれば、重錘体20に力−Fyを作用させることができ、+Y方向の加速度検出試験を行うことができる。 (4) -V to E11, by applying a + V to E9, the weight body 20 can exert a force -Fy, it is possible to perform acceleration detection test in the + Y direction.

(5)E9〜E12のすべてに−Vを印加すれば、重錘体20 (5) by applying a -V on all E9~E12, the weight body 20
に力+Fzを作用させることができ、−Z方向の加速度検出試験を行うことができる。 To be able to exert a force + Fz, it is possible to perform acceleration detection test -Z direction.

(6)E9〜E12のすべてに+Vを印加すれば、重錘体20 (6) By applying all the + V of E9~E12, the weight body 20
に力−Fzを作用させることができ、Z方向の加速度検出試験を行うことができる。 To be able to exert a force -Fz, it is possible to perform acceleration detection test in the Z direction.

以上、X,Y,Z軸上の加速度検出試験について述べたが、X,Y,Z軸上にない方向の加速度についても、電極層E Above, X, Y, has been described acceleration detection test on the Z-axis, X, Y, the even acceleration direction not on the Z-axis, the electrode layer E
9〜E12によって所定の電圧を印加することにより検出試験を行うことができる。 It is possible to perform detection test by applying a predetermined voltage by 9~E12.

なお、印加する電圧+Vおよび−Vは、抵抗素子Rの抵抗値の変化が十分検出できるような電圧値にする。 Incidentally, the applied voltage + V and -V, the change in the resistance value of the resistance element R is the voltage value that allows enough detection. この値は環状のダイヤフラムを形成している可撓部12の厚さや径に依存する。 This value depends on the thickness and diameter of the flexible portion 12 which forms an annular diaphragm.

他の実施例 上述の実施例は、本発明の一態様であり、この他にも種々の実施例が考えられる。 Example of other embodiments described above is one embodiment of the present invention, various embodiments are conceivable in addition to this. 以下にそのいくつかを説明する。 The following is some of which are described. 第14図に断面を示す実施例は、上述の実施例の電極層E2の代わりに、電極層E13を形成したものである。 Embodiment shown in the sectional view of FIG. 14, instead of the electrode layer E2 of the above-described embodiments, is obtained by forming the electrode layer E13.
電極層E13は制御部材40の上面に形成されているため、 Since the electrode layer E13 is formed on the upper surface of the control member 40,
外部への配線が容易になる。 Wiring to the outside can be facilitated. ただし、電極間に作用するクーロン力は前述の実施例よりもやや弱くなる。 However, Coulomb force acting between the electrodes is slightly weaker than the previous examples.

第15図に示す実施例は、上述の実施例の電極層E9〜E1 Embodiment shown in FIG. 15, the electrode layer of the above-described embodiments E9~E1
2の代わりに、電極層E14〜E17を形成し、これに対する配線層W14〜W17およびボンディングパッドB14〜B17を形成したものである。 2 instead, to form an electrode layer E14~E17, it is obtained by forming a wiring layer W14~W17 and bonding pads B14~B17 to this. このような配置は、抵抗素子Rに対する配線の妨げになることが少ないという利点はあるが、半導体ペレットのもっとも可撓性をもった位置よりも内側に電極層が配置されており、また電極の面積が小さくなるため、力の作用効率は低下する。 Such an arrangement, there is an advantage that it is less hindering the wiring to the resistance element R, but the electrode layer on the inner side of the most flexible with the position of the semiconductor pellet is disposed and the electrode since the area is small, the action efficiency of the force is reduced.

第16図および第17図に示す実施例は、いままで述べてきた実施例の電極層の上下の関係を逆にしたものである。 Embodiment shown in Figures 16 and FIG. 17 is obtained by the upper and lower relation between the electrode layers of the embodiment has been described until now reversed. すなわち、制御部材40の下面に溝41内に、4つの電極層E18〜E21およびその配線層W18〜W21が形成されている。 That is, in the groove 41 on the lower surface of the control member 40, four electrode layers E18~E21 and wiring layers W18~W21 is formed. これに対向する電極は、たとえば第7図に示すような半導体ペレット10上に形成された単一の電極E8でよい。 The electrode may be a single electrode E8 for example formed on the semiconductor pellet 10 shown in FIG. 7 opposed thereto.

この他にも種々の実施例が考えられる。 In addition to this are conceivable various embodiments. 要するに本発明は、力の作用により変位を生じる第1の部位と、この第1の部位に対向した位置にある第2の部位と、の間にクーロン力を作用させるようにできれば、どのような構成をとってもかまわない。 In summary the present invention includes a first portion causing displacement by the action of the force, and a second portion at a position opposed to the first region, if to exert a coulomb force between what really it does not matter the configuration.

また、上述の実施例は、いずれも加速度センサについてのものであるが、重錘体の代わりに磁性体を用いた磁気センサについても、あるいは力センサについても、全く同様に本発明を適用することが可能である。 Further, the embodiments described above, although both are of the acceleration sensor, the magnetic sensor using the magnetic material in place of the weight body also, or for even a force sensor, applying in exactly the same way as in the present invention it is possible. 更に、3 In addition, 3
次元のセンサだけでなく、2次元あるいは1次元のセンサについても適用可能である。 Not only sensor dimensions, is also applicable to two-dimensional or one-dimensional sensor. たとえば、XおよびZ軸方向の加速度や磁気を検出する2次元のセンサやX軸方向の加速度や磁気を検出する1次元のセンサでは、第12 For example, the one-dimensional sensor for detecting the two-dimensional sensor and the X-axis direction of the acceleration or magnetism detecting acceleration or magnetism in the X and Z-axis direction, the 12
図に示す4つの電極E9〜E12のうち、E10,E12の2つの電極を設けるだけですむ。 Of the four electrodes E9~E12 shown, you need only provide two electrodes E10, E12.

〔発明の効果〕 〔Effect of the invention〕

(1) 本願第1の発明によれば、第1の部位とこれに対向した第2の部位との間にスーロン力を作用させて起歪体に機械的変形を誘起させ、作用体に外力を作用させたのと同じ状態を創り出すようにしたため、実際に外力を作用させることなしにセンサの試験を行うことができるようになる。 (1) According to a first aspect of the invention, to induce mechanical deformation in the strain body by the action of Suron force between the second portion facing to the first portion, the external force to the working body because you to create the same state as allowed to act, it is possible to perform actual testing of the sensor without the action of external force. しかも、一方の電極層を単一の電極層とし、他方の電極層を複数の副電極層としたため、印加する電圧の極性を選択することにより、種々の方向にクーロン力を作用させた試験を行うことができるようになる。 Moreover, one of the electrode layer as a single electrode layer, since the other electrode layer with a plurality of auxiliary electrode layer, by selecting the polarity of the voltage applied, the test by the action of coulomb force in various directions it will be able to be performed.

(2) 本願第2の発明によれば、機械的変形によって抵抗値が変化する性質をもった抵抗素子を検出手段として備えたセンサに適用したため、両電極層間にクーロン力を作用させたときの抵抗素子の抵抗値の変化を検出することにより試験を行うことが可能になる。 (2) According to the second invention, for applying the resistive element having a property of changing the resistance value by mechanical deformation sensor having a detection means, when allowed to act Coulomb force to both electrode layers it becomes possible to perform the test by detecting a change in resistance value of the resistance element.

(3) 本願第3の発明によれば、加速度センサ内に、 (3) According to the third invention, in the acceleration sensor,
上述の第1の発明に係る試験を実施するための各電極層を形成し、これに対する配線を施すようにしたため、印加する電極の極性を選択することにより、種々の方向にクーロン力を作用させた試験を行うことができるようになる。 Forming each electrode layer for carrying out the test according to the above-described first invention, since the so applying wires to this, by selecting the polarity of the applied electrode, by the action of coulomb force in various directions test it is possible to perform the.

(4) 本願第4の発明によれば、磁気センサ内に、上述の第1の発明に係る試験を実施するための各電極層を形成し、これに対する配線を施すようにしたため、印加する電極の極性を選択することにより、種々の方向にクーロン力を作用させた試験を行うことができるようになる。 (4) According to a fourth aspect of the invention, in the magnetic sensor, due to so as to form a respective electrode layers for carrying out the test according to the above-described first invention, subjected to a wiring to this, the applied electrodes by selecting the polarity of, it is possible to perform a test by applying a Coulomb force in various directions.

(5) 本願第5の発明によれば、上述の第3または第4の発明のセンサにおいて、副電極層を2枚設けるようにしたため、互いに垂直な2とおりの方向に関してクーロン力を作用させた試験を行うことができるようになる。 According to (5) present fifth invention, in the third or sensor of the fourth invention described above, since as the auxiliary electrode layer provided two were allowed to act Coulomb force with respect to the direction mutually perpendicular two ways test it is possible to perform.

(6) 本願第6の発明によれば、上述の第3または第4の発明のセンサにおいて副電極層を十字状に4枚設けるようにしたため、互いに垂直な3とおりの方向に関してクーロン力を作用させた試験を行うことができるようになる。 (6) According to the present sixth aspect, since the provided four sub-electrode layer in a cross shape in the third or sensor of the fourth invention described above, the action of the Coulomb force with respect to the direction of three mutually perpendicular ways it is possible to perform the test is.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

第1図は本発明に係る試験方法の対象となる加速度センサの断面図、第2図は第1図のセンサの中枢となる半導体ペレットの上面図、第3図は第1図のセンサの重錘体および台座の上面図、第4図は第1図のセンサの下部制御部材の上面図、第5図は第1図のセンサの上部制御部材の下面図、第6図は第1図のセンサの重錘体および台座に電極層を形成した状態を示す斜視図、第7図は第1 Sectional view of FIG. 1 is an acceleration sensor to be testing method according to the present invention, FIG. 2 is a top view of a semiconductor pellet serving as a center of the sensor of Figure 1, Figure 3 is the sensor of FIG. 1 Weight weight body and a top view of the base, FIG. 4 is a top view of the lower control member of the sensor of Figure 1, Figure 5 is a bottom view of the upper control member of the sensor of FIG. 1, FIG. 6 is a first diagram the weight body and a perspective showing a state of forming an electrode layer on the base view of the sensor, FIG. 7 is first
図のセンサの半導体ペレットに電極層を形成した状態を示す上面図、第8図は第1図のセンサの中枢部の各部に電極層を形成した状態を示す断面図、第9図〜第11図は第1図のセンサの中枢部の変位状態を示す断面図、第12 Top view showing a state of forming an electrode layer on the semiconductor pellet of the sensor of FIG., FIG. 8 is a sectional view showing a state of forming an electrode layer on each part of the central portion of the sensor of FIG. 1, FIG. 9 to 11 Figure is a sectional view showing a displacement state of the central portion of the sensor of FIG. 1, 12
図は第1図のセンサの半導体ペレットに実用的な電極層を形成した状態を示す上面図、第13図は第1図のセンサの中枢部の所定箇所に実用的な電極層を形成した状態を示す断面図、第14図は第1図のセンサの中枢部の所定箇所に別な実施例に係る電極層を形成した状態を示す断面図、第15図は第1図のセンサの半導体ペレットに更に別な実施例に係る電極層を形成した状態を示す上面図、第 Figure is a top view showing a state of forming a practical electrode layer on a semiconductor pellet of the sensor of FIG. 1, the state FIG. 13 is obtained by forming a practical electrode layer at predetermined positions of the central portion of the sensor of FIG. 1 the cross-sectional view illustrating, FIG. 14 is a sectional view showing a state of forming an electrode layer according to another embodiment at a predetermined position of the central portion of the sensor of FIG. 1, FIG. 15 semiconductor pellet of the sensor of FIG. 1 top view showing still state of forming an electrode layer according to another embodiment, the first
16図は第1図のセンサの上部制御部材にまた別な実施例に係る電極層を形成した状態を示す下面図、第17図は第1図のセンサの中枢部の所定箇所にまた別な実施例に係る電極層を形成した状態を示す断面図である。 16 Figure is a bottom view showing a state of forming an electrode layer according to yet another embodiment the top control member of the sensor of FIG. 1, FIG. 17 is a yet another at a predetermined position of the central portion of the sensor of FIG. 1 it is a sectional view showing a state of forming an electrode layer according to the embodiment. 10……半導体ペレット、11……作用部、12……可撓部、 10 ...... semiconductor pellet, 11 ...... action part, 12 ...... flexible portion,
13……固定部、14……ボンディングパッド、15……ボンディングワイヤ、20……重錘体、21〜24……台座、25… 13 ...... fixing unit, 14 ...... bonding pads, 15 ...... bonding wire, 20 ...... weight body, 21 to 24 ...... pedestal 25 ...
…ボンディングワイヤ、30……制御部材、31……溝、40 ... bonding wire, 30 ...... control member, 31 ...... groove, 40
……制御部材、41……溝、50……パッケージ、51…… ...... control member 41 ...... groove, 50 ...... package, 51 ......
蓋、52……リード、R……抵抗素子、E1〜E21……電極層、W9〜W21……配線層、B9〜B21……ボンディングパッド。 The lid, 52 ...... lead, R ...... resistive element, E1 to E21 ...... electrode layer, W9~W21 ...... wiring layer, B9~B21 ...... bonding pads.

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl. 6 ,DB名) G01P 21/00 G01P 15/12 G01L 25/00 G01L 27/00 Front page of the continuation (58) investigated the field (Int.Cl. 6, DB name) G01P 21/00 G01P 15/12 G01L 25/00 G01L 27/00

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】 (57) [the claims]
  1. 【請求項1】力の作用を受ける作用部、センサ本体に固定される固定部、およびこれらの間に形成された可撓性をもった可撓部、を有する起歪体と、 作用した力を前記作用部に伝達させるための作用体と、 伝達された力によって前記起歪体に生じる機械的変形を、電気信号に変換することにより、前記作用体に作用した力を電気信号として検出する検出手段と、 を備えるセンサを試験する方法において、 互いに対向した位置にあり、力の作用により両者間に変位を生じる第1の面および第2の面を定め、前記第1の面上に電気的に単一の電極層を形成し、前記第2の面上の複数箇所にそれぞれ電気的に独立した複数の電極層を形成し、 前記第1の面上の電極層には第1の極性の電圧を印加し、前記第2の面上の各電極層には前記第1の極 1. A working portion subjected to the action of force, the fixed portion fixed to the sensor body, and a flexible portion having flexibility formed between them, and strain body having, act force a working body for transmitted to the working portion, the mechanical deformation generated in the strain generating member by transmitted force, by converting into an electric signal, for detecting a force acting on the working body as an electrical signal a method for testing a sensor comprising a detection unit, and in a position facing each other, defining a first surface and a second surface causing displacement between them by the action of force, the electric on said first surface to form a single electrode layer, wherein each of a plurality of locations on the second surface to form an electrically independent plurality of electrode layers, wherein the electrode layer on the first surface a first polarity the voltage is applied, each electrode layer on the second surface of the first electrode の電圧またはこれとは逆の第2の極性の電圧を各電極層ごとに選択的に印加し、前記第1の面上の電極層と前記第2 Voltage or which voltage of the second polarity opposite selectively applied to each electrode layer and, wherein the first electrode layer on the surface second
    の面上の電極層との間に斥力または引力からなるクーロン力を作用させ、この作用させたクーロン力と前記検出手段による検出結果とに基づいて、センサの試験を行うことを特徴とする力の作用体を有するセンサの試験方法。 Force allowed to act Coulomb force consisting of repulsive or attractive force between the electrode layer on the surface of, based on the detection result by the detecting means and the Coulomb force is this effect, and performs a test of the sensor the method of test sensors with the working body.
  2. 【請求項2】請求項1に記載の試験方法において、 起歪体に生じる機械的変形によって抵抗値が変化する性質をもった抵抗素子を検出手段として備えたセンサを試験対象とし、第1の面上の電極層と第2の面上の電極層との間にクーロン力を作用させたときの前記抵抗素子の抵抗値の変化に基づいて試験を行うことを特徴とする力の作用体を有するセンサの試験方法。 2. A method of testing according to claim 1, the sensor having a resistance element having a property that resistance varies by mechanical deformation occurring in the strain body as detection means tested, first the action of force, characterized in that for testing based on a change in the resistance value of the resistance element when allowed to act Coulomb forces between the electrode layer and the electrode layer on the second surface on the surface the method of test sensors having.
  3. 【請求項3】力の作用を受ける作用部、センサ本体に固定される固定部、およびこれらの間に形成され可撓性をもった可撓部、を有する起歪体と、 センサ本体に加わる加速度によって力の作用を受け、この作用した力を前記作用部に伝達して前記起歪体に機械的変形を生じさせるための重錘体と、 前記起歪体に生じる機械的変形によって抵抗値が変化する性質を持った抵抗素子と、 加速度の作用により変位を生じる第1の面に形成された第1の電極層と、 前記第1の面に対向した第2の面に形成された第2の電極層と、 前記抵抗素子、前記第1の電極層、および前記第2の電極層を、外部の電気回路と接続させるための配線手段と、 を備え、前記第1の電極層および前記第2の電極層に所定の電圧を印加して両電極層間にクーロン力を作 Wherein the working portion subjected to the action of force, the fixed portion fixed to the sensor body, and a flexible portion having been formed between the flexible, and strain body having, applied to the sensor body under the action of force by the acceleration, the resistance value and the weight body for generating mechanical deformation on the strain body by transmitting the act force to said working portion, by mechanical deformation occurring in the strain generating body the but a resistance element having a property of changing, is formed on the second surface facing the first electrode layer formed on the first surface causing displacement, on the first surface by the action of an acceleration and second electrode layers, said resistance element, said first electrode layer, and the second electrode layer, and a wiring means for connecting an external electric circuit, said first electrode layer and the create a Coulomb force by applying a predetermined voltage to the second electrode layer on both electrode layers させることにより、加速度が作用していない状態であっても前記起歪体に機械的変形を生じさせることができるように構成し、更に、前記第1の電極層と前記第2の電極層のうち、一方の電極層を電気的に単一の電極層で構成し、他方の電極層を電気的に独立した複数の副電極層で構成し、各副電極層に印加する電圧の極性を選択することにより、起歪体に生じる機械的変形に方向性をもたせうるようにしたことを特徴とする加速度センサ。 By, even when no acceleration is acting configured to be able to produce a mechanical deformation in the strain body, further, the first electrode layer of the second electrode layer among them, selects the polarity of one electrode layer electrically constituted by a single electrode layer, voltage electrically constituted by a plurality of sub-electrode layers independent of the other electrode layer is applied to the auxiliary electrode layer by the acceleration sensor, characterized in that as can remembering directional mechanical deformation occurring in the strain generating body.
  4. 【請求項4】力の作用を受ける作用部と、センサ本体に固定される固定部、およびこれらの間に形成され可撓性をもった可撓部、を有する起歪体と、 センサ本体が置かれた磁界によって力の作用を受け、この作用した力を前記作用部に伝達して前記起歪体に機械的変形を生じさせるための磁性体と、 前記起歪体に生じる機械的変形によって抵抗値が変化する性質をもった抵抗素子と、 磁力の作用により変位を生じる第1の面に形成された第1の電極層と、 前記第1の面に対向した第2の面に形成された第2の電極層と、 前記抵抗素子、前記第1の電極層、および前記第2の電極層を、外部の電気回路と接続させるための配線手段と、 を備え、前記第1の電極層および前記第2の電極層に所定の電圧を印加して両電極層間にクーロン力を作 A working portion 4. A subjected to the action of force, the fixed portion fixed to the sensor body, and a flexible portion having been formed between the flexible, and strain body having a sensor body under the action of force by the placed magnetic field, the magnetic body for generating mechanical deformation on the strain body by transmitting the act force to said working portion, by mechanical deformation occurring in the strain generating body a resistance element whose resistance value having a property of changing a first electrode layer formed on the first surface causing displacement by the action of magnetic force, is formed on the second surface facing the first surface a second electrode layer, the resistive element, the first electrode layer, and the second electrode layer, and a wiring means for connecting an external electric circuit, said first electrode layer and create a Coulomb force by applying a predetermined voltage to the second electrode layer on both electrode layers させることにより、磁力が作用していない状態であっても前記起歪体に機械的変形を生じさせることができるように構成し、更に、前記第1の電極層と前記第2の電極層のうち、一方の電極層を電気的に単一の電極層で構成し、 By, in a state where the magnetic force does not act configured so that it can also cause mechanical deformation to the strain body, further, the first electrode layer of the second electrode layer among these, electrically constituted by a single electrode layer and one electrode layer,
    他方の電極層を電気的に独立した複数の副電極層で構成し、各副電極層に印加する電圧の極性を選択することにより、起歪体に生じる機械的変形に方向性をもたせうるようにしたことを特徴とする磁気センサ。 Composed of a plurality of sub-electrode layers electrically independent of the other electrode layer, by selecting the polarity of the voltage applied to each sub-electrode layers, as may remembering directional mechanical deformation occurring in the strain generating body magnetic sensor is characterized in that the.
  5. 【請求項5】請求項3または4に記載のセンサにおいて、他方の電極層を電気的に独立した2枚の副電極層で構成し、各副電極層に印加する電圧の極性を選択することにより、前記2枚の副電極層の中心を結ぶ線方向に関する機械的変形と、前記2枚の副電極層の層面に対して垂直な方向に関する機械的変形と、を起歪体に生じさせるようにしたことを特徴とするセンサ。 5. A sensor according to claim 3 or 4, the electrically constituted by a separate auxiliary electrode layer of the two was to select the polarity of the voltage applied to each auxiliary electrode layer and the other electrode layer Accordingly, a mechanical deformation about the linear direction connecting the centers of the two sub-electrode layer, and the mechanical deformation with respect to the direction perpendicular to the layer plane of the two sub-electrode layer, so causing a strain generating body sensor being characterized in that the.
  6. 【請求項6】請求項3または4に記載のセンサにおいて、他方の電極層を電気的に独立した4枚の副電極層で構成し、これらの副電極層を直交する2線分の各端点位置に配置し、各副電極層に印加する電圧の極性を選択することにより、前記2線分のうちの第1の線分方向に関する機械的変形と、第2の線分方向に関する機械的変形と、前記4枚の副電極層の層面に対して垂直な方向に関する機械的変形と、を起歪体に生じさせるようにしたことを特徴とするセンサ。 The sensor as claimed in claim 6] according to claim 3 or 4, electrically constitutes an independent four sub-electrode layer and the other electrode layer, the end points of the two line segments perpendicular to these auxiliary electrode layer placed in position, by selecting the polarity of the voltage applied to each sub-electrode layer, and the mechanical deformation with respect to the first line segment direction among the two segments, mechanical deformation with respect to the second line segment direction When the sensor, characterized in that the mechanical deformation with respect to the direction perpendicular to the layer plane of the four sub-electrode layer, the so causing the flexure element.
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