JP3293194B2 - 力学量センサ - Google Patents
力学量センサInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、角速度や加速度等の
力学量を検出するための力学量センサに関するものであ
る。
力学量を検出するための力学量センサに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、コリオリの力を利用してヨーレイ
トを検出するものとしては、圧電素子を使用した音叉型
・音片型がある。
トを検出するものとしては、圧電素子を使用した音叉型
・音片型がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、複雑な形状
の機械加工及び圧電素子の貼り付けが必要であり、小型
化・低コスト化・高精度化が難しいという問題点があ
る。
の機械加工及び圧電素子の貼り付けが必要であり、小型
化・低コスト化・高精度化が難しいという問題点があ
る。
【０００４】そこで、この発明は、新規な構造の力学量
センサを提供することにある。
センサを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、基板と、第
１梁部、第２梁部とこれらを接続する曲部とを有と、こ
の曲部により第２梁部が第１梁部に対して屈曲するよう
に配置される複数の梁によって前記基板からから支持さ
れ、かつ前記基板の表面に平行な面に対して平行な方向
に可動可能に支持された錘と、前記錘に形成された第１
の電極と、前記第１の電極と同一平面に形成され、かつ
前記基板に固定された第２の電極とを備え、前記基板の
表面に平行な面を前記錘の可動面とし、前記曲部は、前
記第１の梁部及び第２の梁部よりも太く、前記第１の電
極と第２の電極との間の容量変化を検出することにより
力学量の作用に伴う前記錘の動きを検出するようにした
ことを特徴とする力学量センサをその要旨とするもので
ある。
１梁部、第２梁部とこれらを接続する曲部とを有と、こ
の曲部により第２梁部が第１梁部に対して屈曲するよう
に配置される複数の梁によって前記基板からから支持さ
れ、かつ前記基板の表面に平行な面に対して平行な方向
に可動可能に支持された錘と、前記錘に形成された第１
の電極と、前記第１の電極と同一平面に形成され、かつ
前記基板に固定された第２の電極とを備え、前記基板の
表面に平行な面を前記錘の可動面とし、前記曲部は、前
記第１の梁部及び第２の梁部よりも太く、前記第１の電
極と第２の電極との間の容量変化を検出することにより
力学量の作用に伴う前記錘の動きを検出するようにした
ことを特徴とする力学量センサをその要旨とするもので
ある。
【０００６】
【作用】第１梁部と第２梁部とを曲部を介して屈曲させ
た構造を有する梁が変形することにより錘が可動状態と
なっている。そして、力学量の作用に伴う錘の動きが検
出されて力学量が検出される。
た構造を有する梁が変形することにより錘が可動状態と
なっている。そして、力学量の作用に伴う錘の動きが検
出されて力学量が検出される。
【０００７】
【実施例】以下、この発明を角速度センサに具体化した
一実施例を図面に従って説明する。
一実施例を図面に従って説明する。
【０００８】図１には、本実施例の角速度センサの平面
図を示し、図２は図１のＡ矢視図である。基板１は単結
晶シリコン基板（又はセラミック，ガラス）よりなり、
数ｍｍ角、厚さ５００μｍ程度のものである。
図を示し、図２は図１のＡ矢視図である。基板１は単結
晶シリコン基板（又はセラミック，ガラス）よりなり、
数ｍｍ角、厚さ５００μｍ程度のものである。
【０００９】基板１の上面には４つの固定部（アンカー
部）２，３，４，５が立設され、この固定部２，３，
４，５から延びる第１梁部に対して曲部にて屈曲するよ
うに第２梁部が連結されて、Ｌ字型の梁６，７，８，９
が延設されている。前記曲部は、梁６，７，８，９にお
いて、第１梁部、第２梁部よりも太くされている。それ
ぞれのＬ字型の梁６，７，８，９において、第２梁部の
他端には導電性を有する方形の錘１０が形成されてい
る。この梁６，７，８，９及び錘１０は、基板１の表面
と平行な面に延設配置されている。
部）２，３，４，５が立設され、この固定部２，３，
４，５から延びる第１梁部に対して曲部にて屈曲するよ
うに第２梁部が連結されて、Ｌ字型の梁６，７，８，９
が延設されている。前記曲部は、梁６，７，８，９にお
いて、第１梁部、第２梁部よりも太くされている。それ
ぞれのＬ字型の梁６，７，８，９において、第２梁部の
他端には導電性を有する方形の錘１０が形成されてい
る。この梁６，７，８，９及び錘１０は、基板１の表面
と平行な面に延設配置されている。
【００１０】図１での錘１０の左側面には５つの棒状の
電極１１が図１において左右方向（Ｘ軸）に延設されて
いる。同様に、図１での錘１０の右側面には５つの棒状
の電極１２が図１において左右方向（Ｘ軸）に延設され
ている。さらに、図１での錘１０の上側面には５つの棒
状の電極１３が図１において上下方向（Ｙ軸）に延設さ
れている。同様に、図１での錘１０の下側面には５つの
棒状の電極１４が図１において上下方向（Ｙ軸）に延設
されている。
電極１１が図１において左右方向（Ｘ軸）に延設されて
いる。同様に、図１での錘１０の右側面には５つの棒状
の電極１２が図１において左右方向（Ｘ軸）に延設され
ている。さらに、図１での錘１０の上側面には５つの棒
状の電極１３が図１において上下方向（Ｙ軸）に延設さ
れている。同様に、図１での錘１０の下側面には５つの
棒状の電極１４が図１において上下方向（Ｙ軸）に延設
されている。
【００１１】一方、各電極１１間には２本ずつの棒状の
電極１５が配置され、その一端が基板１上面に固定され
ており、電極１１と電極１５とにより対向電極が構成さ
れている。又、各電極１２間には２本ずつの棒状の電極
１６が配置され、その一端が基板１上面に固定されてお
り、電極１２と電極１６とにより対向電極が構成されて
いる。同様に、各電極１３間には２本ずつの棒状の電極
１７が配置され、その一端が基板１上面に固定されてお
り、電極１３と電極１７とにより対向電極が構成されて
いる。又、各電極１４間には２本ずつの棒状の電極１８
が配置され、その一端が基板１上面に固定されており、
電極１４と電極１８とにより対向電極が構成されてい
る。このように、固定電極１５〜１８と可動電極１１〜
１４との間の空隙が電極ギャップとなる。
電極１５が配置され、その一端が基板１上面に固定され
ており、電極１１と電極１５とにより対向電極が構成さ
れている。又、各電極１２間には２本ずつの棒状の電極
１６が配置され、その一端が基板１上面に固定されてお
り、電極１２と電極１６とにより対向電極が構成されて
いる。同様に、各電極１３間には２本ずつの棒状の電極
１７が配置され、その一端が基板１上面に固定されてお
り、電極１３と電極１７とにより対向電極が構成されて
いる。又、各電極１４間には２本ずつの棒状の電極１８
が配置され、その一端が基板１上面に固定されており、
電極１４と電極１８とにより対向電極が構成されてい
る。このように、固定電極１５〜１８と可動電極１１〜
１４との間の空隙が電極ギャップとなる。
【００１２】ここで、図２に示すように、梁６，７，
８，９と、電極１１〜１４を含む錘１０と、電極１５〜
１８とは、基板１の上面との間に１〜２μｍのギャップ
（空間）が形成されている。つまり、固定部（アンカー
部）２，３，４，５により梁６〜９及び錘１０が浮いた
状態で支持されている。又、この固定部（アンカー部）
２，３，４，５が可動電極取り出し端子となる。
８，９と、電極１１〜１４を含む錘１０と、電極１５〜
１８とは、基板１の上面との間に１〜２μｍのギャップ
（空間）が形成されている。つまり、固定部（アンカー
部）２，３，４，５により梁６〜９及び錘１０が浮いた
状態で支持されている。又、この固定部（アンカー部）
２，３，４，５が可動電極取り出し端子となる。
【００１３】又、固定部２，３，４，５、梁６〜９、電
極１１〜１４を含む錘１０、及び電極１５〜１８は、後
述するように、犠牲層エッチングを用いた基板１の表面
マイクロマシニング技術によって作成される。
極１１〜１４を含む錘１０、及び電極１５〜１８は、後
述するように、犠牲層エッチングを用いた基板１の表面
マイクロマシニング技術によって作成される。
【００１４】尚、錘１０は、直方体（１００μｍ角、厚
さ２μｍ程度）であり、Ｘ軸（励振方向軸）とＹ軸（コ
リオリ力による振動軸）に関して対称となっている。
又、Ｌ字型の梁６，７，８，９は、厚さ２μｍ，幅１μ
ｍ，長さ１００μｍ程度であり、厚さより幅を小さくし
て錘１０が基板表面方向（水平方向）に動きやすく、基
板１の深さ方向（垂直方向）に動きにくくなっている。
さらに、電極１１〜１８の形状は厚さ２μｍ，幅１μ
ｍ，長さ１００μｍ程度である。
さ２μｍ程度）であり、Ｘ軸（励振方向軸）とＹ軸（コ
リオリ力による振動軸）に関して対称となっている。
又、Ｌ字型の梁６，７，８，９は、厚さ２μｍ，幅１μ
ｍ，長さ１００μｍ程度であり、厚さより幅を小さくし
て錘１０が基板表面方向（水平方向）に動きやすく、基
板１の深さ方向（垂直方向）に動きにくくなっている。
さらに、電極１１〜１８の形状は厚さ２μｍ，幅１μ
ｍ，長さ１００μｍ程度である。
【００１５】次に、角速度センサの製造工程を図３，
４，５，６，７を用いて説明する。まず、図３に示すよ
うに、単結晶シリコン基板１９の表面にプラズマＣＶＤ
又は熱ＣＶＤによりＳｉＮ（窒化シリコン）膜２０を１
μｍ程度の厚さで形成する。そして、固定部２，３，
４，５（可動電極取り出し端子）及び固定電極１５，１
６，１７，１８をシリコン基板内の信号処理回路（図で
は省略してある）と配線する拡散リード２１を、イオン
注入法または熱拡散法にて形成する。その表面に犠牲層
であるＳｉＯ2 膜（酸化シリコン膜）２２を熱ＣＶＤに
より約１μｍの厚さで形成する。
４，５，６，７を用いて説明する。まず、図３に示すよ
うに、単結晶シリコン基板１９の表面にプラズマＣＶＤ
又は熱ＣＶＤによりＳｉＮ（窒化シリコン）膜２０を１
μｍ程度の厚さで形成する。そして、固定部２，３，
４，５（可動電極取り出し端子）及び固定電極１５，１
６，１７，１８をシリコン基板内の信号処理回路（図で
は省略してある）と配線する拡散リード２１を、イオン
注入法または熱拡散法にて形成する。その表面に犠牲層
であるＳｉＯ2 膜（酸化シリコン膜）２２を熱ＣＶＤに
より約１μｍの厚さで形成する。
【００１６】引き続き、図４に示すように、レジストを
マスクとしてＲＩＥによるドライエッチング法により固
定部（アンカー部）２，３，４，５及び固定電極１５〜
１８の取付部（根元部）となる領域のＳｉＯ2 膜２２と
ＳｉＮ膜２０に対し開孔部２３を形成する（コンタクト
ホールの開孔工程）。
マスクとしてＲＩＥによるドライエッチング法により固
定部（アンカー部）２，３，４，５及び固定電極１５〜
１８の取付部（根元部）となる領域のＳｉＯ2 膜２２と
ＳｉＮ膜２０に対し開孔部２３を形成する（コンタクト
ホールの開孔工程）。
【００１７】さらに、図５に示すように、開孔部２３内
を含むＳｉＯ2 膜２２上に、熱ＣＶＤによりポリシリコ
ン膜２４を約２μｍ形成する。尚、ポリシリコン膜２４
の代わりに、真空蒸着法によるアモルファスシリコンを
用いてもよい。
を含むＳｉＯ2 膜２２上に、熱ＣＶＤによりポリシリコ
ン膜２４を約２μｍ形成する。尚、ポリシリコン膜２４
の代わりに、真空蒸着法によるアモルファスシリコンを
用いてもよい。
【００１８】そして、図６に示すように、レジストをマ
スクとしてＲＩＥによるドライエッチング法で梁６〜
９、電極１５〜１８、及び電極１１〜１４を含む錘１０
の形状となるようにポリシリコン膜２４をエッチングす
る。
スクとしてＲＩＥによるドライエッチング法で梁６〜
９、電極１５〜１８、及び電極１１〜１４を含む錘１０
の形状となるようにポリシリコン膜２４をエッチングす
る。
【００１９】さらに、図７に示すように、希フッ酸（又
はバッファドフッ酸）にディップしてＳｉＯ2 膜２２
（犠牲層）をエッチング除去する。このとき、エッチン
グ液が錘１０の下に入り込むことによって錘１０、梁６
〜９、電極１１〜１４が基板１９の上面から離間した状
態となる。
はバッファドフッ酸）にディップしてＳｉＯ2 膜２２
（犠牲層）をエッチング除去する。このとき、エッチン
グ液が錘１０の下に入り込むことによって錘１０、梁６
〜９、電極１１〜１４が基板１９の上面から離間した状
態となる。
【００２０】このように製造された角速度センサにおい
ては、次のような動作をする。図１の対向電極１３，１
７及び１４，１８は、励振用電極（コンデンサ）であ
り、同電極に交流電圧を印加することにより、静電吸引
力によって錘１０がＸ軸方向に振動（励振）する。この
とき、Ｌ字型の梁６，７，８，９におけるＹ軸に平行な
直線部（図１での梁６では６ａで示す部分）が撓むこと
によりＸ軸に振動するものである。
ては、次のような動作をする。図１の対向電極１３，１
７及び１４，１８は、励振用電極（コンデンサ）であ
り、同電極に交流電圧を印加することにより、静電吸引
力によって錘１０がＸ軸方向に振動（励振）する。この
とき、Ｌ字型の梁６，７，８，９におけるＹ軸に平行な
直線部（図１での梁６では６ａで示す部分）が撓むこと
によりＸ軸に振動するものである。
【００２１】対向電極１１，１５及び１２，１６はコリ
オリ力検出用電極（コンデンサ）であり、図１において
紙面に直交する軸（Ｚ軸）の回りに角速度Ωが発生する
と、錘１０はＹ軸方向にＦc ＝２ｍｖΩのコリオリ力を
受ける。ここで、ｍは錘１０の質量、ｖは錘１０の速度
である。そして、このコリオリ力は、励振印加電圧と同
じ周期をもつこととなり、錘１０はＹ軸方向にもＸ軸方
向と同じ周期で振動する。このとき、Ｌ字型の梁６，
７，８，９におけるＸ軸に平行な直線部（図１での梁６
では６ｂで示す部分）が撓むことによりＹ軸に振動する
ものである。
オリ力検出用電極（コンデンサ）であり、図１において
紙面に直交する軸（Ｚ軸）の回りに角速度Ωが発生する
と、錘１０はＹ軸方向にＦc ＝２ｍｖΩのコリオリ力を
受ける。ここで、ｍは錘１０の質量、ｖは錘１０の速度
である。そして、このコリオリ力は、励振印加電圧と同
じ周期をもつこととなり、錘１０はＹ軸方向にもＸ軸方
向と同じ周期で振動する。このとき、Ｌ字型の梁６，
７，８，９におけるＸ軸に平行な直線部（図１での梁６
では６ｂで示す部分）が撓むことによりＹ軸に振動する
ものである。
【００２２】このようにして、コリオリ力により錘１０
がＹ軸方向に変位し、その変位（振動）が対向電極１
１，１５及び１２，１６により容量変化として測定され
る。この容量変化に基づいて回転角速度Ωが検出され
る。つまり、Ｙ軸方向の振幅はコリオリ力２ｍｖΩに比
例し、ｍ及びｖは既知であるのでＹ軸方向の振幅より回
転角速度Ωを求めることができる。
がＹ軸方向に変位し、その変位（振動）が対向電極１
１，１５及び１２，１６により容量変化として測定され
る。この容量変化に基づいて回転角速度Ωが検出され
る。つまり、Ｙ軸方向の振幅はコリオリ力２ｍｖΩに比
例し、ｍ及びｖは既知であるのでＹ軸方向の振幅より回
転角速度Ωを求めることができる。
【００２３】このように本実施例では、錘１０をＬ字型
の梁６，７，８，９で支持して、同Ｌ字型の梁６，７，
８，９で形成される面を錘１０の可動面とし、回転角速
度Ωの印加に伴う錘１０の動きを検出するようにした。
このように、マイクロ加工が可能な平面状態で２次元的
に変位可能な錘１０を有する梁構造となり、新規な構造
の角速度センサとなる。また、本実施例では、錘１０が
可動する際に、応力が集中する梁６，７，８，９の曲部
の太さを残りの他の梁の部分の太さよりも太くしてい
る。このため、曲部のモーメントを梁６，７，８，９の
根元のモーメントに近づけ、バネとして機能する梁６，
７，８，９が曲がる時の支点を安定させてバネ定数の変
位に対する線形を保ち、正しく錘１０を互いに垂直な方
向に可動することができる。
の梁６，７，８，９で支持して、同Ｌ字型の梁６，７，
８，９で形成される面を錘１０の可動面とし、回転角速
度Ωの印加に伴う錘１０の動きを検出するようにした。
このように、マイクロ加工が可能な平面状態で２次元的
に変位可能な錘１０を有する梁構造となり、新規な構造
の角速度センサとなる。また、本実施例では、錘１０が
可動する際に、応力が集中する梁６，７，８，９の曲部
の太さを残りの他の梁の部分の太さよりも太くしてい
る。このため、曲部のモーメントを梁６，７，８，９の
根元のモーメントに近づけ、バネとして機能する梁６，
７，８，９が曲がる時の支点を安定させてバネ定数の変
位に対する線形を保ち、正しく錘１０を互いに垂直な方
向に可動することができる。
【００２４】尚、この発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、例えば、上記実施例では対向電極（コンデ
ンサ）の面積をかせぐために櫛歯状としていたが、図
８，９に示すように、基板の厚さ方向で電極面積をかせ
ぐようにしてもよい。
のではなく、例えば、上記実施例では対向電極（コンデ
ンサ）の面積をかせぐために櫛歯状としていたが、図
８，９に示すように、基板の厚さ方向で電極面積をかせ
ぐようにしてもよい。
【００２５】つまり、基板２５に対し４つのＬ字型の梁
２６，２７，２８，２９が延設され、その梁２６，２
７，２８，２９の他端には錘３０が支持されている。
又、基板２５の表面において直交するＸ，Ｙ軸方向に
は、錘側電極３１，３２，３３，３４及び固定側電極３
５，３６，３７，３８が形成されている。この図８，９
に示すセンサの製造方法を図１０，１１，１２を用いて
説明する。まず、図１０に示す単結晶シリコン基板３９
を用意するとともに、図１１に示す単結晶シリコン基板
４０を用意し、さらに、単結晶シリコン基板４０の主表
面の所定領域に凹部４１を形成する。そして、図１２に
示すように、単結晶シリコン基板４０の主表面と単結晶
シリコン基板３９とを直接接合する。そして、図９に示
すように、ドライエッチングにより単結晶シリコン基板
３９に所定のパターンの開孔部を形成する。
２６，２７，２８，２９が延設され、その梁２６，２
７，２８，２９の他端には錘３０が支持されている。
又、基板２５の表面において直交するＸ，Ｙ軸方向に
は、錘側電極３１，３２，３３，３４及び固定側電極３
５，３６，３７，３８が形成されている。この図８，９
に示すセンサの製造方法を図１０，１１，１２を用いて
説明する。まず、図１０に示す単結晶シリコン基板３９
を用意するとともに、図１１に示す単結晶シリコン基板
４０を用意し、さらに、単結晶シリコン基板４０の主表
面の所定領域に凹部４１を形成する。そして、図１２に
示すように、単結晶シリコン基板４０の主表面と単結晶
シリコン基板３９とを直接接合する。そして、図９に示
すように、ドライエッチングにより単結晶シリコン基板
３９に所定のパターンの開孔部を形成する。
【００２６】又、他の応用例としては、図８に示すセン
サの製造方法として、図１３，１４，１５に示すように
してもよい。まず、図１３に示す単結晶シリコン基板４
３を用意し、図１４に示すように、単結晶シリコン基板
４３の裏面をウェットエッチングして凹部４４を形成す
る。そして、図１４に示すように、単結晶シリコン基板
４３の薄肉部にドライエッチングにより所定のパターン
の貫通孔４５を形成する。このようして図８に示すセン
サを製造してもよい。
サの製造方法として、図１３，１４，１５に示すように
してもよい。まず、図１３に示す単結晶シリコン基板４
３を用意し、図１４に示すように、単結晶シリコン基板
４３の裏面をウェットエッチングして凹部４４を形成す
る。そして、図１４に示すように、単結晶シリコン基板
４３の薄肉部にドライエッチングにより所定のパターン
の貫通孔４５を形成する。このようして図８に示すセン
サを製造してもよい。
【００２７】さらに、角速度センサの他にも、２次元加
速度センサとしてもよい。つまり、例えば、図１におい
て、Ｘ軸の加速度を対向電極１３，１７及び対向電極１
４，１８にてコンデンサ容量変化として測定するととも
に、Ｙ軸の加速度を対向電極１１，１５及び対向電極１
２，１６にてコンデンサ容量変化として測定するように
してもよい。
速度センサとしてもよい。つまり、例えば、図１におい
て、Ｘ軸の加速度を対向電極１３，１７及び対向電極１
４，１８にてコンデンサ容量変化として測定するととも
に、Ｙ軸の加速度を対向電極１１，１５及び対向電極１
２，１６にてコンデンサ容量変化として測定するように
してもよい。
【００２８】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
新規な構造の力学量センサとすることができる効果を発
揮する。また、本発明によれば、錘が可動する際に、応
力が集中する梁の曲部の太さを第１の梁部及び第２の梁
部の太さよりも太くしている。このため、曲部のモーメ
ントを梁の根元のモーメントに近づけ、バネとして機能
する梁が曲がる時の支点を安定させてバネ定数の変位に
対する線形を保ち、正しく錘を互いに垂直な方向に可動
することができる。
新規な構造の力学量センサとすることができる効果を発
揮する。また、本発明によれば、錘が可動する際に、応
力が集中する梁の曲部の太さを第１の梁部及び第２の梁
部の太さよりも太くしている。このため、曲部のモーメ
ントを梁の根元のモーメントに近づけ、バネとして機能
する梁が曲がる時の支点を安定させてバネ定数の変位に
対する線形を保ち、正しく錘を互いに垂直な方向に可動
することができる。
【図１】実施例の角速度センサの平面図である。
【図２】図１のＡ矢視図である。
【図３】角速度センサの製造工程を示す断面図である。
【図４】角速度センサの製造工程を示す断面図である。
【図５】角速度センサの製造工程を示す断面図である。
【図６】角速度センサの製造工程を示す断面図である。
【図７】角速度センサの製造工程を示す断面図である。
【図８】別例の角速度センサの平面図である。
【図９】図８のＢ−Ｂ断面図である。
【図１０】別例の角速度センサの製造工程を示す断面図
である。
である。
【図１１】別例の角速度センサの製造工程を示す断面図
である。
である。
【図１２】別例の角速度センサの製造工程を示す断面図
である。
である。
【図１３】別例の応用例の角速度センサの製造工程を示
す断面図である。
す断面図である。
【図１４】別例の応用例の角速度センサの製造工程を示
す断面図である。
す断面図である。
【図１５】別例の応用例の角速度センサの製造工程を示
す断面図である。
す断面図である。
６，７，８，９ 梁 １０ 錘
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−232875（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−256864（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−232171（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−242114（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−114123（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−154915（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−93668（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−139719（ＪＰ，Ａ) 国際公開92／1941（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01C 19/56 G01P 9/04 G01P 15/125 H01L 29/84
Claims (11)
- 【請求項１】 基板と、第１梁部、第２梁部とこれらを接続する 曲部とを有し、
この曲部により第２梁部が第１梁部に対して屈曲するよ
うに配置される複数の梁によって前記基板から支持さ
れ、かつ前記基板の表面に平行な面に対して平行な方向
に可動可能に支持された錘と、 前記錘に形成された第１の電極と、 前記第１の電極と同一平面に形成され、かつ前記基板に
固定された第２の電極とを備え、 前記基板の表面に平行な面を前記錘の可動面とし、 前記曲部は、前記第１の梁部及び第２の梁部よりも太
く、 前記第１の電極と第２の電極との間の容量変化を検出す
ることにより力学量の作用に伴う前記錘の動きを検出す
るようにしたことを特徴とする力学量センサ。 - 【請求項２】 前記基板及び錘は半導体層で形成されて
いることを特徴とする請求項１記載の力学量センサ。 - 【請求項３】 前記第１の電極は前記錘に形成された櫛
歯状の複数の可動電極であり、 前記第２の電極は、前記基板に固定され、前記櫛歯状の
複数の可動電極と対向する位置に形成された櫛歯状の複
数の固定電極であることを特徴とする請求項１または２
に記載の力学量センサ。 - 【請求項４】 前記櫛歯状の複数の可動電極及び固定電
極は、前記曲部を有する梁の一辺と平行であることを特
徴とする請求項１または２記載の力学量センサ。 - 【請求項５】 前記第１の電極は前記錘の側面に形成さ
れた可動電極であり、 前記第２の電極は前記基板に固定され、前記可動電極と
対向する位置に形成された固定電極であることを特徴と
する請求項１または２に記載の力学量センサ。 - 【請求項６】 前記梁は、厚さ方向の長さが幅方向の長
さより長いことを特徴とする請求項１乃至５いずれか１
つに記載の力学量センサ。 - 【請求項７】 前記錘は前記基板の表面に平行で互いに
垂直な２方向に可動することを特徴とする請求項１乃至
６いずれか１つに記載の力学量センサ。 - 【請求項８】 前記錘の可動軸に対称形状であることを
特徴とする請求項７に記載の力学量センサ。 - 【請求項９】 前記錘は４本の梁で前記基板に支持され
ていることを特徴とする請求項１乃至８いずれか１つに
記載の力学量センサ。 - 【請求項１０】前記梁は４つあり、かつ前記錘は矩形状
であり、前記４つの梁は矩形状の前記錘の角部に連結さ
れたものである請求項１に記載の力学量センサ。 - 【請求項１１】前記第１梁部、第２梁部は、前記曲部に
対して、前記基板の表面に平行な方向に細くなっている
ものである請求項１に記載の力学量センサ。
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| JP27453092A JP3293194B2 (ja) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | 力学量センサ |
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-
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- 1992-10-13 JP JP27453092A patent/JP3293194B2/ja not_active Expired - Lifetime
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