JP5125327B2 - Acceleration sensor - Google Patents

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Description

本発明は、加速度センサに関し、特に、静電容量型の加速度センサに関するものである。   The present invention relates to an acceleration sensor, and more particularly to a capacitance type acceleration sensor.

従来の基板厚み方向の加速度を検出する加速度センサの原理のひとつとして、加速度にともなう静電容量の変化を検出する方法がある。この方法による加速度センサとしては、たとえば、主な構成部分として、ねじれ梁(撓み部)と、慣性質量体(重り)と、検出フレーム(エレメント)と、検出電極(検知電極)とを有する加速度センサ(加速度感知運動変換器)が知られている(たとえば、特許文献1参照)。   One of the principles of an acceleration sensor that detects acceleration in the thickness direction of a conventional substrate is a method of detecting a change in capacitance due to acceleration. As an acceleration sensor according to this method, for example, an acceleration sensor having a torsion beam (flexible portion), an inertia mass body (weight), a detection frame (element), and a detection electrode (detection electrode) as main components. (Acceleration motion converter) is known (for example, refer to Patent Document 1).

この特許文献1の加速度センサ(加速度感知運動変換器)は、基板と対向する面を有する1つの検出フレーム(エレメント)を有している。この検出フレーム(エレメント)の一方端部上に、慣性質量体(重り)が設けられている。また、この検出フレーム(エレメント)は、ねじれ梁(撓み部)を回転軸として回転することができるように、基板上に支持されている。また、この回転変位を検出するための検出電極(検知電極)が、検出フレーム(エレメント)の下方に設けられている。   The acceleration sensor (acceleration sensing motion converter) of Patent Document 1 has one detection frame (element) having a surface facing the substrate. An inertia mass body (weight) is provided on one end of the detection frame (element). Further, the detection frame (element) is supported on the substrate so as to be able to rotate about the torsion beam (flexible portion) as a rotation axis. A detection electrode (detection electrode) for detecting the rotational displacement is provided below the detection frame (element).

このように構成された加速度センサ(加速度感知運動変換器)に対して基板厚み方向の加速度が加えられると、慣性質量体(重り)には基板厚み方向の慣性力が作用する。慣性質量体(重り)は一方端部上、すなわち上記回転軸から基板面内方向にずれを有する位置に設けられているため、この慣性力はねじれ梁(撓み部)周りのトルクとして検出フレーム(エレメント)に作用する。この結果、検出フレーム(エレメント)が回転変位する。   When acceleration in the substrate thickness direction is applied to the thus configured acceleration sensor (acceleration sensing motion converter), an inertial force in the substrate thickness direction acts on the inertia mass body (weight). Since the inertia mass body (weight) is provided on one end portion, that is, at a position having a deviation in the substrate plane direction from the rotation axis, this inertial force is detected as a torque around the torsion beam (flexure portion). Element). As a result, the detection frame (element) is rotationally displaced.

この回転変位により、検出フレーム(エレメント)と検出電極(検知電極)との距離が変化するので、検出フレーム(エレメント)と検出電極(検知電極)とにより形成されているコンデンサの静電容量が変化する。この静電容量変化から加速度が測定される。
特開平5−133976号公報(第16頁、図23および図24)
This rotational displacement changes the distance between the detection frame (element) and the detection electrode (detection electrode), so the capacitance of the capacitor formed by the detection frame (element) and the detection electrode (detection electrode) changes. To do. Acceleration is measured from this capacitance change.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-133976 (page 16, FIGS. 23 and 24)

上記の慣性質量体(重り)には、常時、下方への重力が作用している。このため、慣性質量体(重り)は検出フレーム(エレメント)の回転軸よりも下方に変位した状態となっている。   The above-mentioned inertial mass body (weight) is always subjected to downward gravity. For this reason, the inertial mass body (weight) is in a state of being displaced below the rotation axis of the detection frame (element).

この状態で、加速度センサに対して、基板面内方向であって上記回転軸と交差する方向の加速度が加えられた場合、検出フレーム(エレメント)に対する慣性力の作用点は回転軸よりも下方となる。また、この慣性力は回転軸と直交する成分を有している。この結果、検出フレーム(エレメント)は、回転軸周りのトルクを受けて回転変位する。すなわち、加速度センサの検出対象外の軸に沿った加速度(他軸加速度)が加えられた場合においても、検出フレーム(エレメント)が回転変位する。   In this state, when acceleration in the direction in the substrate plane and intersecting the rotation axis is applied to the acceleration sensor, the point of action of the inertial force on the detection frame (element) is below the rotation axis. Become. The inertial force has a component orthogonal to the rotation axis. As a result, the detection frame (element) is rotationally displaced by receiving torque around the rotation axis. That is, even when acceleration along the axis that is not detected by the acceleration sensor (acceleration on the other axis) is applied, the detection frame (element) is rotationally displaced.

また、この加速度センサに対して、ねじれ梁(撓み部)周りの角加速度が加えられた場合も、慣性質量体(重り)に作用する慣性力により検出フレーム(エレメント)が回転する。   Further, even when an angular acceleration around the torsion beam (flexible portion) is applied to the acceleration sensor, the detection frame (element) rotates due to the inertial force acting on the inertial mass body (weight).

また、この加速度センサに角速度が加えられた場合も、慣性質量体(重り)に加わる遠心力の影響により検出フレーム(エレメント)が回転し得る。   Further, even when an angular velocity is applied to the acceleration sensor, the detection frame (element) can be rotated by the influence of the centrifugal force applied to the inertial mass body (weight).

上記従来の加速度センサにおいては、このような他軸加速度、角加速度および角速度による検出フレーム(エレメント)の回転と、検出対象である基板厚み方向の加速度による検出フレーム(エレメント)の回転とを区別することができない。このため、加速度の検出誤差が大きくなるという問題があった。   In the conventional acceleration sensor, the rotation of the detection frame (element) due to the other-axis acceleration, the angular acceleration, and the angular velocity is distinguished from the rotation of the detection frame (element) due to the acceleration in the substrate thickness direction as a detection target. I can't. For this reason, there has been a problem that an acceleration detection error becomes large.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、他軸加速度、角加速度および角速度の影響を受けることの少ない高精度の加速度センサを提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a high-accuracy acceleration sensor that is less affected by other-axis acceleration, angular acceleration, and angular velocity.

本発明の加速度センサでは、基板と、第1および第2ねじれ梁と、第1および第2検出フレームと、複数の検出電極と、第1および第2リンク梁と、慣性質量体とを備えている。   The acceleration sensor of the present invention includes a substrate, first and second torsion beams, first and second detection frames, a plurality of detection electrodes, first and second link beams, and an inertial mass body. Yes.

第1ねじれ梁は、第1ねじれ軸の周りにねじれることができ、基板に支持されている。第1検出フレームは、第1ねじれ軸を中心に回転可能なように、第1ねじれ梁を介して基板に支持されている。第2ねじれ梁は、第2ねじれ軸の周りにねじれることができ、基板に支持されている。第2検出フレームは、第2ねじれ軸を中心に回転可能なように、第2ねじれ梁を介して基板に支持されている。複数の検出電極は、基板に対する第1および第2検出フレームの角度を静電容量により検出するためのものであり、第1および第2検出フレームのそれぞれと対向するように基板上に形成されている。第1リンク梁は、第1ねじれ軸を第1ねじれ軸と交差する方向であってかつ第1検出フレームの一方端部側に向かう方向に移動した軸上において第1検出フレームに繋がっている。第2リンク梁は、第2ねじれ軸を上記の方向と反対方向にずらした軸上において第2検出フレームに繋がっている。慣性質量体は、第1および第2リンク梁のそれぞれにより第1および第2検出フレームの各々に連結されることにより、基板上で基板の厚み方向に変位可能に支持されている。 The first torsion beam can be twisted about the first torsion axis and is supported on the substrate. The first detection frame is supported on the substrate via the first torsion beam so as to be rotatable about the first torsion axis. The second torsion beam can be twisted about the second torsion axis and is supported by the substrate. The second detection frame is supported on the substrate via the second torsion beam so as to be rotatable about the second torsion axis. The plurality of detection electrodes are for detecting the angles of the first and second detection frames with respect to the substrate by capacitance, and are formed on the substrate so as to face the first and second detection frames, respectively. Yes. The first link beam is connected to the first detection frame on an axis that moves in a direction that intersects the first torsion axis with the first torsion axis and toward the one end side of the first detection frame. The second link beam is connected to the second detection frame on an axis obtained by shifting the second torsion axis in the direction opposite to the above direction. The inertial mass body is supported by the first and second link beams so as to be displaceable in the thickness direction of the substrate on the substrate by being connected to each of the first and second detection frames.

本発明の加速度センサによれば、第1リンク梁は、第1ねじれ軸を第1ねじれ軸と交差しかつ第1検出フレームの一方端部側に向かう方向に移動した軸上において第1検出フレームに繋がっている。一方、第2リンク梁は、第2ねじれ軸を上記の方向と反対方向にずらした軸上において第2検出フレームに繋がっている。   According to the acceleration sensor of the present invention, the first link beam has the first detection frame on the axis that moves in the direction crossing the first torsion axis and toward the one end side of the first detection frame. It is connected to. On the other hand, the 2nd link beam is connected with the 2nd detection frame on the axis which shifted the 2nd twist axis in the direction opposite to the above-mentioned direction.

このため、慣性質量体が基板の厚み方向に変位する場合には第1および第2検出フレームが互いに逆向きに回転変位するが、慣性質量体が傾斜したり基板の面内方向に変位したりする場合は、第1および第2検出フレームが同一の向きに回転変位する。   For this reason, when the inertial mass body is displaced in the thickness direction of the substrate, the first and second detection frames are rotationally displaced in opposite directions, but the inertial mass body is inclined or displaced in the in-plane direction of the substrate. In this case, the first and second detection frames are rotationally displaced in the same direction.

よって、第1および第2検出フレームの互いに逆向きの回転変位にのみ感受性が高くなるように検出電極を設けることにより、検出対象でない方向の加速度に対する感度(他軸感度)を抑制し、かつ角速度や角加速度の影響を受けにくくすることができる。   Therefore, by providing the detection electrode so as to be highly sensitive only to the rotational displacements in opposite directions of the first and second detection frames, the sensitivity to the acceleration in the direction that is not the detection target (other axis sensitivity) is suppressed, and the angular velocity is increased. And can be made less susceptible to angular acceleration.

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
(実施の形態1)
最初に、本実施の形態の加速度センサの主要な構成について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
First, the main configuration of the acceleration sensor according to the present embodiment will be described.

図1は、本発明の実施の形態1における加速度センサの構成を概略的に示す上面図であ
る。また図2は、図1のII−II線に沿う概略的な断面図である。なお、説明の便宜のため、座標軸X軸、Y軸、Z軸が導入されている。図1において、X軸は横方向に沿う右方向が正の向きの軸であり、Y軸は縦方向に沿う上方向が正の向きの軸であり、Z軸は紙面に垂直で紙面の上方が正の向きの軸である。なおZ軸の方向は、本実施の形態の加速度センサが測定対象とする加速度方向に一致する。
FIG. 1 is a top view schematically showing a configuration of the acceleration sensor according to Embodiment 1 of the present invention. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. For convenience of explanation, coordinate axes X-axis, Y-axis, and Z-axis are introduced. In FIG. 1, the X axis is a positive axis in the right direction along the horizontal direction, the Y axis is a positive axis in the upward direction along the vertical direction, and the Z axis is perpendicular to the paper surface and above the paper surface. Is the positive axis. Note that the direction of the Z axis coincides with the acceleration direction to be measured by the acceleration sensor of the present embodiment.

図1および図2を参照して、本実施の形態の加速度センサは、主に、基板1と、第1および第2ねじれ梁11、12と、第1および第2検出フレーム21、22と、複数の検出電極40と、第1および第2リンク梁31、32と、慣性質量体2とを有している。   Referring to FIGS. 1 and 2, the acceleration sensor of the present embodiment mainly includes a substrate 1, first and second torsion beams 11 and 12, first and second detection frames 21 and 22, A plurality of detection electrodes 40, first and second link beams 31 and 32, and an inertial mass body 2 are provided.

基板1としては、シリコン基板を用いることができる。また、第1および第2ねじれ梁11、12、第1および第2検出フレーム21、22、第1および第2リンク梁31、32、慣性質量体2および検出電極40の材質としては、ポリシリコン膜を用いることができる。このポリシリコン膜は、低応力であり、かつ厚さ方向に応力分布がないことが望ましい。   As the substrate 1, a silicon substrate can be used. The first and second torsion beams 11 and 12, the first and second detection frames 21 and 22, the first and second link beams 31 and 32, the inertia mass body 2, and the detection electrode 40 are made of polysilicon. A membrane can be used. This polysilicon film desirably has low stress and no stress distribution in the thickness direction.

第1ねじれ梁11は、X軸に沿った第1ねじれ軸T1の周りにねじれることができるように、基板1にアンカー91により支持されている。   The first torsion beam 11 is supported on the substrate 1 by an anchor 91 so that the first torsion beam 11 can be twisted around the first torsion axis T1 along the X axis.

第1検出フレーム21は、第1ねじれ軸T1を中心に回転可能なように、第1ねじれ梁11を介して基板1に支持されている。また、第1検出フレーム21は、少なくともその一部が導電性を有している。   The first detection frame 21 is supported by the substrate 1 via the first torsion beam 11 so as to be rotatable about the first torsion axis T1. Further, at least a part of the first detection frame 21 has conductivity.

第2ねじれ梁12は、X軸に沿った第2ねじれ軸T2の周りにねじれることができるように、基板1にアンカー92により支持されている。   The second torsion beam 12 is supported on the substrate 1 by an anchor 92 so that the second torsion beam 12 can be twisted around the second torsion axis T2 along the X axis.

第2検出フレーム22は、第2ねじれ軸T2を中心に回転可能なように、第2ねじれ梁12を介して基板1に支持されている。また、第2検出フレーム22は、少なくともその一部が導電性を有している。   The second detection frame 22 is supported by the substrate 1 via the second torsion beam 12 so as to be rotatable about the second torsion axis T2. Further, at least a part of the second detection frame 22 has conductivity.

複数の検出電極40は、基板1に対する第1および第2の検出フレーム21および22の角度を静電容量により検出することができるように、第1および第2検出フレーム21、22のそれぞれと対向するように基板1上に絶縁膜3を介して形成されている。なお、絶縁膜3としては、低応力の窒化シリコン膜やシリコン酸化膜が好適である。   The plurality of detection electrodes 40 face each of the first and second detection frames 21 and 22 so that the angles of the first and second detection frames 21 and 22 with respect to the substrate 1 can be detected by electrostatic capacitance. As described above, the insulating film 3 is formed on the substrate 1. The insulating film 3 is preferably a low stress silicon nitride film or silicon oxide film.

第1リンク梁31は、第1ねじれ軸T1が第1ねじれ軸T1と交差しかつ第1検出フレーム21の一方端部側に向かう方向にオフセットe1だけ平行移動された軸L1上において第1検出フレーム21に繋がっている。すなわち、オフセットe1の絶対値は第1ねじれ軸T1と第1リンク梁31との間の寸法であり、その向きは第1ねじれ軸T1と交差して第1ねじれ軸T1から軸L1へ向かう方向である。   The first link beam 31 has a first detection on an axis L1 that is translated by an offset e1 in a direction in which the first torsion axis T1 intersects the first torsion axis T1 and toward the one end side of the first detection frame 21. It is connected to the frame 21. That is, the absolute value of the offset e1 is a dimension between the first torsion axis T1 and the first link beam 31, and the direction intersects the first torsion axis T1 and is a direction from the first torsion axis T1 toward the axis L1. It is.

第2リンク梁32は、第2ねじれ軸T2が、上記方向と反対方向、すなわちオフセットe1の方向と反対方向のオフセットe2だけ平行にずらされた軸L2上において第2検出フレーム22に繋がっている。すなわち、オフセットe2の絶対値は第2ねじれ軸T2と第2リンク梁32との間の寸法であり、その向きはオフセットe1と反対方向である。   The second link beam 32 is connected to the second detection frame 22 on the axis L2 in which the second torsion axis T2 is shifted parallel to the direction opposite to the above-described direction, that is, the offset e2 in the direction opposite to the offset e1 direction. . That is, the absolute value of the offset e2 is a dimension between the second torsion axis T2 and the second link beam 32, and the direction thereof is opposite to the offset e1.

慣性質量体2は、第1および第2リンク梁31、32のそれぞれにより第1および第2検出フレーム21、22の各々に連結されることにより、基板1上で基板1の厚み方向に変位可能に支持されている。   The inertial mass body 2 can be displaced in the thickness direction of the substrate 1 on the substrate 1 by being connected to each of the first and second detection frames 21 and 22 by the first and second link beams 31 and 32, respectively. It is supported by.

続いて、上記の検出電極40の構成の詳細と、この検出電極40により第1および第2検出フレーム21、22のそれぞれの基板1に対する角度を検出することができる原理について説明する。   Next, the details of the configuration of the detection electrode 40 and the principle that the detection electrode 40 can detect the angles of the first and second detection frames 21 and 22 relative to the substrate 1 will be described.

検出電極40は第1検出フレーム21と対向する第1検出電極41を有している。この第1検出電極41は、第1ねじれ軸T1を挟むように第1検出電極41aと41bとを有している。第1検出電極41aは加速度センサの外周側(図1上側)に位置しており、第1検出電極41bは加速度センサの内周側(図2中央側)に位置している。第1検出電極41aと41bとは、第1ねじれ軸T1を挟むように設けられている。   The detection electrode 40 has a first detection electrode 41 facing the first detection frame 21. The first detection electrode 41 includes first detection electrodes 41a and 41b so as to sandwich the first twist axis T1. The first detection electrode 41a is located on the outer circumference side (upper side in FIG. 1) of the acceleration sensor, and the first detection electrode 41b is located on the inner circumference side (center side in FIG. 2) of the acceleration sensor. The first detection electrodes 41a and 41b are provided so as to sandwich the first torsion axis T1.

第1検出フレーム21が第1ねじれ梁11の周りに回転された場合、第1検出フレーム21の裏面(第1検出電極41と対向する面)は第1検出電極41a、41bの一方に接近するとともに、他方から遠ざかる。このため、第1検出フレーム21が第1検出電極41aと対向することで生じている静電容量と、第1検出フレーム21が第1検出電極41bと対向することで形成している静電容量との差分を検出することにより、第1検出フレーム21の基板1に対する角度を検出することができる。   When the first detection frame 21 is rotated around the first torsion beam 11, the back surface (the surface facing the first detection electrode 41) of the first detection frame 21 approaches one of the first detection electrodes 41a and 41b. And move away from the other. Therefore, the capacitance generated when the first detection frame 21 faces the first detection electrode 41a and the capacitance formed when the first detection frame 21 faces the first detection electrode 41b. The angle of the first detection frame 21 with respect to the substrate 1 can be detected.

また検出電極40は第2検出フレーム22と対向する第2検出電極42を有している。この第2検出電極42は、第2ねじれ軸T2を挟むように第2検出電極42aと42bとを有している。第2検出電極42aは加速度センサの外周側(図1下側)に位置しており、第2検出電極42bは加速度センサの内周側(図1中央側)に位置している。第2検出電極42aと42bとは、第2ねじれ軸T2を挟むように設けられている。   The detection electrode 40 has a second detection electrode 42 facing the second detection frame 22. The second detection electrode 42 includes second detection electrodes 42a and 42b so as to sandwich the second torsion axis T2. The second detection electrode 42a is located on the outer periphery side (lower side in FIG. 1) of the acceleration sensor, and the second detection electrode 42b is located on the inner periphery side (center side in FIG. 1) of the acceleration sensor. The second detection electrodes 42a and 42b are provided so as to sandwich the second torsion axis T2.

第2検出フレーム22が第2ねじれ梁12の周りに回転された場合、第2検出フレーム22の裏面(検出電極42と対向する面)は第2検出電極42a、42bの一方に接近するとともに、他方から遠ざかる。このため、第2検出フレーム22が第2検出電極42aと対向することで生じている静電容量と、第2検出フレーム22が第2検出電極42bと対向することで形成している静電容量との差分を検出することにより、第2検出フレーム22の基板1に対する角度を検出することができる。   When the second detection frame 22 is rotated around the second torsion beam 12, the back surface of the second detection frame 22 (the surface facing the detection electrode 42) approaches one of the second detection electrodes 42a and 42b, Move away from the other. For this reason, the electrostatic capacitance generated when the second detection frame 22 faces the second detection electrode 42a and the electrostatic capacitance formed when the second detection frame 22 faces the second detection electrode 42b. Is detected, the angle of the second detection frame 22 with respect to the substrate 1 can be detected.

好ましくは、第1および第2ねじれ梁11、12と、第1および第2リンク梁31、32とは、オフセットe1とe2とが逆向きに等量となるように配置されている。   Preferably, the first and second torsion beams 11 and 12 and the first and second link beams 31 and 32 are arranged so that the offsets e1 and e2 are equal in opposite directions.

さらに好ましくは、加速度センサの平面レイアウトは、第1および第2ねじれ軸T1、T2と平行な方向に延びる中心線Bに対して線対称な構造を有しており、慣性質量体2の重心Gは中心線B上に位置する。   More preferably, the planar layout of the acceleration sensor has a structure symmetrical with respect to a center line B extending in a direction parallel to the first and second torsion axes T1 and T2, and the center of gravity G of the inertial mass body 2 Is located on the center line B.

また、加速度センサの平面レイアウトは、第1および第2ねじれ軸T1、T2と交差する方向に延びる中心線Aに対して線対称な構造を有しており、慣性質量体2の重心Gは中心線A上に位置する。   The plane layout of the acceleration sensor has a symmetrical structure with respect to the center line A extending in the direction intersecting the first and second torsion axes T1 and T2, and the center of gravity G of the inertial mass body 2 is the center. Located on line A.

続いて、本実施の形態の加速度センサの加速度の測定原理について説明する。
図3は、本発明の実施の形態1における加速度センサに対して基板の膜厚方向に沿って上方向に加速度が加えられた際の様子を概略的に示す断面図である。なお、図3の断面位置は図2と同一である。また図3においては図を見易くするためにアンカー91、92は図示されていない。
Next, the principle of measuring the acceleration of the acceleration sensor according to the present embodiment will be described.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a state in which acceleration is applied upward along the film thickness direction of the substrate with respect to the acceleration sensor according to the first embodiment of the present invention. 3 is the same as that in FIG. Further, in FIG. 3, the anchors 91 and 92 are not shown for easy understanding of the drawing.

図3を参照して、基板の膜厚方向に沿って上方向、すなわちZ軸の正方向(図中上方向)の加速度azが加速度センサに加わると、慣性質量体2は慣性力により初期位置(図中破線で示す位置)からZ軸の負方向(図中下方向)に沈み込むように変位する。慣性質量
体2と連結されている第1および第2リンク梁31、32も、慣性質量体と一体となってZ軸の負方向(図中下方向)に変位する。
Referring to FIG. 3, when an acceleration az in the upward direction along the film thickness direction of the substrate, that is, in the positive direction of the Z axis (upward in the figure) is applied to the acceleration sensor, the inertial mass body 2 is moved to the initial position by the inertial force. It is displaced so as to sink in the negative direction of the Z-axis (downward in the figure) from the position indicated by the broken line in the figure. The first and second link beams 31 and 32 connected to the inertial mass body 2 are also displaced integrally with the inertial mass body in the negative direction of the Z-axis (downward in the figure).

第1リンク梁31の変位により、第1検出フレーム21は、軸L1の部分でZ軸の負方向(図中下方向)への力を受ける。この軸L1は、第1ねじれ軸Tlからオフセットe1だけ平行移動された位置にあるため、第1検出フレーム21にはトルクが作用する。この結果、第1検出フレーム21が回転変位する。   Due to the displacement of the first link beam 31, the first detection frame 21 receives a force in the negative direction of the Z-axis (downward in the figure) at the portion of the axis L1. Since the axis L1 is in a position translated from the first torsion axis Tl by the offset e1, a torque acts on the first detection frame 21. As a result, the first detection frame 21 is rotationally displaced.

また、第2リンク梁32の変位により、第2検出フレーム22は、軸L2の部分でZ軸の負方向(図中下方向)への力を受ける。この軸L2は、第2ねじれ軸T2からオフセットe2だけ平行移動された位置にあるため、第2検出フレーム22にはトルクが作用する。この結果、第2検出フレーム22が回転変位する。   Further, due to the displacement of the second link beam 32, the second detection frame 22 receives a force in the negative direction of the Z axis (downward in the figure) at the portion of the axis L2. Since the axis L2 is in a position translated from the second torsion axis T2 by the offset e2, torque acts on the second detection frame 22. As a result, the second detection frame 22 is rotationally displaced.

オフセットe1とe2とは相互に反対向きであるため、第1検出フレーム21と第2検出フレーム22とは逆向きに回転する。すなわち、第1検出フレーム21の上面は加速度センサの一方端部側(図3の右側)を向き、第2検出フレーム22の上面は加速度センサの他方端部側(図3の左側)を向くように、第1および第2検出フレーム21、22が回転変位する。   Since the offsets e1 and e2 are opposite to each other, the first detection frame 21 and the second detection frame 22 rotate in opposite directions. That is, the upper surface of the first detection frame 21 faces one end side (right side in FIG. 3) of the acceleration sensor, and the upper surface of the second detection frame 22 faces the other end side (left side in FIG. 3) of the acceleration sensor. Further, the first and second detection frames 21 and 22 are rotationally displaced.

この回転変位にともない、第1検出フレーム21と第1検出電極41aとにより構成されるコンデンサC1aの静電容量C1aが増大し、第1検出フレーム21と第1検出電極41bとにより構成されるコンデンサC1bの静電容量C1bが減少する。また第2検出フレーム22と第2検出電極42aとにより構成されるコンデンサC2aの静電容量C2aが増大し、第2検出フレーム22と第2検出電極42bとにより構成されるコンデンサC2bの静電容量C2bが減少する。 Along with this rotational displacement, the capacitance C 1a of the capacitor C 1 a constituted by the first detection frame 21 and the first detection electrode 41 a increases, and is constituted by the first detection frame 21 and the first detection electrode 41 b. The capacitance C 1b of the capacitor C 1b decreases. Further, the capacitance C 2a of the capacitor C2a constituted by the second detection frame 22 and the second detection electrode 42a increases, and the capacitance of the capacitor C2b constituted by the second detection frame 22 and the second detection electrode 42b increases. The capacity C 2b decreases.

図4を参照して、コンデンサC1aとC2aとが並列接続され、コンデンサC1bとC2bとが並列接続されている。そして、これら2つの並列接続された部分がさらに直列に接続されている。このように形成された回路のコンデンサC1a、C2a側の端部には一定電位Vdが印加され、コンデンサC1b、C2b側の端部は接地されている。また、上記直列接続部には端子が設けられており、この端子の出力電位Voutを測定することができる。この出力電位Voutは、下記の値となる。 Referring to FIG. 4, capacitors C1a and C2a are connected in parallel, and capacitors C1b and C2b are connected in parallel. These two parts connected in parallel are further connected in series. The thus formed circuit of a capacitor C1a, the end portion of C2a side constant potential V d is applied, the capacitor C1b, an end portion of C2b side is grounded. The series connection portion is provided with a terminal, and the output potential Vout of this terminal can be measured. This output potential V out has the following value.

Figure 0005125327
Figure 0005125327

一定電位Vdは一定値であることから、出力電位Voutを測定することにより、 Since the constant potential V d is a constant value, by measuring the output potential V out ,

Figure 0005125327
Figure 0005125327

の値を知ることができる。
この式(2)の値は、図3のように慣性質量体2が沈み込んだ場合は減少する。また加速度センサに対して、加速度az(図3)と逆方向の加速度が加わった場合は、慣性質量
体2が基板1の厚み方向の上方に変位し、式(2)の値は増大する。よって、出力電位Voutを測定することにより慣性質量体2の基板1の厚み方向の変位を検出し、この検出結果によりZ軸方向の加速度azを検知することができる。
You can know the value of.
The value of this equation (2) decreases when the inertial mass body 2 sinks as shown in FIG. Further, when an acceleration in the direction opposite to the acceleration az (FIG. 3) is applied to the acceleration sensor, the inertial mass body 2 is displaced upward in the thickness direction of the substrate 1, and the value of the equation (2) increases. Therefore, the displacement of the inertial mass body 2 in the thickness direction of the substrate 1 can be detected by measuring the output potential Vout, and the acceleration az in the Z-axis direction can be detected based on the detection result.

次に、本実施の形態の加速度センサに対してZ方向の加速度以外の運動が加わった場合の例について説明する。   Next, an example in which a motion other than the acceleration in the Z direction is applied to the acceleration sensor of the present embodiment will be described.

図5および図6は、加速度センサ対して慣性質量体の重心周りにX軸方向の負の角加速度が加えられた状態を概略的に示す断面図であり、断面位置は図2と同一である。なお図5においては、図を見易くするために、第1および第2検出フレーム21、22と、アンカー91、92と、検出電極40とが省略されている。また図6においては、アンカー91、92が省略されている。   5 and 6 are cross-sectional views schematically showing a state in which negative angular acceleration in the X-axis direction is applied around the center of gravity of the inertial mass body with respect to the acceleration sensor, and the cross-sectional positions are the same as those in FIG. . In FIG. 5, the first and second detection frames 21 and 22, the anchors 91 and 92, and the detection electrode 40 are omitted for easy understanding of the drawing. In FIG. 6, the anchors 91 and 92 are omitted.

図5を参照して、慣性質量体2は、重心G周りにX軸方向の負の角加速度aωを受けると、慣性モーメントのために初期位置(図中破線の位置)から角加速度aωと逆向き(図中矢印Rの向き)に回転変位して傾斜する。   Referring to FIG. 5, when inertial mass body 2 receives negative angular acceleration aω in the X-axis direction around center of gravity G, inertia mass body 2 is opposite to angular acceleration aω from the initial position (the position indicated by the broken line in the figure) due to the moment of inertia. It is inclined to rotate in the direction (direction of arrow R in the figure).

図6を参照して、この慣性質量体2の傾斜にともない、第1検出フレーム21は第1リンク梁31の軸L1の部分で持ち上げられ、第1ねじれ軸T1を中心に回転される。また、第2検出フレーム22は第2リンク梁32の軸L2の部分で押し下げられて、第2ねじれ軸T2を中心に回転される。   Referring to FIG. 6, as the inertial mass body 2 is inclined, the first detection frame 21 is lifted by the portion of the axis L1 of the first link beam 31 and rotated about the first torsion axis T1. The second detection frame 22 is pushed down at the portion of the axis L2 of the second link beam 32 and rotated around the second torsion axis T2.

この第1および第2検出フレーム21、22の回転にともない、第1検出フレーム21と第1検出電極41aとにより構成されるコンデンサC1aの静電容量C1aが減少し、第1検出フレーム21と第1検出電極41bとにより構成されるコンデンサC1bの静電容量C1bが増大する。また第2検出フレーム22と第2検出電極42aとにより構成されるコンデンサC2aの静電容量C2aが増大し、第2検出フレーム22と第2検出電極42bとにより構成されるコンデンサC2bの静電容量C2bが減少する。 As the first and second detection frames 21 and 22 rotate, the capacitance C 1a of the capacitor C1a formed by the first detection frame 21 and the first detection electrode 41a decreases, and the first detection frame 21 The capacitance C 1b of the capacitor C1b formed by the first detection electrode 41b increases. Further, the capacitance C 2a of the capacitor C2a constituted by the second detection frame 22 and the second detection electrode 42a increases, and the capacitance of the capacitor C2b constituted by the second detection frame 22 and the second detection electrode 42b increases. The capacity C 2b decreases.

式(2)を参照して、上記の静電容量の変化が生じた場合、左辺分母において静電容量C1aの減少とC2aの増大とが相殺され、かつ左辺分子においてC1bの増大とC2bの減少とが相殺される。このため、この角加速度aωが出力電位Voutに対して及ぼす影響は抑制される。 Referring to equation (2), when the above-described change in capacitance occurs, the decrease in capacitance C 1a and the increase in C 2a cancel each other in the left side denominator, and the increase in C 1b in the left side numerator. The decrease in C 2b is offset. For this reason, the influence of the angular acceleration aω on the output potential V out is suppressed.

図7は、加速度センサに対して慣性質量体の重心周りにZ軸方向の正の成分とY軸方向の負の成分とを有する角速度が加えられた状態を示す。なお、図7においては、図を見易くするために、第1および第2検出フレーム21、22と、アンカー91、92と、検出電極40とが省略されている。   FIG. 7 shows a state in which an angular velocity having a positive component in the Z-axis direction and a negative component in the Y-axis direction is applied around the center of gravity of the inertial mass body with respect to the acceleration sensor. In FIG. 7, the first and second detection frames 21 and 22, the anchors 91 and 92, and the detection electrode 40 are omitted for easy understanding of the drawing.

図7を参照して、角速度ωの回転にともなう遠心力fcが慣性質量体2に作用する。このため、慣性質量体2は、初期位置(図中破線の位置)から、慣性質量体2の端部が角速度ωの回転軸から遠ざかる向き(図中矢印Rの向き)に回転変位して傾斜する。   Referring to FIG. 7, the centrifugal force fc accompanying the rotation of the angular velocity ω acts on the inertial mass body 2. For this reason, the inertial mass body 2 is tilted from the initial position (the position of the broken line in the figure) to the direction in which the end of the inertial mass body 2 moves away from the rotation axis of the angular velocity ω (the direction of the arrow R in the figure). To do.

この慣性質量体2の傾斜は、前述した角加速度aωが加えられた場合と同様である。このため、同様の原理により角速度ωが出力電位Voutに対して及ぼす影響も抑制される。 The inclination of the inertial mass body 2 is the same as that when the angular acceleration aω described above is applied. For this reason, the influence which angular velocity (omega) has on output potential Vout is also suppressed by the same principle.

次に、本実施の形態の加速度センサに対して他軸加速度が加えられた場合の検出誤差について、重力の影響を含めて説明する。   Next, a detection error when an acceleration of another axis is applied to the acceleration sensor of the present embodiment will be described including the influence of gravity.

図8は、加速度センサ対してY軸方向の負の加速度が加えられた状態を概略的に示す断
面図であり、断面位置は図2と同一である。なお、図8においては、図を見易くするために、第1および第2検出フレーム21、22と、アンカー91、92と、検出電極40とが省略されている。
FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a state in which negative acceleration in the Y-axis direction is applied to the acceleration sensor, and the cross-sectional position is the same as FIG. In FIG. 8, the first and second detection frames 21 and 22, the anchors 91 and 92, and the detection electrode 40 are omitted for easy understanding of the drawing.

図8を参照して、慣性質量体2には重力としてZ軸方向の負の力が作用しており、慣性質量体2は初期位置(図中破線の位置)から下方(図中Z軸の負の方向)に沈み込んだ状態となっている。   Referring to FIG. 8, a negative force in the Z-axis direction acts on the inertial mass body 2 as gravity, and the inertial mass body 2 moves downward (in the direction of the Z-axis in the drawing) from the initial position (the position of the broken line in the drawing). It is in a state of sinking in the negative direction.

この状態のもとで加速度センサに対してY軸の負の向きに加速度ayが加わると、慣性質量体2にはY軸の正の向きの慣性力が加わる。この慣性力は、第1および第2リンク梁31、32のそれぞれの軸L1、L2上の部分で、第1および第2検出フレーム21、22の各々に伝達される。   Under this state, when acceleration ay is applied to the acceleration sensor in the negative direction of the Y axis, an inertia force in the positive direction of the Y axis is applied to the inertial mass body 2. This inertial force is transmitted to each of the first and second detection frames 21 and 22 at portions on the axes L1 and L2 of the first and second link beams 31 and 32, respectively.

重力の影響により軸L1の基板1からの高さは第1ねじれ軸T1よりも低くなっている。このため、上記の軸L1の部分に伝達される力は、第1検出フレーム21に対して第1ねじれ軸T1周りのトルクとして作用する。   The height of the axis L1 from the substrate 1 is lower than the first torsion axis T1 due to the influence of gravity. For this reason, the force transmitted to the portion of the axis L1 acts on the first detection frame 21 as a torque around the first torsion axis T1.

また、重力の影響により軸L2の基板1からの高さは第2ねじれ軸T2よりも低くなっている。このため、上記の軸L2の部分に伝達される力は、第2検出フレーム22に対して第2ねじれ軸T2周りのトルクとして作用する。   Further, the height of the axis L2 from the substrate 1 is lower than the second torsion axis T2 due to the influence of gravity. For this reason, the force transmitted to the portion of the axis L2 acts on the second detection frame 22 as a torque around the second torsion axis T2.

ここで、上記の第1および第2ねじれ軸T1、T2周りのトルクは、両方とも第1および第2ねじれ軸T1、T2の下方に作用点を有している。また、この作用点に働く力は、両方ともY軸方向に正の向きである。この結果、第1検出フレーム21の回転変位R1と、第2検出フレーム22の回転変位R2とは同一の向きとなる。   Here, the torques around the first and second torsion axes T1 and T2 both have an action point below the first and second torsion axes T1 and T2. Further, both forces acting on the action point are positive in the Y-axis direction. As a result, the rotational displacement R1 of the first detection frame 21 and the rotational displacement R2 of the second detection frame 22 are in the same direction.

回転変位R1の影響として、第1検出フレーム21と第1検出電極41aとにより構成されるコンデンサC1aの静電容量C1aが減少し、第1検出フレーム21と第1検出電極41bとにより構成されるコンデンサC1bの静電容量C1bが増大する。また、回転変位R2の影響として、第2検出フレーム22と検出電極42aとにより構成されるコンデンサC2aの静電容量C2aが増大し、第2検出フレーム22と検出電極42bとにより構成されるコンデンサC2bの静電容量C2bが減少する。 As a result of the rotational displacement R1, the capacitance C 1a of the capacitor C1a formed by the first detection frame 21 and the first detection electrode 41a decreases, and is configured by the first detection frame 21 and the first detection electrode 41b. the capacitance C 1b of the capacitor C1b is increased that. Further, as the influence of the rotational displacement R2, the capacitance C 2a of capacitor C2a formed by a detection electrode 42a and the second detection frame 22 is increased, the capacitor formed by the detection electrodes 42b and the second detection frame 22 the capacitance C 2b of C2b is reduced.

式(2)を参照して、上記の静電容量の変化が生じた場合、左辺分母において静電容量C1aの減少とC2aの増大とが相殺され、かつ左辺分子においてC1bの増大とC2bの減少とが相殺される。このため、Y軸方向の加速度ayがZ軸方向の加速度検出のために測定される出力電位Voutに対して及ぼす影響は抑制される。 Referring to equation (2), when the above-described change in capacitance occurs, the decrease in capacitance C 1a and the increase in C 2a cancel each other in the left side denominator, and the increase in C 1b in the left side numerator. The decrease in C 2b is offset. For this reason, the influence of the acceleration ay in the Y-axis direction on the output potential Vout measured for detecting the acceleration in the Z-axis direction is suppressed.

続いて、本実施の形態の加速度センサの製造方法について説明する。図9〜図13は、本発明の実施の形態1における加速度センサの製造方法の第1〜第5工程を順に示す概略的な断面図であり、その断面位置は図2の断面位置に対応する。   Then, the manufacturing method of the acceleration sensor of this Embodiment is demonstrated. 9 to 13 are schematic cross-sectional views sequentially illustrating first to fifth steps of the method for manufacturing the acceleration sensor according to the first embodiment of the present invention, and the cross-sectional positions thereof correspond to the cross-sectional positions of FIG. .

図9を参照して、シリコンからなる基板1上に、LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition)法により、絶縁膜3が堆積される。絶縁膜3としては、低応力の窒化シリコン膜やシリコン酸化膜などが適している。この絶縁膜3の上に、LPCVD法により、たとえばポリシリコンからなる導電性の膜が堆積される。続いて、この導電性の膜がパターニングされて、検出電極40が形成される。その後、基板1上全体にPSG(Phosphosilicate Glass)膜101が堆積される。 Referring to FIG. 9, an insulating film 3 is deposited on a substrate 1 made of silicon by LPCVD (Low Pressure Chemical Vapor Deposition) method. As the insulating film 3, a low-stress silicon nitride film or silicon oxide film is suitable. A conductive film made of, for example, polysilicon is deposited on the insulating film 3 by LPCVD. Subsequently, the conductive film is patterned to form the detection electrode 40. Thereafter, a PSG (Phosphosilicate Glass) film 101 is deposited on the entire substrate 1.

主に図10を参照して、アンカー91、92(図2)が形成される部分のPSG膜10
1が選択的に除去される。
Referring mainly to FIG. 10, a portion of PSG film 10 where anchors 91 and 92 (FIG. 2) are formed is formed.
1 is selectively removed.

図11を参照して、基板1上全体に、ポリシリコン膜102が堆積される。続いてその表面にCMP(Chemical Mechanical Polishing)処理が施される。   Referring to FIG. 11, a polysilicon film 102 is deposited on the entire substrate 1. Subsequently, a CMP (Chemical Mechanical Polishing) process is performed on the surface.

図12を参照して、上記CMP処理により、ポリシリコン膜102の表面が平坦化される。   Referring to FIG. 12, the surface of polysilicon film 102 is planarized by the CMP process.

図13を参照して、ポリシリコン膜102のPSG膜101の上面よりも上方の部分に対して、選択的なエッチングが行なわれる。これにより、慣性質量体2と、第1および第2リンク梁31、32と、第1および第2検出フレーム21、22と、第1および第2ねじれ梁11、12と、アンカー91、92とが一括形成される。その後、PSG膜101がエッチングにより除去され、図2に示される本実施の形態の加速度センサが得られる。   Referring to FIG. 13, selective etching is performed on a portion of polysilicon film 102 above the upper surface of PSG film 101. As a result, the inertial mass body 2, the first and second link beams 31, 32, the first and second detection frames 21, 22, the first and second torsion beams 11, 12, and the anchors 91, 92 are obtained. Are collectively formed. Thereafter, the PSG film 101 is removed by etching, and the acceleration sensor of the present embodiment shown in FIG. 2 is obtained.

本実施の形態によれば、図1に示すように、加速度センサはオフセットe1とe2とが逆向きとなる平面レイアウトを有する。このため、図5に示すように加速度センサに角加速度aωが加わった場合、図4に示す電気回路において、コンデンサC1aとC2aとの間およびコンデンサC1bとC2bとの間で静電容量変化が相殺される。よって、式(2)に示す値の変動が抑制される。すなわち、角加速度aωが出力電位Voutに及ぼす影響を抑制することができる。よって、出力電位Voutにより加速度azを検出する際に、角加速度aωが原因で検出誤差が生じることを抑制することができる。 According to the present embodiment, as shown in FIG. 1, the acceleration sensor has a planar layout in which the offsets e1 and e2 are opposite to each other. Therefore, when an angular acceleration aω is applied to the acceleration sensor as shown in FIG. 5, in the electric circuit shown in FIG. 4, the capacitance change cancels between the capacitors C1a and C2a and between the capacitors C1b and C2b. Is done. Therefore, fluctuations in the value shown in Equation (2) are suppressed. That is, the influence of the angular acceleration aω on the output potential V out can be suppressed. Therefore, when detecting the acceleration az from the output potential Vout, it is possible to suppress the occurrence of a detection error due to the angular acceleration aω.

また、図7に示すように加速度センサに角速度ωが加わった場合も、上記の角加速度aωが加わった場合と同様の静電容量変化の相殺により、式(2)に示す値の変動が抑制される。すなわち、角速度ωが出力電位Voutに及ぼす影響を抑制することができる。よって、出力電位Voutにより加速度azを検出する際に、角速度ωにより測定結果に誤差が生じることを抑制することができる。 Also, as shown in FIG. 7, even when the angular velocity ω is added to the acceleration sensor, the fluctuation of the value shown in the equation (2) is suppressed by canceling the capacitance change similar to the case where the angular acceleration aω is added. Is done. That is, the influence of the angular velocity ω on the output potential V out can be suppressed. Therefore, when the acceleration az is detected from the output potential Vout, it is possible to suppress an error in the measurement result due to the angular velocity ω.

また、図8に示すように基板1の膜厚方向以外の方向の加速度ayが加わった場合も、上記の角加速度aωや角速度ωが加わった場合と同様の静電容量変化の相殺により、式(2)に示す値の変動が抑制される。すなわち、測定対象とする基板1の厚み方向以外の方向の加速度ayが出力電位Voutに及ぼす影響を抑制することができる。よって、出力電位Voutにより基板の厚み方向の加速度azを検出する際に、他方向の加速度ayにより測定結果に誤差が生じることを抑制することができる。 In addition, when acceleration ay in a direction other than the film thickness direction of the substrate 1 is added as shown in FIG. 8, the capacitance change cancels the same as when the angular acceleration aω and the angular velocity ω are added. The fluctuation of the value shown in (2) is suppressed. That is, the influence of the acceleration ay in a direction other than the thickness direction of the substrate 1 to be measured on the output potential Vout can be suppressed. Therefore, when the acceleration az in the thickness direction of the substrate is detected by the output potential Vout, it is possible to suppress an error in the measurement result due to the acceleration ay in the other direction.

また、図12および図13に示すように、可動部となる慣性質量体2と、第1および第2リンク梁31、32と、第1および第2検出フレーム21、22と、第1および第2ねじれ梁11、12とが、同一材料からなる膜から一括形成される。よって、可動部において異材料の接合部分がないため、異材料の熱膨張係数の差異により生じる歪の発生がない。このため、加速度センサの温度依存性を抑制することができる。   Further, as shown in FIGS. 12 and 13, the inertial mass body 2 serving as a movable part, the first and second link beams 31, 32, the first and second detection frames 21, 22, and the first and first Two torsion beams 11 and 12 are collectively formed from films made of the same material. Therefore, since there is no joint part of different materials in the movable part, there is no occurrence of distortion caused by the difference in thermal expansion coefficient of different materials. For this reason, the temperature dependence of the acceleration sensor can be suppressed.

本実施の形態において好ましくは、図1に示すオフセットe1とe2とは絶対値が等しくされる。また、図1に示す第1および第2ねじれ軸T1、T2が互いに平行とされる。このため、図5の矢印Rに示すように慣性質量体2が傾斜した際に、図6に示すように第1および第2検出フレーム21、22のそれぞれの回転変位量が等しくなる。よって、図4に示すコンデンサC1a、C1b、C2aおよびC2bの静電容量変化の相殺がより精度よく行なわれる。このため、加速度センサの誤差をさらに抑制することができる。   In the present embodiment, preferably, offsets e1 and e2 shown in FIG. 1 have the same absolute value. Further, the first and second torsion axes T1 and T2 shown in FIG. 1 are parallel to each other. Therefore, when the inertial mass body 2 is tilted as shown by the arrow R in FIG. 5, the rotational displacement amounts of the first and second detection frames 21 and 22 are equal as shown in FIG. Therefore, the capacitance changes of the capacitors C1a, C1b, C2a and C2b shown in FIG. 4 are offset more accurately. For this reason, the error of the acceleration sensor can be further suppressed.

(実施の形態2)
図14および図15は、本発明の実施の形態2における加速度センサの構成を概略的に
示す上面図および断面図である。なお図15は図14のXV−XV線に沿う断面図である。
(Embodiment 2)
14 and 15 are a top view and a cross-sectional view schematically showing the configuration of the acceleration sensor according to the second embodiment of the present invention. FIG. 15 is a sectional view taken along line XV-XV in FIG.

図14および図15を参照して、本実施の形態の加速度センサでは、基板1上に慣性質量体2と対向するようにアクチュエーション電極5が形成されている。   Referring to FIGS. 14 and 15, in the acceleration sensor of the present embodiment, actuation electrode 5 is formed on substrate 1 so as to face inertial mass body 2.

なお、本実施の形態のこれ以外の構成は上述した実施の形態1の構成と同様であるため、同一の要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。   In addition, since the structure other than this of this Embodiment is the same as that of the structure of Embodiment 1 mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected about the same element and the description is abbreviate | omitted.

本実施の形態によれば、アクチュエーション電極5と慣性質量体2との間に電圧を印加することにより、図15の矢印に示されるように、慣性質量体2を基板1の方に引っ張る静電気力を発生することができる。すなわち慣性質量体2を基板1の膜厚方向に静電駆動することができる。この静電駆動により、加速度センサに基板1の膜厚方向の加速度azが加わった場合の慣性質量体2の変位と同様の変位を発生させることができる。よって、実際に加速度センサに加速度azを加えずにセンサが故障しているかどうか自己診断する機能を、加速度センサに持たせることができる。   According to the present embodiment, by applying a voltage between the actuation electrode 5 and the inertial mass body 2, the static electricity that pulls the inertial mass body 2 toward the substrate 1 as shown by the arrow in FIG. 15. Can generate power. That is, the inertial mass body 2 can be electrostatically driven in the film thickness direction of the substrate 1. By this electrostatic drive, a displacement similar to the displacement of the inertial mass body 2 when the acceleration sensor is applied with the acceleration az in the film thickness direction of the substrate 1 can be generated. Therefore, the acceleration sensor can be provided with a function of self-diagnosis whether the sensor has failed without actually applying acceleration az to the acceleration sensor.

(実施の形態3)
図16は、本発明の実施の形態3における加速度センサの構成を概略的に示す上面図である。図16を参照して、本実施の形態の加速度センサは、基板1上に設けられたアンカー90と、支持梁4とを有している。
(Embodiment 3)
FIG. 16 is a top view schematically showing a configuration of the acceleration sensor according to the third embodiment of the present invention. Referring to FIG. 16, the acceleration sensor according to the present embodiment has an anchor 90 provided on substrate 1 and support beam 4.

支持梁4の一方端部はアンカー90により基板1上に支持されている。また、支持梁4の他方端部は慣性質量体2を支持している。   One end of the support beam 4 is supported on the substrate 1 by an anchor 90. The other end of the support beam 4 supports the inertial mass body 2.

支持梁4は、第1支持梁4Xと、第2支持梁4Yとを有している。第1支持梁4Xは、Z軸方向に容易に弾性変形でき、かつX軸方向に弾性変形し難い形状を有している。第2支持梁4Yは、Z軸方向に容易に弾性変形でき、かつY軸方向に弾性変形し難い形状を有している。このため支持梁4全体としては、Z軸方向に容易に弾性変形でき、かつXY面内方向には弾性変形し難い構成となっている。   The support beam 4 includes a first support beam 4X and a second support beam 4Y. The first support beam 4X has a shape that can be easily elastically deformed in the Z-axis direction and hardly elastically deformed in the X-axis direction. The second support beam 4Y has a shape that can be easily elastically deformed in the Z-axis direction and hardly elastically deformed in the Y-axis direction. For this reason, the support beam 4 as a whole can be easily elastically deformed in the Z-axis direction and hardly elastically deformed in the XY plane direction.

なお、本実施の形態のこれ以外の構成は上述した実施の形態1の構成と同様であるため、同一の要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。   In addition, since the structure other than this of this Embodiment is the same as that of the structure of Embodiment 1 mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected about the same element and the description is abbreviate | omitted.

本実施の形態によれば、慣性質量体2はXY面内方向に弾性変形し難い支持梁4により基板1上に支持されている。これにより、XY面内方向の加速度(他軸加速度)が加速度センサに加えられた場合の慣性質量体2の変位を抑制することができる。よって、他軸加速度に対する感度(他軸感度)を低減することができる。   According to the present embodiment, the inertial mass body 2 is supported on the substrate 1 by the support beam 4 that is difficult to elastically deform in the XY in-plane direction. Thereby, the displacement of the inertial mass body 2 when acceleration in the XY plane direction (other-axis acceleration) is applied to the acceleration sensor can be suppressed. Therefore, it is possible to reduce the sensitivity to other axis acceleration (other axis sensitivity).

(実施の形態4)
図17は、本発明の実施の形態4における加速度センサの構成を概略的に示す上面図である。本実施の形態の加速度センサは、実施の形態2の加速度センサの構成に加えてさらに、第3および第4ねじれ梁13、14と、第3および第4検出フレーム23、24と、複数の第3および第4検出電極43、44と、第3および第4リンク梁33、34とを有している。
(Embodiment 4)
FIG. 17 is a top view schematically showing a configuration of the acceleration sensor according to the fourth embodiment of the present invention. In addition to the configuration of the acceleration sensor of the second embodiment, the acceleration sensor of the present embodiment further includes third and fourth torsion beams 13 and 14, third and fourth detection frames 23 and 24, and a plurality of first sensors. The third and fourth detection electrodes 43 and 44 and the third and fourth link beams 33 and 34 are provided.

第3ねじれ梁13は、Y軸に沿った第3ねじれ軸T3の周りにねじれることができるように、基板1にアンカー93により支持されている。   The third torsion beam 13 is supported on the substrate 1 by an anchor 93 so that it can be twisted around the third torsion axis T3 along the Y axis.

第3検出フレーム23は、第3ねじれ軸T3を中心に回転可能なように、第3ねじれ梁
13を介して基板1に支持されている。また、第3検出フレーム23は、少なくともその一部が導電性を有している。
The third detection frame 23 is supported by the substrate 1 via the third torsion beam 13 so as to be rotatable about the third torsion axis T3. Further, at least a part of the third detection frame 23 has conductivity.

第4ねじれ梁14は、Y軸に沿った第4ねじれ軸T4の周りにねじれることができるように、基板1にアンカー94により支持されている。   The fourth torsion beam 14 is supported on the substrate 1 by an anchor 94 so that it can be twisted around a fourth torsion axis T4 along the Y axis.

第4検出フレーム24は、第4ねじれ軸T4を中心に回転可能なように、第4ねじれ梁14を介して基板1に支持されている。また、第4検出フレーム24は、少なくともその一部が導電性を有している。   The fourth detection frame 24 is supported on the substrate 1 via the fourth torsion beam 14 so as to be rotatable about the fourth torsion axis T4. Further, at least a part of the fourth detection frame 24 has conductivity.

複数の第3検出電極43は、第3検出フレーム23の基板1に対する角度を検出できるように、第3検出フレーム23と対向する第3検出電極43aおよび43bを有している。また、複数の第4検出電極44は、第4検出フレーム24の基板1に対する角度を検出できるように、第4検出フレーム24と対向する第4検出電極44aおよび44bを有している。   The plurality of third detection electrodes 43 have third detection electrodes 43a and 43b facing the third detection frame 23 so that the angle of the third detection frame 23 with respect to the substrate 1 can be detected. The plurality of fourth detection electrodes 44 include fourth detection electrodes 44a and 44b facing the fourth detection frame 24 so that the angle of the fourth detection frame 24 with respect to the substrate 1 can be detected.

第3リンク梁33は、第3ねじれ軸T3が第3ねじれ軸T3と交差しかつ第3検出フレーム23の一方端部側に向かう方向にオフセットe3だけ平行移動された軸L3上において第3検出フレーム23に繋がっている。すなわち、オフセットe3の絶対値は第3ねじれ軸T3と第3リンク梁33との間の寸法であり、その向きは第3ねじれ軸T3と交差して第3ねじれ軸T3から軸L3へ向かう方向である。   The third link beam 33 has a third detection on an axis L3 that is translated by an offset e3 in a direction in which the third torsion axis T3 intersects the third torsion axis T3 and toward the one end side of the third detection frame 23. It is connected to the frame 23. That is, the absolute value of the offset e3 is a dimension between the third torsion axis T3 and the third link beam 33, and the direction intersects the third torsion axis T3 and is a direction from the third torsion axis T3 toward the axis L3. It is.

第4リンク梁34は、第4ねじれ軸T4が、上記方向と反対方向、すなわちオフセットe3の方向と反対方向のオフセットe4だけ平行にずらされた軸L4上において第4検出フレーム24に繋がっている。すなわち、オフセットe4の絶対値は第4ねじれ軸T4と第4リンク梁34との間の寸法であり、その向きはオフセットe3と反対方向である。   The fourth link beam 34 is connected to the fourth detection frame 24 on the axis L4 in which the fourth torsion axis T4 is shifted in parallel with the direction opposite to the above-described direction, that is, the offset e4 in the direction opposite to the direction of the offset e3. . That is, the absolute value of the offset e4 is a dimension between the fourth torsion axis T4 and the fourth link beam 34, and the direction thereof is opposite to the offset e3.

慣性質量体2は、第3および第4リンク梁33、34のそれぞれにより第3および第4検出フレーム23、24の各々に連結されることにより、基板1上で基板1の厚み方向に変位可能に支持されている。   The inertial mass body 2 can be displaced in the thickness direction of the substrate 1 on the substrate 1 by being connected to each of the third and fourth detection frames 23 and 24 by the third and fourth link beams 33 and 34, respectively. It is supported by.

第3ねじれ梁13、第3検出フレーム23、第3リンク梁33および複数の第3検出電極43は、第1ねじれ梁11、第1検出フレーム21、第1リンク梁31および複数の第1検出電極41と同一の形状であってZ軸周りに90°回転された方位に形成されたものとしてもよい。   The third torsion beam 13, the third detection frame 23, the third link beam 33, and the plurality of third detection electrodes 43 are the first torsion beam 11, the first detection frame 21, the first link beam 31, and the plurality of first detection electrodes. It may be formed in the same shape as the electrode 41 and in an orientation rotated by 90 ° around the Z axis.

また、第4ねじれ梁14、第4検出フレーム24、第4リンク梁34および複数の第4検出電極44は、第2ねじれ梁12、第2検出フレーム22、第2リンク梁32および複数の検出電極42と同一の形状であってZ軸周りに90°回転された方位に形成されたものとしてもよい。   The fourth torsion beam 14, the fourth detection frame 24, the fourth link beam 34, and the plurality of fourth detection electrodes 44 include the second torsion beam 12, the second detection frame 22, the second link beam 32, and the plurality of detections. It may be formed in the same shape as the electrode 42 and in an orientation rotated by 90 ° around the Z axis.

なお、本実施の形態のこれ以外の構成は上述した実施の形態2の構成と同様であるため、同一の要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。   In addition, since the structure other than this of this Embodiment is the same as that of the structure of Embodiment 2 mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected about the same element and the description is abbreviate | omitted.

本実施の形態によれば、図17に示すようにY軸方向(図中縦方向)に沿った第3および第4リンク梁33、34が形成されている。このため、慣性質量体2のY軸方向の変位を抑制することができる。よって、Y軸方向(図中縦方向)の加速度が加わって慣性質量体2がY軸方向に変位することにより生じる測定誤差を抑制することができる。   According to the present embodiment, the third and fourth link beams 33 and 34 are formed along the Y-axis direction (vertical direction in the figure) as shown in FIG. For this reason, the displacement of the inertial mass body 2 in the Y-axis direction can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress measurement errors caused by the acceleration in the Y-axis direction (vertical direction in the figure) being applied and the inertial mass body 2 being displaced in the Y-axis direction.

(実施の形態5)
図18は、本発明の実施の形態5における加速度センサの構成を概略的に示す上面図である。
(Embodiment 5)
FIG. 18 is a top view schematically showing a configuration of the acceleration sensor according to the fifth embodiment of the present invention.

前述した実施の形態2の加速度センサにおいては、加速度センサの外周側に慣性質量体2が配され、第1および第2検出フレーム21、22がその内側に配されている。一方、本実施の形態の加速度センサは、加速度センサの外周側に第1および第2検出フレーム21R、22Rが配され、慣性質量体2Rがその内側に配されている点で実施の形態2の加速度センサと相違している。   In the acceleration sensor of the second embodiment described above, the inertial mass body 2 is disposed on the outer peripheral side of the acceleration sensor, and the first and second detection frames 21 and 22 are disposed on the inner side thereof. On the other hand, the acceleration sensor of the present embodiment is different from that of the second embodiment in that the first and second detection frames 21R and 22R are arranged on the outer peripheral side of the acceleration sensor, and the inertial mass body 2R is arranged on the inner side. It is different from the acceleration sensor.

この配置の相違にともない、本実施の形態の検出電極40Rおよびアクチュエーション電極5Rの配置も実施の形態1と相違している。すなわち、本実施の形態の加速度センサにおいては、基板1の外周側に検出電極40Rが配され、アクチュエーション電極5Rがその内側に配されている。   Along with this difference in arrangement, the arrangement of the detection electrode 40R and the actuation electrode 5R in the present embodiment is also different from that in the first embodiment. That is, in the acceleration sensor of the present embodiment, the detection electrode 40R is disposed on the outer peripheral side of the substrate 1, and the actuation electrode 5R is disposed on the inside thereof.

検出電極40Rは、第1および第2検出フレーム21R、22Rのそれぞれと対向する第1および第2検出電極41R、42Rを有している。第1検出電極41Rは、平面レイアウトとして第1ねじれ軸T1により相互に隔てられている第1検出電極41aRと41bRとを有している。第2検出電極42Rは、平面レイアウトとして第2ねじれ軸T2により相互に隔てられている第2検出電極42aRと42bRとを有している。   The detection electrode 40R includes first and second detection electrodes 41R and 42R facing the first and second detection frames 21R and 22R, respectively. The first detection electrode 41R has first detection electrodes 41aR and 41bR that are separated from each other by a first twist axis T1 as a planar layout. The second detection electrode 42R includes second detection electrodes 42aR and 42bR that are separated from each other by a second torsion axis T2 as a planar layout.

なお、第1および第2検出電極41bR、42bRが基板1の中央側に配置されており、第1および第2検出電極41aR、42aRが基板1の周辺側に配置されている。中央側の第1および第2検出電極41bR、42bRのそれぞれは、慣性質量体2Rの直下の位置を避けて形成されている。その結果、第1および第2検出電極41bR、42bRのそれぞれは、2つの領域に分断されている。また、第1および第2検出電極41aR、42aRの形状は、第1および第2検出電極41bR、42bRと同形状とされている。   The first and second detection electrodes 41bR and 42bR are arranged on the center side of the substrate 1, and the first and second detection electrodes 41aR and 42aR are arranged on the peripheral side of the substrate 1. Each of the first and second detection electrodes 41bR and 42bR on the center side is formed to avoid a position directly below the inertial mass body 2R. As a result, each of the first and second detection electrodes 41bR and 42bR is divided into two regions. The first and second detection electrodes 41aR and 42aR have the same shape as the first and second detection electrodes 41bR and 42bR.

なお、本実施の形態のこれ以外の構成は上述した実施の形態2の構成と同様であるため、同一の要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。   In addition, since the structure other than this of this Embodiment is the same as that of the structure of Embodiment 2 mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected about the same element and the description is abbreviate | omitted.

本実施の形態によれば、検出電極40Rは慣性質量体2Rの外周側に設けられている。このため、検出電極40Rからの配線の引き回しを、慣性質量体2Rの下方を通過させずに容易に行なうことができる。よって、検出電極40Rのための配線と慣性質量体2Rとの寄生容量が形成されることを抑制することができ、より精度の高い加速度azの検出が可能となる。   According to the present embodiment, detection electrode 40R is provided on the outer peripheral side of inertial mass body 2R. For this reason, the wiring from the detection electrode 40R can be easily performed without passing below the inertial mass body 2R. Therefore, it is possible to suppress the formation of a parasitic capacitance between the wiring for the detection electrode 40R and the inertia mass body 2R, and it is possible to detect the acceleration az with higher accuracy.

また、平面レイアウトにおいて、第1検出フレーム21Rと、第2検出フレーム22Rとの間には空隙Sが存在する。このため、アクチュエーション電極5Rのための配線をこの空隙Sの部分に設けることにより、この配線と第1および第2検出フレーム21R、22Rとの間に寄生容量が形成されることを抑制することができる。よって、より精度の高い加速度の検出が可能となる。   Further, in the planar layout, a gap S exists between the first detection frame 21R and the second detection frame 22R. For this reason, by providing a wiring for the actuation electrode 5R in the space S, it is possible to suppress the formation of parasitic capacitance between the wiring and the first and second detection frames 21R and 22R. Can do. Therefore, it is possible to detect acceleration with higher accuracy.

(実施の形態6)
図19は、本発明の実施の形態6における加速度センサの構成を概略的に示す断面図である。図19を参照して、本実施の形態の加速度センサは、上記の実施の形態2の構成に加えてさらに、キャップ6と、第1および第2検出電極41M、42Mと、アンカー90とを有している。
(Embodiment 6)
FIG. 19 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of the acceleration sensor according to the sixth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 19, the acceleration sensor according to the present embodiment has a cap 6, first and second detection electrodes 41M and 42M, and an anchor 90 in addition to the configuration of the second embodiment. doing.

キャップ6は、たとえばガラス製であり、基板1上にアンカー90により支持されている。キャップ6の接合方法としては、陽極接合などの強固な接合が可能な方法が望ましい
。このキャップ6により、基板1上に形成された第1および第2の検出フレーム21、22と、慣性質量体2とが覆われている。
The cap 6 is made of glass, for example, and is supported on the substrate 1 by an anchor 90. As a method for bonding the cap 6, a method capable of strong bonding such as anodic bonding is desirable. The cap 6 covers the first and second detection frames 21 and 22 formed on the substrate 1 and the inertial mass body 2.

好ましくは、キャップ6により、基板1上で、第1および第2の検出フレーム21、22と、慣性質量体2とが密封されている。   Preferably, the cap 6 seals the first and second detection frames 21 and 22 and the inertial mass body 2 on the substrate 1.

第1および第2検出電極41Mおよび42Mのそれぞれは、第1および第2検出フレーム21、22の各々と対向するように、キャップ6の裏面側(基板1と対向する側)に形成されている。第1検出電極41Mは、第1検出電極41aの上方に設けられた第1検出電極41aMと、第1検出電極41bの上方に設けられた第1検出電極41bMとを有している。第2検出電極42Mは、第2検出電極42aの上方に設けられた第2検出電極42aMと、第2検出電極42bの上方に設けられた第2検出電極42bMとを有している。   Each of the first and second detection electrodes 41M and 42M is formed on the back surface side (side facing the substrate 1) of the cap 6 so as to face each of the first and second detection frames 21 and 22. . The first detection electrode 41M includes a first detection electrode 41aM provided above the first detection electrode 41a and a first detection electrode 41bM provided above the first detection electrode 41b. The second detection electrode 42M includes a second detection electrode 42aM provided above the second detection electrode 42a and a second detection electrode 42bM provided above the second detection electrode 42b.

第1検出電極41aMと第1検出フレーム21とが対向することにより、コンデンサC1aMが形成されている。また、第1検出電極41bMと第1検出フレーム21とが対向することにより、コンデンサC1bMが形成されている。また、第2検出電極42aMと第2検出フレーム22とが対向することにより、コンデンサC2aMが形成されている。また、第2検出電極42bMと第2検出フレーム22とが対向することにより、コンデンサC2bMが形成されている。   The first detection electrode 41aM and the first detection frame 21 face each other to form a capacitor C1aM. Further, the first detection electrode 41bM and the first detection frame 21 face each other to form a capacitor C1bM. Further, the second detection electrode 42aM and the second detection frame 22 face each other to form a capacitor C2aM. Further, the second detection electrode 42bM and the second detection frame 22 face each other to form a capacitor C2bM.

上述したコンデンサと、実施の形態1で説明されたコンデンサC1a、C1b、C2aおよびC2bとは、図20の電気回路を構成している。   The capacitors described above and the capacitors C1a, C1b, C2a, and C2b described in the first embodiment constitute the electric circuit of FIG.

なお、本実施の形態のこれ以外の構成は上述した実施の形態2の構成と同様であるため、同一の要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。   In addition, since the structure other than this of this Embodiment is the same as that of the structure of Embodiment 2 mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected about the same element and the description is abbreviate | omitted.

本実施の形態によれば、図19に示すように、キャップ6により、加速度センサの構造体部分(第1および第2検出フレーム21、22と、慣性質量体2との部分)が覆われており、好ましくは密封されている。このため、構造体部分にゴミや水滴などの不純物が侵入することを抑制することができる。よって、加速度センサの耐環境性が向上する。   According to the present embodiment, as shown in FIG. 19, the structure part of the acceleration sensor (the part of the first and second detection frames 21 and 22 and the inertial mass body 2) is covered by the cap 6. And preferably sealed. For this reason, it can suppress that impurities, such as garbage and a water droplet, penetrate | invade into a structure part. Therefore, the environmental resistance of the acceleration sensor is improved.

また、基板1上の第1および第2検出電極41、42だけでなく、キャップ6にも第1および第2検出電極41M、42Mが形成されている。このため、図20に示すように、出力電位Voutの検出端子と接地部分との間、および一定電位Vが加えられる端子と接地部分との間の静電容量を、実施の形態2の場合に比して、ほぼ2倍にすることができる。これにより、加速度センサの検出感度が向上する。 The first and second detection electrodes 41M and 42M are formed not only on the first and second detection electrodes 41 and 42 on the substrate 1 but also on the cap 6. For this reason, as shown in FIG. 20, the electrostatic capacitance between the detection terminal of the output potential Vout and the ground portion, and between the terminal to which the constant potential Vd is applied and the ground portion are set as shown in FIG. Compared to the case, it can be almost doubled. Thereby, the detection sensitivity of the acceleration sensor is improved.

なお、上記各実施の形態の説明においては、たとえばシリコン基板上にポリシリコン膜などを用いて形成される、表面加工型の加速度センサについて説明された。本発明は、これに限定されるものではなく、バルク型の加速度センサであってもよい。   In the description of each of the above embodiments, a surface-processed acceleration sensor formed using, for example, a polysilicon film on a silicon substrate has been described. The present invention is not limited to this, and may be a bulk type acceleration sensor.

バルク型の加速度センサの場合、基板1としてはガラス基板を用いることができる。また、第1〜第4検出電極41、42、43、44として、Cr(クロム)下地の上に形成されたAu(金)薄膜などのメタル薄膜による電極を用いることができる。また、検出フレーム21、22、23、24などを単結晶シリコンで形成することができる。   In the case of a bulk type acceleration sensor, a glass substrate can be used as the substrate 1. Further, as the first to fourth detection electrodes 41, 42, 43, and 44, electrodes made of a metal thin film such as an Au (gold) thin film formed on a Cr (chromium) base can be used. In addition, the detection frames 21, 22, 23, 24, and the like can be formed of single crystal silicon.

(実施の形態7)
上記実施の形態1〜6の説明においては、第1および第2ねじれ梁11、12は理想的なねじれ梁であってねじれ変位以外の変位をしないという近似の下で説明した。厳密に議
論すれば、第1および第2ねじれ梁11、12は、一般には、ねじれ変位に加えてカンチレバー的な変位もする。すなわち、第1ねじれ梁11はアンカー91側を固定点とし第1検出フレーム21側がZ軸方向に変位し、第2ねじれ梁12はアンカー92側を固定点とし第2検出フレーム22側がZ軸方向に変位する。実施の形態7〜9の説明においては、第1および第2ねじれ梁11、12の上記のカンチレバー的な変位も考慮して説明を行なう。
(Embodiment 7)
In the description of the first to sixth embodiments described above, the first and second torsion beams 11 and 12 are ideal torsion beams and have been described under the approximation that they do not perform displacement other than torsional displacement. Strictly speaking, the first and second torsion beams 11 and 12 generally have a cantilever displacement in addition to the torsion displacement. That is, the first torsion beam 11 is displaced in the Z-axis direction on the first detection frame 21 side with the anchor 91 side as a fixed point, and the second torsion beam 12 is displaced on the anchor 92 side in the Z-axis direction. It is displaced to. In the description of the seventh to ninth embodiments, the above-described cantilever displacement of the first and second torsion beams 11 and 12 will be described.

図21は、本発明の実施の形態7における加速度センサの構成を概略的に示す上面図である。図22は、本発明の実施の形態7における加速度センサに対して基板の膜厚方向に沿って上方向に加速度が加えられた際の様子を概略的に示す部分断面図である。なお、図22の断面位置は図21のXXII−XXII線に沿う位置である。また図22においては図を見易くするためにアンカーは図示されていない。また図22における第2ねじれ軸T2のZ軸方向の位置は、第2ねじれ梁12の上記のカンチレバー的な変位に対応している。   FIG. 21 is a top view schematically showing a configuration of the acceleration sensor according to the seventh embodiment of the present invention. FIG. 22 is a partial cross-sectional view schematically showing a state in which acceleration is applied upward along the film thickness direction of the substrate with respect to the acceleration sensor according to the seventh embodiment of the present invention. 22 is a position along the line XXII-XXII in FIG. Further, in FIG. 22, the anchor is not shown for easy understanding of the drawing. Further, the position of the second torsion axis T2 in the Z-axis direction in FIG. 22 corresponds to the above-mentioned cantilever displacement of the second torsion beam 12.

図21および図22を参照して、加速度azの変化に応じて第1ねじれ梁11が上記のようにカンチレバー的な変位をする結果、第1検出フレーム21の回転の軸である第1回転軸CR1は第1ねじれ軸T1からずれて位置している。同様の理由により、第2検出フレーム22の回転の軸である第2回転軸CR2は第2ねじれ軸T2からずれて位置している。   Referring to FIGS. 21 and 22, as a result of the first torsion beam 11 being cantilever-displaced as described above in accordance with the change in acceleration az, the first rotation axis that is the axis of rotation of the first detection frame 21 is obtained. CR1 is displaced from the first torsion axis T1. For the same reason, the second rotation axis CR2, which is the rotation axis of the second detection frame 22, is shifted from the second torsion axis T2.

第1検出電極41aおよび41bは、第1回転軸CR1に対して平面視(図21と同様の方向の平面視)において互いに対称に設けられている。第2検出電極42aおよび42bは、第2回転軸CR2に対して平面視において互いに対称に設けられている。この対称性により、図23に示すように、出力電位Voutの出力変化ΔVoutに関して、加速度azが正の領域での出力変化ΔVoutのグラフと、加速度azが負の領域での出力変化ΔVoutのグラフとの間の対称性が良くなる。 The first detection electrodes 41a and 41b are provided symmetrically with each other in plan view (plan view in the same direction as FIG. 21) with respect to the first rotation axis CR1. The second detection electrodes 42a and 42b are provided symmetrically with each other in plan view with respect to the second rotation axis CR2. Due to this symmetry, as shown in FIG. 23, regarding the output change ΔV out of the output potential V out , the graph of the output change ΔV out in the region where the acceleration az is positive and the output change ΔV out in the region where the acceleration az is negative. Symmetry between out graphs is improved.

なお、本実施の形態のこれ以外の構成は上述した実施の形態1の構成と同様であるため、同一の要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。   In addition, since the structure other than this of this Embodiment is the same as that of the structure of Embodiment 1 mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected about the same element and the description is abbreviate | omitted.

次に本実施の形態の比較例における加速度センサの構成について説明する。図24は、本発明の実施の形態7の比較例における加速度センサの構成を概略的に示す上面図である。図25は、本発明の実施の形態7の比較例における加速度センサに対して基板の膜厚方向に沿って上方向に加速度が加えられた際の様子を概略的に示す部分断面図である。なお、図25の断面位置は図24のXXV−XXV線に沿う位置である。また図25においては図を見易くするためにアンカーは図示されていない。また図25における第2ねじれ軸T2のZ軸方向の位置は、第2ねじれ梁12の上記のカンチレバー的な変位に対応している。   Next, the configuration of the acceleration sensor in the comparative example of the present embodiment will be described. FIG. 24 is a top view schematically showing a configuration of the acceleration sensor in the comparative example of the seventh embodiment of the present invention. FIG. 25 is a partial cross-sectional view schematically showing a state when acceleration is applied upward along the film thickness direction of the substrate with respect to the acceleration sensor in the comparative example of the seventh embodiment of the present invention. The cross-sectional position in FIG. 25 is a position along the line XXV-XXV in FIG. In FIG. 25, the anchor is not shown in order to make the drawing easy to see. Further, the position in the Z-axis direction of the second torsion axis T2 in FIG. 25 corresponds to the above-described cantilever displacement of the second torsion beam 12.

図24および図25を参照して、本比較例の第1検出電極41aおよび41bは、第1ねじれ軸T1に対して平面視(図24と同様の方向の平面視)において互いに対称に設けられている。第2検出電極42aおよび42bは、第2ねじれ軸T2に対して平面視において互いに対称に設けられている。ここで第2ねじれ軸T2と第2回転軸CR2とは位置がずれている。よって第2検出電極42aおよび42bは、第2回転軸CR2に対して平面視において互いに非対称となる。同様にして、第1検出電極41aおよび41bは、第1回転軸CR1に対して平面視において互いに非対称となる。この非対称性により、図26に示すように、出力電位Voutの出力変化ΔVoutに関して、加速度azが正の領域での出力変化ΔVoutのグラフと、加速度azが負の領域での出力変化ΔVoutのグラフとの間の対称性が悪くなる。 24 and 25, the first detection electrodes 41a and 41b of the present comparative example are provided symmetrically with each other in plan view (plan view in the same direction as FIG. 24) with respect to the first twist axis T1. ing. The second detection electrodes 42a and 42b are provided symmetrically with each other in plan view with respect to the second torsion axis T2. Here, the position of the second torsion axis T2 and the second rotation axis CR2 is shifted. Therefore, the second detection electrodes 42a and 42b are asymmetric with each other in plan view with respect to the second rotation axis CR2. Similarly, the first detection electrodes 41a and 41b are asymmetric with each other in plan view with respect to the first rotation axis CR1. Due to this asymmetry, as shown in FIG. 26, regarding the output change ΔV out of the output potential V out , the graph of the output change ΔV out in the region where the acceleration az is positive and the output change ΔV out in the region where the acceleration az is negative. Symmetry with the out graph is worse.

本実施の形態によれば、図21および図22に示すように第1および第2検出電極41、42のそれぞれが第1および第2回転軸CR1、CR2の各々に対して平面視において対称に設けられているので、図23に示すように加速度の正の領域と負の領域とで対称性のよい出力変化ΔVoutが得られる。 According to the present embodiment, as shown in FIGS. 21 and 22, each of the first and second detection electrodes 41 and 42 is symmetrical in plan view with respect to each of the first and second rotation axes CR1 and CR2. Since it is provided, as shown in FIG. 23, an output change ΔV out having a good symmetry between the positive acceleration region and the negative acceleration region can be obtained.

(実施の形態8)
上記実施の形態7の説明においては、第1および第2回転軸CR1、CR2は一定の位置にあるという近似の下で説明した。厳密に議論すれば、第1および第2回転軸CR1、CR2の位置は加速度に関して周波数依存性を有している。本実施の形態の説明においてはこの周波数依存性も考慮して説明を行なう。
(Embodiment 8)
In the description of the seventh embodiment, the description has been given under the approximation that the first and second rotation axes CR1 and CR2 are at fixed positions. Strictly speaking, the positions of the first and second rotation axes CR1 and CR2 have a frequency dependency with respect to acceleration. In the description of the present embodiment, the description will be made in consideration of this frequency dependency.

図27は、本発明の実施の形態8における加速度センサの構成を概略的に示す上面図である。図28は、本発明の実施の形態8における加速度センサに対して基板の膜厚方向に沿って上方向に加速度が加えられた際の様子を概略的に示す部分断面図である。なお、図28の断面位置は図27のXXVIII−XXVIII線に沿う位置である。また図28においては図を見易くするためにアンカーは図示されていない。また図28における第2ねじれ軸T2のZ軸方向の位置は、第2ねじれ梁12の上記のカンチレバー的な変位に対応している。   FIG. 27 is a top view schematically showing a configuration of the acceleration sensor according to the eighth embodiment of the present invention. FIG. 28 is a partial cross-sectional view schematically showing a state in which acceleration is applied upward along the film thickness direction of the substrate with respect to the acceleration sensor according to the eighth embodiment of the present invention. 28 is a position along the line XXVIII-XXVIII in FIG. In FIG. 28, the anchor is not shown in order to make the drawing easy to see. Further, the position of the second torsion axis T2 in the Z-axis direction in FIG. 28 corresponds to the above-mentioned cantilever displacement of the second torsion beam 12.

図27および図28を参照して、本実施の形態の加速度センサの第1検出フレーム21の重心F1は第1回転軸CR1上に位置している。また第2検出フレーム22の重心F2は第2回転軸CR2上に位置している。   Referring to FIGS. 27 and 28, the center of gravity F1 of the first detection frame 21 of the acceleration sensor of the present embodiment is located on the first rotation axis CR1. The center of gravity F2 of the second detection frame 22 is located on the second rotation axis CR2.

なお、本実施の形態のこれ以外の構成は上述した実施の形態7の構成と同様であるため、同一の要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。   In addition, since the structure other than this of this Embodiment is the same as that of the structure of Embodiment 7 mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected about the same element and the description is abbreviate | omitted.

本実施の形態によれば、第1および第2検出フレーム21、22のそれぞれの重心が、第1および第2回転軸CR1、CR2の各々の上に位置している。これにより第1および第2回転軸CR1、CR2の位置の周波数依存性を抑制することができる。よって本実施の形態の加速度センサは広い周波数範囲に渡って実施の形態7で説明した効果を安定的に有することができる。   According to the present embodiment, the center of gravity of each of the first and second detection frames 21 and 22 is located on each of the first and second rotation axes CR1 and CR2. Thereby, the frequency dependence of the position of 1st and 2nd rotating shaft CR1, CR2 can be suppressed. Therefore, the acceleration sensor according to the present embodiment can stably have the effects described in the seventh embodiment over a wide frequency range.

(実施の形態9)
図29は、本発明の実施の形態9における加速度センサの構成を概略的に示す上面図である。図30は、本発明の実施の形態9における加速度センサに対して基板の膜厚方向に沿って上方向に加速度が加えられた際の様子を概略的に示す部分断面図である。なお、図30の断面位置は図29のXXX−XXX線に沿う位置である。また図30においては図を見易くするためにアンカーは図示されていない。
(Embodiment 9)
FIG. 29 is a top view schematically showing a configuration of the acceleration sensor according to the ninth embodiment of the present invention. FIG. 30 is a partial cross-sectional view schematically showing a state when acceleration is applied upward along the film thickness direction of the substrate with respect to the acceleration sensor according to the ninth embodiment of the present invention. 30 is a position along the line XXX-XXX in FIG. Further, in FIG. 30, the anchor is not shown for easy understanding of the drawing.

図29および図30を参照して、本実施の形態の加速度センサの第1および第2ねじれ軸T1、T2のそれぞれは、第1および第2回転軸CR1、CR2の各々となっている。   Referring to FIGS. 29 and 30, the first and second torsion axes T1 and T2 of the acceleration sensor of the present embodiment are the first and second rotation axes CR1 and CR2, respectively.

なお、本実施の形態のこれ以外の構成は上述した実施の形態7の構成と同様であるため、同一の要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。   In addition, since the structure other than this of this Embodiment is the same as that of the structure of Embodiment 7 mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected about the same element and the description is abbreviate | omitted.

本実施の形態によれば、第1および第2ねじれ軸T1およびT2のそれぞれに対して平面視において対称となるように第1および第2検出電極41、42の各々を設けることにより、第1および第2検出電極41、42のそれぞれを第1および第2回転軸CR1、CR2の各々に対して平面視において対称に設けることができる。よって、ねじれ軸T1の
平面視における軸を挟んだ両側に大きな面積の第1検出電極41を設けることができ、またねじれ軸T2の平面視における軸を挟んだ両側に大きな面積の第2検出電極42を設けることができる。よってコンデンサC1a、C1b、C2aおよびC2bの静電容量を大きくすることができるので、静電容量の変化の割合を精度良く検出することができる。このため第1および第2検出フレーム21および22の回転角度を精度よく検出できるので、加速度を精度良く測定することができる。
According to the present embodiment, the first and second detection electrodes 41 and 42 are provided so as to be symmetrical in plan view with respect to the first and second torsion axes T1 and T2, respectively. The second detection electrodes 41 and 42 can be provided symmetrically in plan view with respect to the first and second rotation axes CR1 and CR2. Therefore, the first detection electrodes 41 having a large area can be provided on both sides of the axis in the plan view of the torsion axis T1, and the second detection electrodes having a large area on both sides of the axis in the plan view of the torsion axis T2. 42 can be provided. Therefore, the capacitances of the capacitors C1a, C1b, C2a, and C2b can be increased, so that the rate of change in capacitance can be detected with high accuracy. For this reason, since the rotation angles of the first and second detection frames 21 and 22 can be detected with high accuracy, the acceleration can be measured with high accuracy.

なお、図21(実施の形態7)に示す構成では、本実施の形態と異なり第1および第2ねじれ軸T1、T2のそれぞれが第1および第2回転軸CR1、CR2の各々とずれている。この場合、実施の形態7で説明した対称性を維持するためには、第1および第2ねじれ軸T1、T2のそれぞれの第1および第2回転軸CR1、CR2の各々の側の領域NE(図21)に検出電極40を配置することができない。このため本実施の形態に比して、コンデンサC1a、C1b、C2aおよびC2bの静電容量を大きくすることが困難である。   In the configuration shown in FIG. 21 (Embodiment 7), unlike the present embodiment, the first and second torsion shafts T1 and T2 are offset from the first and second rotation shafts CR1 and CR2, respectively. . In this case, in order to maintain the symmetry described in the seventh embodiment, the regions NE (1) on the respective sides of the first and second rotation axes CR1 and CR2 of the first and second torsion axes T1 and T2 ( The detection electrode 40 cannot be arranged in FIG. Therefore, it is difficult to increase the capacitances of the capacitors C1a, C1b, C2a, and C2b as compared with the present embodiment.

今回開示された各実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。   Each embodiment disclosed this time must be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明は、静電容量型の加速度センサに特に有利に適用され得る。   The present invention can be applied particularly advantageously to a capacitive acceleration sensor.

本発明の実施の形態1における加速度センサの構成を概略的に示す上面図である。It is a top view which shows roughly the structure of the acceleration sensor in Embodiment 1 of this invention. 図1のII−II線に沿う概略的な断面図である。It is a schematic sectional drawing which follows the II-II line of FIG. 本発明の実施の形態1における加速度センサに対して基板の膜厚方向に沿って上方向に加速度が加えられた際の様子を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly a mode when the acceleration is applied to the acceleration sensor in Embodiment 1 of this invention upward along the film thickness direction of a board | substrate. 本発明の実施の形態1における加速度センサの第1および第2検出フレームと、検出電極とにより形成されるコンデンサの電気的接続を説明する回路図である。It is a circuit diagram explaining the electrical connection of the capacitor | condenser formed by the 1st and 2nd detection frame of the acceleration sensor in Embodiment 1 of this invention, and a detection electrode. 本発明の実施の形態1における加速度センサの慣性質量体の重心にX軸周りの負の角加速度が加えられた状態を概略的に示す断面図であり、断面位置は図2と同一である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a state in which negative angular acceleration around the X axis is applied to the center of gravity of the inertial mass body of the acceleration sensor according to Embodiment 1 of the present invention, and the cross-sectional position is the same as FIG. 2. 本発明の実施の形態1における加速度センサ対して、慣性質量体の重心においてX軸周りの負の角加速度が加えられた状態を概略的に示す断面図であり、断面位置は図2と同一である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a state in which negative angular acceleration around the X axis is applied to the acceleration sensor in the first embodiment of the present invention at the center of gravity of the inertial mass body, and the cross-sectional position is the same as FIG. 2. is there. 本発明の実施の形態1における慣性質量体の重心にZ軸方向の正の成分とY軸方向の負の成分とを有する角速度が加えられた状態を示す。The state where the angular velocity which has the positive component of a Z-axis direction and the negative component of a Y-axis direction was added to the gravity center of the inertial mass body in Embodiment 1 of this invention is shown. 本発明の実施の形態1における加速度センサ対して慣性質量体の重心においてZ軸方向の正の成分とY軸方向の負の成分とを有する角速度が加えられた状態を概略的に示す断面図であり、断面位置は図2と同一である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a state in which an angular velocity having a positive component in the Z-axis direction and a negative component in the Y-axis direction is applied to the acceleration sensor in the first embodiment of the present invention at the center of gravity of the inertial mass body. The cross-sectional position is the same as in FIG. 本発明の実施の形態1における加速度センサの製造方法の第1工程を示す概略的な断面図であり、その断面位置は図2の断面位置に対応する。It is a schematic sectional drawing which shows the 1st process of the manufacturing method of the acceleration sensor in Embodiment 1 of this invention, The cross-sectional position respond | corresponds to the cross-sectional position of FIG. 本発明の実施の形態1における加速度センサの製造方法の第2工程を示す概略的な断面図であり、その断面位置は図2の断面位置に対応する。It is a schematic sectional drawing which shows the 2nd process of the manufacturing method of the acceleration sensor in Embodiment 1 of this invention, The cross-sectional position respond | corresponds to the cross-sectional position of FIG. 本発明の実施の形態1における加速度センサの製造方法の第3工程を示す概略的な断面図であり、その断面位置は図2の断面位置に対応する。It is a schematic sectional drawing which shows the 3rd process of the manufacturing method of the acceleration sensor in Embodiment 1 of this invention, The cross-sectional position respond | corresponds to the cross-sectional position of FIG. 本発明の実施の形態1における加速度センサの製造方法の第4工程を示す概略的な断面図であり、その断面位置は図2の断面位置に対応する。It is a schematic sectional drawing which shows the 4th process of the manufacturing method of the acceleration sensor in Embodiment 1 of this invention, The cross-sectional position respond | corresponds to the cross-sectional position of FIG. 本発明の実施の形態1における加速度センサの製造方法の第5工程を示す概略的な断面図であり、その断面位置は図2の断面位置に対応する。It is a schematic sectional drawing which shows the 5th process of the manufacturing method of the acceleration sensor in Embodiment 1 of this invention, The cross-sectional position respond | corresponds to the cross-sectional position of FIG. 本発明の実施の形態2における加速度センサの構成を概略的に示す上面図である。It is a top view which shows roughly the structure of the acceleration sensor in Embodiment 2 of this invention. 図14のXV−XV線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the XV-XV line | wire of FIG. 本発明の実施の形態3における加速度センサの構成を概略的に示す上面図である。It is a top view which shows roughly the structure of the acceleration sensor in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4における加速度センサの構成を概略的に示す上面図である。It is a top view which shows roughly the structure of the acceleration sensor in Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態5における加速度センサの構成を概略的に示す上面図である。It is a top view which shows roughly the structure of the acceleration sensor in Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態6における加速度センサの構成を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the structure of the acceleration sensor in Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施の形態6における加速度センサの第1および第2検出フレームと、検出電極とにより形成されるコンデンサの電気的接続を説明する回路図である。It is a circuit diagram explaining the electrical connection of the capacitor | condenser formed by the 1st and 2nd detection frame of the acceleration sensor in Embodiment 6 of this invention, and a detection electrode. 本発明の実施の形態7における加速度センサの構成を概略的に示す上面図である。It is a top view which shows roughly the structure of the acceleration sensor in Embodiment 7 of this invention. 本発明の実施の形態7における加速度センサに対して基板の膜厚方向に沿って上方向に加速度が加えられた際の様子を概略的に示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows roughly a mode when an acceleration is added to the upward direction along the film thickness direction of a board | substrate with respect to the acceleration sensor in Embodiment 7 of this invention. 本発明の実施の実施の形態7における加速度センサの加速度と出力電位との関係を模式的に示すグラフである。It is a graph which shows typically the relationship between the acceleration of the acceleration sensor in Embodiment 7 of this invention, and output potential. 本発明の実施の形態7の比較例における加速度センサの構成を概略的に示す上面図である。It is a top view which shows roughly the structure of the acceleration sensor in the comparative example of Embodiment 7 of this invention. 本発明の実施の形態7の比較例における加速度センサに対して基板の膜厚方向に沿って上方向に加速度が加えられた際の様子を概略的に示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows roughly a mode at the time of an acceleration being applied along the film thickness direction of a board | substrate with respect to the acceleration sensor in the comparative example of Embodiment 7 of this invention. 本発明の実施の形態7の比較例における加速度センサの加速度と出力電位との関係を模式的に示すグラフである。It is a graph which shows typically the relationship between the acceleration of the acceleration sensor and output potential in the comparative example of Embodiment 7 of this invention. 本発明の実施の形態8における加速度センサの構成を概略的に示す上面図である。It is a top view which shows roughly the structure of the acceleration sensor in Embodiment 8 of this invention. 本発明の実施の形態8における加速度センサに対して基板の膜厚方向に沿って上方向に加速度が加えられた際の様子を概略的に示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows roughly a mode when the acceleration is applied upward along the film thickness direction of a board | substrate with respect to the acceleration sensor in Embodiment 8 of this invention. 本発明の実施の形態9における加速度センサの構成を概略的に示す上面図である。It is a top view which shows roughly the structure of the acceleration sensor in Embodiment 9 of this invention. 本発明の実施の形態9における加速度センサに対して基板の膜厚方向に沿って上方向に加速度が加えられた際の様子を概略的に示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows roughly a mode when the acceleration is applied upward along the film thickness direction of a board | substrate with respect to the acceleration sensor in Embodiment 9 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 基板、2 慣性質量体、11 第1ねじれ梁、12 第2ねじれ梁、21 第1検出フレーム、22 第2検出フレーム、31 第1リンク梁、32 第2リンク梁、40
検出電極、41,41a,41b 第1検出電極、42,42a,42b 第2検出電極、43,43a,43b 第3検出電極、44,44a,44b 第4検出電極、91,92,93,94 アンカー。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Board | substrate, 2 Inertial mass body, 11 1st torsion beam, 12 2nd torsion beam, 21 1st detection frame, 22 2nd detection frame, 31 1st link beam, 32 2nd link beam, 40
Detection electrode, 41, 41a, 41b First detection electrode, 42, 42a, 42b Second detection electrode, 43, 43a, 43b Third detection electrode, 44, 44a, 44b Fourth detection electrode, 91, 92, 93, 94 anchor.

Claims (9)

基板と、
前記基板に支持された第1ねじれ軸の周りにねじれる第1ねじれ梁と、
前記第1ねじれ軸を中心に回転可能なように、前記第1ねじれ梁を介して前記基板に支持された第1検出フレームと、
前記基板に支持された第2ねじれ軸の周りにねじれる第2ねじれ梁と、
前記第2ねじれ軸を中心に回転可能なように、前記第2ねじれ梁を介して前記基板に支持された第2検出フレームと、
前記第1および第2検出フレームのそれぞれと対向するように前記基板上に形成され、前記基板に対する前記第1および第2検出フレームの角度を静電容量により検出するための複数の検出電極と、
前記第1ねじれ軸を前記第1ねじれ軸と交差する方向であってかつ前記第1検出フレームの一方端部側に向かう方向に移動した軸上において前記第1検出フレームに繋がる第1リンク梁と、
前記第2ねじれ軸を前記方向と反対方向にずらした軸上において前記第2検出フレームに繋がる第2リンク梁と、
前記第1および第2リンク梁のそれぞれにより前記第1および第2検出フレームの各々に連結されることにより、前記基板上で前記基板の厚み方向に変位可能に支持された慣性質量体とを備えた、加速度センサ。
A substrate,
A first torsion beam that twists about a first torsion axis supported by the substrate;
A first detection frame supported on the substrate via the first torsion beam so as to be rotatable about the first torsion axis;
A second torsion beam that twists about a second torsion axis supported by the substrate;
A second detection frame supported by the substrate via the second torsion beam so as to be rotatable about the second torsion axis;
A plurality of detection electrodes formed on the substrate so as to face each of the first and second detection frames, and detecting an angle of the first and second detection frames with respect to the substrate by capacitance;
A first link beam connected to the first detection frame on an axis moved in a direction intersecting the first torsion axis and in a direction toward one end of the first detection frame; ,
A second link beam connected to the second detection frame on an axis shifted in the direction opposite to the second twist axis;
An inertial mass body connected to each of the first and second detection frames by each of the first and second link beams and supported on the substrate so as to be displaceable in the thickness direction of the substrate. Acceleration sensor.
前記第1ねじれ軸と前記第1リンク梁との間の寸法と、前記第2ねじれ軸と前記第2リンク梁との間隔寸法とが等しい、請求項1に記載の加速度センサ。   2. The acceleration sensor according to claim 1, wherein a dimension between the first torsion axis and the first link beam and a distance dimension between the second torsion axis and the second link beam are equal. 前記第1および第2ねじれ軸が互いに平行である、請求項1または2に記載の加速度センサ。   The acceleration sensor according to claim 1 or 2, wherein the first and second torsion axes are parallel to each other. 前記慣性質量体を前記基板の厚み方向に弾性変位可能なように前記基板に支持するための支持梁をさらに備えた、請求項1〜3のいずれかに記載の加速度センサ。   The acceleration sensor according to claim 1, further comprising a support beam for supporting the inertial mass body on the substrate so that the inertial mass body can be elastically displaced in a thickness direction of the substrate. 前記第1および第2検出フレームを覆うキャップをさらに備えた、請求項1〜4のいずれかに記載の加速度センサ。   The acceleration sensor according to claim 1, further comprising a cap that covers the first and second detection frames. 前記慣性質量体が導電部分を有し、前記導電部分の下方の前記基板上に、前記慣性質量体を前記基板の厚み方向に静電駆動するための電極をさらに備えた、請求項1〜5のいずれかに記載の加速度センサ。   The inertial mass body has a conductive portion, and further includes an electrode for electrostatically driving the inertial mass body in a thickness direction of the substrate on the substrate below the conductive portion. The acceleration sensor in any one of. 前記複数の検出電極は、
前記第1検出フレームと対向するように前記基板上に形成され、前記基板に対する前記第1検出フレームの角度を静電容量により検出するための複数の第1検出電極と、
前記第2検出フレームと対向するように前記基板上に形成され、前記基板に対する前記第2検出フレームの角度を静電容量により検出するための複数の第2検出電極とを有し、
前記複数の第1検出電極は前記第1検出フレームの回転の軸に対して平面視において対称に設けられており、前記複数の第2検出電極は前記第2検出フレームの回転の軸に対して平面視において対称に設けられている、請求項1〜6のいずれかに記載の加速度センサ。
The plurality of detection electrodes are:
A plurality of first detection electrodes formed on the substrate so as to face the first detection frame and detecting an angle of the first detection frame with respect to the substrate by a capacitance;
A plurality of second detection electrodes formed on the substrate so as to face the second detection frame and for detecting an angle of the second detection frame with respect to the substrate by a capacitance;
The plurality of first detection electrodes are provided symmetrically in plan view with respect to the rotation axis of the first detection frame, and the plurality of second detection electrodes are arranged with respect to the rotation axis of the second detection frame. The acceleration sensor according to claim 1, which is provided symmetrically in a plan view.
前記第1および第2検出フレームのそれぞれの重心が前記第1および第2検出フレームの各々の回転の軸上に位置する、請求項7に記載の加速度センサ。   The acceleration sensor according to claim 7, wherein the center of gravity of each of the first and second detection frames is located on the axis of rotation of each of the first and second detection frames. 前記第1ねじれ軸および前記第2ねじれ軸のそれぞれが、前記第1検出フレームの回転
の軸および前記第2検出フレームの回転の軸の各々である、請求項7に記載の加速度センサ。
The acceleration sensor according to claim 7, wherein each of the first torsion axis and the second torsion axis is a rotation axis of the first detection frame and a rotation axis of the second detection frame, respectively.
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