JP5505193B2 - Compound sensor, sensor unit - Google Patents

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Description

本発明は、複数のセンサ部を備え、例えば鉄道車両や自動車等の車両に好適に用いられる複合センサ、及び複合センサを備えたセンサユニットに関するものである。   The present invention relates to a composite sensor that includes a plurality of sensor units, and is preferably used for vehicles such as railway vehicles and automobiles, and a sensor unit that includes the composite sensor.

従来より、鉄道車両や自動車等の各種車両には、安全性及びメンテナンス性向上を図るべく、異常振動を検知可能な振動センサ部や、異常温度を検知可能な温度センサ部、或いは感磁性素子で構成した速度センサ部等、各種センサ部が搭載されている。そして、これら各種センサ部をユニット化して共通のケース内に設ける態様が知られている(特許文献1、2参照)。   Conventionally, various types of vehicles such as railway vehicles and automobiles have been provided with a vibration sensor unit capable of detecting abnormal vibration, a temperature sensor unit capable of detecting abnormal temperature, or a magnetic sensor in order to improve safety and maintainability. Various sensor units such as a configured speed sensor unit are mounted. And the mode which these various sensor parts are unitized and provided in a common case is known (refer patent documents 1 and 2).

特開2002−340922号公報JP 2002-340922 A 特開2003−172347号公報JP 2003-172347 A

ところで、特許文献1に記載の複合センサは、各センサ部を共通のケース内に配置して、ケース内を合成樹脂で充填することによって一体化したものである。したがって、ケース内の限られた狭いスペースに各センサをそれぞれ個別に配置しなければならず、極めて作業性が悪く、信頼性を損ねる原因となり得る。   By the way, the composite sensor described in Patent Document 1 is integrated by arranging each sensor unit in a common case and filling the case with a synthetic resin. Therefore, each sensor has to be individually arranged in a limited narrow space in the case, which is extremely poor in workability and may cause deterioration in reliability.

また、特許文献2には、共通の回路基板に各センサを実装したセンサユニットが開示されている。同文献中には明記されていないものの、当業者であれば「回路基板に各センサを実装する」とは、個別に作製して完成品状態にある各センサ(完成された電子部品)を回路基板にそれぞれ実装する、という意味であると捉えるのが通例である。このような態様であれば、当然のことながら各センサをそれぞれ別工程で製作するため、各センサの製作工程において相互に重複する処理があった場合であってもそれぞれ別々に行わなければならず、高コスト化を招来し得る。特に、振動センサと温度センサとの間に接着剤等の介在物があれば、温度誤差が生じやすく、適切な温度測定を行うことができないという問題が生じる。   Patent Document 2 discloses a sensor unit in which each sensor is mounted on a common circuit board. Although not specified in the document, those skilled in the art will refer to “mounting each sensor on a circuit board” as a circuit for each sensor (completed electronic component) that is individually manufactured and in a finished product state. It is customary to consider that each means mounting on a substrate. If it is such an aspect, since each sensor is naturally manufactured in a separate process, even if there is an overlapping process in the manufacturing process of each sensor, it must be performed separately. High cost can be caused. In particular, if there are inclusions such as an adhesive between the vibration sensor and the temperature sensor, a temperature error is likely to occur, and there is a problem that appropriate temperature measurement cannot be performed.

また、当該技術分野では、ケース内における複合センサの更なる省スペース化(コンパクト化)が要求されている。   Further, in this technical field, further space saving (compacting) of the composite sensor in the case is required.

このような諸問題を解決すべく、本発明者らは、少なくとも振動センシング機能、温度センシング機能及び速度センシング機能を発揮し、更なる小型化及び製造コストの削減を実現可能な複合センサを案出するに至った。   In order to solve these problems, the present inventors have devised a composite sensor that can at least perform vibration sensing function, temperature sensing function, and speed sensing function, and realize further miniaturization and reduction of manufacturing cost. It came to do.

すなわち本発明に係る複合センサは、一端部が固定された片持ち梁構造または両端部が固定された両持ち梁構造を有する支持板と、支持板のうち振動可能な振動領域上に、多層状に成膜した下部電極、圧電薄膜及び上部電極を有する振動センサ部と、支持板のうち振動領域以外の領域上に振動センサ部の下部電極と同じ材料で成膜した薄膜によって形成した温度センサ部と、支持板のうち、振動センサ部及び温度センサ部を形成した領域(振動・温度センサ形成領域)以外の領域上に成膜した磁気感受性薄膜及びこの磁気感受性薄膜上に形成した電極を有する速度センサ部とを一体に備えていることを特徴としている。   That is, the composite sensor according to the present invention includes a support plate having a cantilever structure with one end fixed or a both-end support structure with both ends fixed, and a multilayered structure on a vibration region of the support plate that can vibrate. A temperature sensor unit formed by a thin film formed of the same material as the lower electrode of the vibration sensor unit on a region other than the vibration region on the support plate. And a speed having a magnetic sensitive thin film formed on a region of the support plate other than a region (vibration / temperature sensor forming region) where the vibration sensor unit and the temperature sensor unit are formed, and an electrode formed on the magnetic sensitive thin film. It is characterized by having a sensor unit integrally.

ここで、振動センサ部は支持板上に成膜した下部電極、圧電薄膜及び上部電極を有するものであり、支持板とは一体不可分とされるものである。したがって、電子部品として取り扱うことが可能(電子部品として回路基板に実装可能)な振動センサは、支持板と振動センサ部とから構成されたものである。同様に、温度センサ部は、支持板上に成膜した薄膜を有するものであり、支持板とは一体不可分とされるものである。したがって、電子部品として取り扱うことが可能(電子部品として回路基板に実装可能)な温度センサは、支持板と温度センサ部とから構成されたものである。また、速度センサ部は、支持板上に成膜した磁気感受性薄膜及び電極を有するものであり、支持板とは一体不可分とされるものである。したがって、電子部品として取り扱うことが可能(電子部品として回路基板に実装可能)な速度センサは、支持板と速度センサ部とを備えたものである。すなわち、本発明において、「センサ部」とは、それ単体では電子部品を構成するものではなく、「複合センサ」自体が1つの電子部品であると捉えることができる。   Here, the vibration sensor unit has a lower electrode, a piezoelectric thin film and an upper electrode formed on the support plate, and is inseparable from the support plate. Therefore, a vibration sensor that can be handled as an electronic component (can be mounted on a circuit board as an electronic component) is composed of a support plate and a vibration sensor portion. Similarly, the temperature sensor unit has a thin film formed on a support plate, and is inseparable from the support plate. Therefore, a temperature sensor that can be handled as an electronic component (can be mounted on a circuit board as an electronic component) is composed of a support plate and a temperature sensor unit. The speed sensor unit includes a magnetically sensitive thin film and an electrode formed on the support plate, and is inseparable from the support plate. Therefore, a speed sensor that can be handled as an electronic component (can be mounted on a circuit board as an electronic component) includes a support plate and a speed sensor unit. That is, in the present invention, the “sensor unit” alone does not constitute an electronic component, but the “composite sensor” itself can be regarded as one electronic component.

このように、本発明の複合センサは、振動センサ部を形成した支持板上に、振動センサ部の下部電極と同じ材料で成膜した薄膜からなる温度センサ部を形成し、さらに共通の支持板上に成膜した磁気感受性薄膜を有する速度センサ部を形成するという技術的思想、すなわち、振動センサ(振動センサ部と支持板とを備えたもの)の一部を利用して温度センサ(温度センサ部と支持板とを備えたもの)を形成し、さらに振動センサ部や温度センサ部を形成した共通の支持板に速度センサ部をも形成するという斬新な技術的思想を採用することにより、複合センサ全体のコンパクト化、省スペース化を実現することができるものである。しかも、本発明の複合センサでは、振動センサを構成する支持板のうち振動センサによる振動センシング機能には直接寄与することのない領域(振動領域以外の領域、固定領域)上に温度センサ部や速度センサ部を形成しているため、例えば回路基板上における複数の電子部品の実装密度を高めることによってコンパクト化を図る態様と比較して、効率良く容易にコンパクト化を実現できる。特に、磁気感受性薄膜(磁気感受性物質の薄膜)及び電極を備えた速度センサ部とすることで、これら磁気感受性薄膜及び電極を主体としてなるホール素子で速度センサ部を構成することが可能になる。ホール素子は小型化及び検出精度の高度化を図ることができる点で有利である。   As described above, the composite sensor of the present invention forms a temperature sensor unit made of a thin film formed of the same material as the lower electrode of the vibration sensor unit on the support plate on which the vibration sensor unit is formed, and further uses a common support plate. A temperature sensor (temperature sensor) utilizing a technical idea of forming a speed sensor unit having a magnetically sensitive thin film formed thereon, that is, a part of a vibration sensor (including a vibration sensor unit and a support plate) And a speed sensor unit on a common support plate on which a vibration sensor unit and a temperature sensor unit are formed. The entire sensor can be made compact and space-saving. In addition, in the composite sensor of the present invention, the temperature sensor unit and the speed on the region (region other than the vibration region, fixed region) that does not directly contribute to the vibration sensing function of the vibration sensor on the support plate constituting the vibration sensor. Since the sensor part is formed, for example, it is possible to efficiently and easily realize the downsizing as compared with the aspect of downsizing by increasing the mounting density of a plurality of electronic components on the circuit board. In particular, a speed sensor unit including a magnetic sensitive thin film (a thin film of a magnetic sensitive substance) and an electrode makes it possible to configure the speed sensor unit with a Hall element mainly composed of the magnetic sensitive thin film and the electrode. The Hall element is advantageous in that it can be downsized and the detection accuracy can be enhanced.

さらに、本発明の複合センサは、支持板上における振動センサ部、温度センサ部及び速度センサ部の相対位置を製造段階で固定することが可能な構成を採用しているため、ケース内に各センサ(電子部品である振動センサ、温度センサ、速度センサ)をそれぞれ個別に配置する態様であれば生じ得る不具合、つまり、作業性が極めて悪く、信頼性を損ね得るという不具合を解消することができる。そして、このような全体として一つの電子部品を構成する本発明の複合センサは、所定の取付対象部にそれぞれ個別のセンシングデバイスを組み付ける態様と比較して、単一のデバイス(本発明の複合センサ)を所定の取付対象部に組み付けるだけでよいため、組立容易性も実現できる。   Furthermore, the composite sensor of the present invention employs a configuration that can fix the relative positions of the vibration sensor unit, the temperature sensor unit, and the speed sensor unit on the support plate at the manufacturing stage. It is possible to eliminate problems that may occur if the electronic components (vibration sensor, temperature sensor, and speed sensor) are individually arranged, that is, workability is extremely poor and reliability may be impaired. In addition, the composite sensor of the present invention that constitutes one electronic component as a whole has a single device (composite sensor of the present invention) as compared to a mode in which individual sensing devices are assembled to predetermined attachment target portions. ) Need only be assembled to a predetermined mounting target portion, and therefore, the ease of assembly can also be realized.

また、本発明の複合センサでは、共通の支持板上に同じ材料を用いて振動センサ部の下部電極と温度センサ部の薄膜を形成しているため、この成膜処理を同一工程で同時に行うことができ、製造工程の簡素化、ひいては製造コストの削減を図ることができる。加えて、本発明の複合センサであれば、振動センサ部と温度センサ部との間に接着剤等の介在物を配置する必要がないため、振動センサ部と温度センサ部との間に接着剤等の介在物があれば生じる不具合、つまり、温度誤差が生じやすく、適切な温度測定を行うことができないという不具合の発生を防止することができる。   In the composite sensor according to the present invention, since the lower electrode of the vibration sensor unit and the thin film of the temperature sensor unit are formed on the common support plate using the same material, this film forming process can be performed simultaneously in the same process. Thus, the manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced. In addition, with the composite sensor of the present invention, there is no need to dispose an inclusion such as an adhesive between the vibration sensor unit and the temperature sensor unit, so the adhesive agent is provided between the vibration sensor unit and the temperature sensor unit. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of a malfunction that occurs when there are inclusions such as, that is, a temperature error is likely to occur and an appropriate temperature measurement cannot be performed.

また、本発明のセンサユニットは、上述した構成の複合センサを回路基板に実装した状態で共通のセンサケースに収容していることを特徴としている。このようなセンサユニットであれば、上述した種々の作用効果を発揮する複合センサを備えたセンサユニットの取り扱い性が向上するとともに、このセンサユニットを所定の取付対象部へ取り付ける作業も容易且つスムーズに行うことが可能になる。   The sensor unit according to the present invention is characterized in that the composite sensor having the above-described configuration is housed in a common sensor case in a state of being mounted on a circuit board. With such a sensor unit, the handleability of the sensor unit including the composite sensor that exhibits the various functions and effects described above is improved, and the operation of attaching the sensor unit to a predetermined attachment target portion is easy and smooth. It becomes possible to do.

本発明によれば、共通の支持板上に振動センサ部、温度センサ部及び速度センサ部を形成し、少なくとも振動センサ部及び温度センサ部の一部または全部を相互に同じ材料を用いて成膜処理により形成することにより、振動センシング機能、温度センシング機能及び速度センシング機能を発揮する複合センサの小型化及び製造コストの削減を期待できる。   According to the present invention, the vibration sensor unit, the temperature sensor unit, and the speed sensor unit are formed on a common support plate, and at least a part or all of the vibration sensor unit and the temperature sensor unit are formed using the same material. By forming by processing, it can be expected that the composite sensor that exhibits the vibration sensing function, the temperature sensing function, and the speed sensing function is miniaturized and the manufacturing cost is reduced.

本発明の一実施形態に係る複合センサを備えたセンサユニットの全体模式図。The whole schematic diagram of the sensor unit provided with the compound sensor concerning one embodiment of the present invention. 同実施形態に係る複合センサの平面模式図。The plane schematic diagram of the composite sensor which concerns on the same embodiment. 図2のx−x線断面模式図。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along line xx of FIG. 2. 図3の一部拡大図。FIG. 4 is a partially enlarged view of FIG. 3. 同実施形態に係る複合センサ及びセンサユニットの製造工程を示すフローチャート。The flowchart which shows the manufacturing process of the composite sensor and sensor unit which concern on the embodiment.

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

本実施形態に係るセンサユニット1は、図1に示すように、振動センシング機能、温度センシング機能及び速度センシング機能を発揮する複合センサ2と、複合センサ2を実装した回路基板3と、これらを収容するセンサケース4とを備え、所定の取付対象部、例えば鉄道車両等の車両の適宜箇所に設けたハウジングHにセンサケース4ごと取付可能なものである。   As shown in FIG. 1, the sensor unit 1 according to the present embodiment accommodates a composite sensor 2 that exhibits a vibration sensing function, a temperature sensing function, and a speed sensing function, a circuit board 3 on which the composite sensor 2 is mounted, and these. And a sensor case 4 that can be attached together with a sensor case 4 to a housing H provided at a predetermined portion of the vehicle, such as a railway vehicle.

本実施形態に係る複合センサ2は、図2及び図3(図2は複合センサ2の平面模式図であり、図3は図2のx−x線断面模式図である)に示すように、共通の支持板5(例えばシリコン単結晶基板)上に振動センサ部6、温度センサ部7、及び速度センサ部8を形成したものである。本実施形態では、支持板5は、支持台B及び永久磁石Mにより片持ち梁状に支持されている。すなわち、支持板5の長手方向中央領域及び長手方向一端部側領域が支持台Bや永久磁石Mに支持され、支持板5のうち支持台Bや永久磁石Mに支持されていない長手方向他端部側領域が振動可能な振動領域51である。なお、以下の説明では、支持板5のうち支持台Bに支持されて振動しない領域を第1固定領域52と称し、永久磁石Mに支持されて振動しない領域を第2固定領域53と称する。   As shown in FIGS. 2 and 3 (FIG. 2 is a schematic plan view of the composite sensor 2, and FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along the line xx of FIG. 2). A vibration sensor unit 6, a temperature sensor unit 7, and a speed sensor unit 8 are formed on a common support plate 5 (for example, a silicon single crystal substrate). In the present embodiment, the support plate 5 is supported in the form of a cantilever by the support base B and the permanent magnet M. That is, the longitudinal center region and the longitudinal one end side region of the support plate 5 are supported by the support base B and the permanent magnet M, and the other longitudinal end of the support plate 5 is not supported by the support base B and the permanent magnet M. The part side region is a vibration region 51 that can vibrate. In the following description, a region of the support plate 5 that is supported by the support base B and does not vibrate is referred to as a first fixed region 52, and a region that is supported by the permanent magnet M and does not vibrate is referred to as a second fixed region 53.

本実施形態では、支持板5(基板)として、シリコン基板上に熱酸化膜を形成したものを用いている。なお、熱酸化膜は、シリコン基板のうち支持台Bや永久磁石Mを固定する面とは反対側の面(図3における上面)全体に形成していることが好ましい。また、支持台Bとしてはガラス板が好適であるが、ガラス以外の材料によって支持台Bを形成することも可能である。   In the present embodiment, a support plate 5 (substrate) in which a thermal oxide film is formed on a silicon substrate is used. The thermal oxide film is preferably formed on the entire surface of the silicon substrate opposite to the surface on which the support base B and the permanent magnet M are fixed (the upper surface in FIG. 3). Moreover, although a glass plate is suitable as the support base B, the support base B can be formed of a material other than glass.

振動センサ部6は、図2及び図3に示すように、支持板5のうち振動領域51上に複層状に形成した下部電極61、圧電薄膜62、及び上部電極63を主体としてなり、支持板5の振動に応じて圧電薄膜62に分極が生じ、下部電極61及び上部電極63を通じて例えば図示しない電荷電圧変換回路、電圧増幅回路等により電圧に変換して振動を電気的に検出するものである。図2及び図3では、便宜的に下部電極61、圧電薄膜62、及び上部電極63にそれぞれ異なるパターンまたはハッチングを付し、特に図3ではそれぞれの厚さを誇張して示している。   2 and 3, the vibration sensor unit 6 mainly includes a lower electrode 61, a piezoelectric thin film 62, and an upper electrode 63 formed in a multilayer on the vibration region 51 of the support plate 5. The piezoelectric thin film 62 is polarized in response to the vibration 5 and is converted into a voltage by, for example, a charge voltage conversion circuit, a voltage amplification circuit (not shown) through the lower electrode 61 and the upper electrode 63 to electrically detect the vibration. . 2 and 3, different patterns or hatching are given to the lower electrode 61, the piezoelectric thin film 62, and the upper electrode 63 for convenience, and in particular, the thicknesses are exaggerated in FIG.

本実施形態では、下部電極61及び上部電極63として、圧電薄膜62の結晶性を高めるために白金薄膜を適用している。なお、図示しないが、下部電極61と支持板5との密着性を高めるためにチタン薄膜を下部電極61と支持板5との間に設けたり、上部電極63と圧電薄膜62との密着性を高めるためにクロム薄膜等を上部電極63と圧電薄膜62との間に設けることもできる。下部電極61や上部電極63として、白金以外の材料からなる薄膜(例えば金等)を適用することもできる。また、圧電薄膜62としては、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)を用いた薄膜が好適であるが、PLZT(チタン酸ジルコン酸ランタン鉛)を用いることもできる。   In the present embodiment, platinum thin films are applied as the lower electrode 61 and the upper electrode 63 in order to increase the crystallinity of the piezoelectric thin film 62. Although not shown, a titanium thin film is provided between the lower electrode 61 and the support plate 5 in order to improve the adhesion between the lower electrode 61 and the support plate 5, or the adhesion between the upper electrode 63 and the piezoelectric thin film 62 is increased. A chromium thin film or the like can be provided between the upper electrode 63 and the piezoelectric thin film 62 in order to increase the thickness. As the lower electrode 61 and the upper electrode 63, a thin film (for example, gold) made of a material other than platinum can be applied. Moreover, as the piezoelectric thin film 62, a thin film using PZT (lead zirconate titanate) is suitable, but PLZT (lead lanthanum zirconate titanate) can also be used.

温度センサ部7は、図2及び図3に示すように、支持板5のうち第1固定領域52上に形成され、所定寸法分だけ隔てて設けた一対の電極71と、これら電極71間に設けた測温抵抗部72とからなるものである。そして、本実施形態の複合センサ2は、温度センサ部7を構成する一対の電極71及び測温抵抗部72を、振動センサ部6の下部電極61と同じ材料を成膜して形成した薄膜により形成している。振動センサ部6の下部電極61を白金で形成している場合、耐腐食性に強い白金で温度センサ部7の電極71及び測温抵抗部72を形成することができる。本実施形態では、測温抵抗部72を所定の抵抗値になるようにミアンダパターンで形成し、温度に応じた抵抗値となるように設定している。図2では、測温抵抗部72として、ミアンダパターンの長軸を支持板5の長手方向と直交する方向に平行となるようにレイアウトした態様を例示しているが、ミアンダパターンの長軸を支持板5の長手方向に平行となるようにレイアウトした測温抵抗部72であってもよい。このような温度センサ部7は温度に応じた抵抗値を図示しない回路によって電気信号として出力することができる。なお、図2及び図3では、説明の便宜上、温度センサ部7の電極71及び測温抵抗部72には振動センサ部6の下部電極61と同じパターン、ハッチングを付している。また、図3では温度センサ部7の電極71及び測温抵抗部72の厚さを誇張して示している。   As shown in FIGS. 2 and 3, the temperature sensor unit 7 is formed on the first fixed region 52 of the support plate 5, and is provided between a pair of electrodes 71 provided with a predetermined dimension therebetween, and between these electrodes 71. The temperature measuring resistor 72 is provided. The composite sensor 2 according to the present embodiment includes a pair of electrodes 71 and a temperature measuring resistance unit 72 constituting the temperature sensor unit 7, which are formed by depositing the same material as the lower electrode 61 of the vibration sensor unit 6. Forming. When the lower electrode 61 of the vibration sensor unit 6 is formed of platinum, the electrode 71 of the temperature sensor unit 7 and the temperature measuring resistance unit 72 can be formed of platinum having strong corrosion resistance. In the present embodiment, the resistance temperature measuring section 72 is formed with a meander pattern so as to have a predetermined resistance value, and is set to have a resistance value corresponding to the temperature. In FIG. 2, an example is shown in which the major axis of the meander pattern is laid out so as to be parallel to the direction orthogonal to the longitudinal direction of the support plate 5 as the resistance temperature measuring unit 72, but the major axis of the meander pattern is supported The resistance temperature detector 72 may be laid out so as to be parallel to the longitudinal direction of the plate 5. Such a temperature sensor unit 7 can output a resistance value corresponding to the temperature as an electric signal by a circuit (not shown). 2 and 3, for convenience of explanation, the electrode 71 and the temperature measuring resistance unit 72 of the temperature sensor unit 7 are given the same pattern and hatching as the lower electrode 61 of the vibration sensor unit 6. In FIG. 3, the thicknesses of the electrode 71 and the resistance temperature detector 72 of the temperature sensor unit 7 are exaggerated.

速度センサ部8は、図2、図3及び図4(図4は図3の一部拡大図である)に示すように、支持板5のうち振動センサ部6及び温度センサ部7を形成していない領域である第2固定領域53上に形成された磁気感受性薄膜81及び電極82と、支持板5を介して磁気感受性薄膜81及び電極82と対面するように設けた永久磁石Mとを備えたホール素子によって構成したものである。図2、図3及び図4では、便宜的に磁気感受性薄膜81及び電極82にそれぞれ異なるパターンまたはハッチングを付し、特に図3及び図4ではそれぞれの厚さを誇張して示している。本実施形態では、磁気感受性薄膜81として、InSb(アンチモン化インジウム)薄膜を適用し、電極82として、チタン下地膜82aを金膜82bで部分的に被覆したものを適用している。なお、図2、図3及び図4では、支持板5の一端(右端)から所定領域を第2固定領域53として指し示しているが、各図に示すように速度センサ部8を支持板5の一端(右端)から所定寸法離した位置に形成している場合には、速度センサ部8を形成した領域(後述する永久磁石Mを固定する領域)を固定領域(第2固定領域)として捉えることができる。   As shown in FIGS. 2, 3 and 4 (FIG. 4 is a partially enlarged view of FIG. 3), the speed sensor unit 8 forms a vibration sensor unit 6 and a temperature sensor unit 7 in the support plate 5. A magnetic sensitive thin film 81 and an electrode 82 formed on the second fixed region 53 that is not a region, and a permanent magnet M provided so as to face the magnetic sensitive thin film 81 and the electrode 82 through the support plate 5. It is constituted by a Hall element. 2, 3, and 4, for convenience, the magnetic sensitive thin film 81 and the electrode 82 are provided with different patterns or hatching, and particularly in FIGS. 3 and 4, the thicknesses are exaggerated. In this embodiment, an InSb (indium antimonide) thin film is applied as the magnetically sensitive thin film 81, and a titanium base film 82a partially covered with a gold film 82b is applied as the electrode 82. 2, 3, and 4, a predetermined region from the one end (right end) of the support plate 5 is indicated as the second fixed region 53, but the speed sensor unit 8 is attached to the support plate 5 as illustrated in each drawing. When it is formed at a position away from one end (right end) by a predetermined dimension, an area where the speed sensor unit 8 is formed (an area where a permanent magnet M to be described later is fixed) is regarded as a fixed area (second fixed area). Can do.

本実施形態のセンサユニット1は、図1に示すように、振動センサ部6、温度センサ部7及び速度センサ部8を一体に形成した複合センサ2を回路基板3に実装している。本実施形態では、複合センサ2及び回路基板3を共通のセンサケース4内に収容している。   As shown in FIG. 1, the sensor unit 1 of the present embodiment has a composite sensor 2 in which a vibration sensor unit 6, a temperature sensor unit 7, and a speed sensor unit 8 are integrally formed mounted on a circuit board 3. In the present embodiment, the composite sensor 2 and the circuit board 3 are accommodated in a common sensor case 4.

次に、複合センサ2を製作する手順、及び複合センサ2を備えたセンサユニット1を製作する手順について説明する。   Next, a procedure for manufacturing the composite sensor 2 and a procedure for manufacturing the sensor unit 1 including the composite sensor 2 will be described.

先ず、支持板5の振動領域51上及び第1固定領域52上に薄膜を形成する(第一次成膜工程S1、図5参照)。この第一次成膜工程S1により支持板5の振動領域51上に形成した薄膜が振動センサ部6の下部電極61であり、支持板5の第1固定領域52上に形成した薄膜が温度センサ部7の一対の電極71及び測温抵抗部72である。第一次成膜工程S1を終えた時点では温度センサ部7の電極71と測温抵抗部72との区別はなく、この第一次成膜工程S1の後に引き続いて行う第一次フォトリソグラフィ工程S2により、ミアンダパターンの測温抵抗部72を形成する。なお、支持板5上における振動領域51と第1固定領域52との境界近傍領域には、振動センサ部6(下部電極61)と温度センサ部7との絶縁を図るために薄膜を形成していないスペース(薄膜非形成領域54)を確保する必要がある。このような薄膜非形成領域54を確保するには、第一次成膜工程S1の成膜処理で支持板5上における振動領域51と第1固定領域52との境界近傍領域に薄膜を形成しないようにしたり、第一次成膜工程S1で支持板5のうち振動センサ部6及び温度センサ部7を形成する領域全体に成膜を形成した後に、振動領域51と第1固定領域52との境界近傍領域に形成した薄膜を除去すればよい。この薄膜除去処理を第一次フォトリソグラフィ工程S2のフォトリソグラフィ処理により行うこともできる。   First, a thin film is formed on the vibration region 51 and the first fixed region 52 of the support plate 5 (see the first film formation step S1, FIG. 5). The thin film formed on the vibration region 51 of the support plate 5 by the first film formation step S1 is the lower electrode 61 of the vibration sensor unit 6, and the thin film formed on the first fixed region 52 of the support plate 5 is the temperature sensor. A pair of electrodes 71 and a resistance temperature measuring unit 72 of the unit 7. When the first film formation step S1 is completed, there is no distinction between the electrode 71 of the temperature sensor section 7 and the temperature measuring resistance section 72, and the first photolithography process performed subsequently to the first film formation process S1. By S2, a meandering resistance temperature measuring portion 72 is formed. A thin film is formed in the vicinity of the boundary between the vibration region 51 and the first fixed region 52 on the support plate 5 in order to insulate the vibration sensor unit 6 (lower electrode 61) from the temperature sensor unit 7. It is necessary to ensure no space (thin film non-formation region 54). In order to secure such a thin film non-formation region 54, a thin film is not formed in the region near the boundary between the vibration region 51 and the first fixed region 52 on the support plate 5 in the film formation process of the first film formation step S1. After forming the film over the entire region of the support plate 5 where the vibration sensor unit 6 and the temperature sensor unit 7 are formed in the first film formation step S1, the vibration region 51 and the first fixed region 52 What is necessary is just to remove the thin film formed in the boundary vicinity area | region. This thin film removal process can also be performed by the photolithography process in the first photolithography step S2.

次いで、振動領域51上に形成した薄膜である振動センサ部6の下部電極61上に圧電薄膜62を形成し(第二次成膜工程S3、図5参照)、その後、圧電薄膜62上に上部電極63として機能する薄膜を形成する(第三次成膜工程S4、図5参照)。なお、図2に示すように、圧電薄膜62の平面積は下部電極61の平面積よりも小さく、上部電極63の平面積は圧電薄膜62の平面積よりも小さく設定している。   Next, a piezoelectric thin film 62 is formed on the lower electrode 61 of the vibration sensor unit 6 which is a thin film formed on the vibration region 51 (secondary film forming step S3, see FIG. 5), and then the upper portion on the piezoelectric thin film 62 is formed. A thin film functioning as the electrode 63 is formed (third film formation step S4, see FIG. 5). As shown in FIG. 2, the plane area of the piezoelectric thin film 62 is set smaller than the plane area of the lower electrode 61, and the plane area of the upper electrode 63 is set smaller than the plane area of the piezoelectric thin film 62.

引き続いて、温度センサ部7の電極71、振動センサ部6の圧電薄膜62及び上部電極63をフォトリソグラフィ処理する(第二次フォトリソグラフィ工程S5、図5参照)。以上の手順により、支持板5上に振動センサ部6及び温度センサ部7を形成することができる。   Subsequently, the electrode 71 of the temperature sensor unit 7, the piezoelectric thin film 62 and the upper electrode 63 of the vibration sensor unit 6 are subjected to a photolithography process (second photolithography step S5, see FIG. 5). The vibration sensor unit 6 and the temperature sensor unit 7 can be formed on the support plate 5 by the above procedure.

次いで、支持板5のうち振動センサ部6及び温度センサ部7を形成していない領域である第2固定領域53に磁気感受性薄膜81を形成する(第四次成膜工程S6(「磁気感受性薄膜形成工程」と捉えることができる)、図5参照)。磁気感受性薄膜81は例えば真空蒸着法によって成膜することができる。本実施形態では真空蒸着法として二次抵抗加熱方式を採用しているが、当該方式以外の蒸着法を採用することもできる。また、支持板5のうち振動センサ部6や温度センサ部7を形成した領域(振動領域51や第1固定領域52)に磁気感受性薄膜81を形成する事態を回避して、第1固定領域52と第2固定領域53との間に薄膜を形成していないスペース(薄膜非形成領域55)を確保するには、例えば磁気感受性薄膜81の成膜面積(第2固定領域53の平面積)に相当する開口窓を有するメタルマスクを用いて成膜処理を行ったり、第四次成膜工程S6後に第1固定領域52近傍領域に形成した薄膜を除去すればよい。   Next, a magnetic sensitive thin film 81 is formed in the second fixed region 53 in the support plate 5 where the vibration sensor unit 6 and the temperature sensor unit 7 are not formed (fourth film forming step S6 (“magnetic sensitive thin film” Formation process ”), see FIG. The magnetic sensitive thin film 81 can be formed by, for example, a vacuum evaporation method. In the present embodiment, the secondary resistance heating method is adopted as the vacuum vapor deposition method, but vapor deposition methods other than this method can also be adopted. Moreover, the situation which forms the magnetic sensitive thin film 81 in the area | region (The vibration area | region 51 and the 1st fixed area | region 52) in which the vibration sensor part 6 and the temperature sensor part 7 were formed among the support plates 5 is avoided, and the 1st fixed area | region 52 is avoided. In order to secure a space in which no thin film is formed (thin film non-formation region 55) between the first fixed region 53 and the second fixed region 53, for example, the film formation area of the magnetic sensitive thin film 81 (the flat area of the second fixed region 53) Film formation may be performed using a metal mask having a corresponding opening window, or the thin film formed in the vicinity of the first fixed region 52 after the fourth film formation step S6 may be removed.

第四次成膜工程S6後に、フォトリソグラフィ処理及びエッチング処理で所望の磁気感受性薄膜パターン(本実施形態ではInSbパターン)を形成する(第三次フォトリソグラフィ工程S7(「磁気感受性薄膜パターン形成工程」と捉えることができる)、図5参照)。エッチング液としては塩化第二鉄溶液やフッ化水素(フッ酸)溶液等を適用することができる。また、本実施形態では、所望の磁気感受性薄膜パターンに形成した磁気感受性薄膜81の磁電変換性能を高めるために熱処理によって結晶化させている。具体的には、赤外線加熱によって磁気抵抗性の材料(本実施形態ではInSb)の融点近くの温度で加熱処理している。さらに、この加熱処理を不活性ガス(窒素ガス)雰囲気中で行うことにより、磁気感受性薄膜81の酸化劣化を防ぐことができる。   After the fourth film formation step S6, a desired magnetic sensitive thin film pattern (InSb pattern in this embodiment) is formed by photolithography and etching (third photolithography step S7 ("magnetic sensitive thin film pattern forming step"). See FIG. 5). As an etchant, a ferric chloride solution, a hydrogen fluoride (hydrofluoric acid) solution, or the like can be used. Moreover, in this embodiment, in order to improve the magnetoelectric conversion performance of the magnetic sensitive thin film 81 formed in the desired magnetic sensitive thin film pattern, it is crystallized by heat treatment. Specifically, heat treatment is performed at a temperature near the melting point of the magnetoresistive material (InSb in this embodiment) by infrared heating. Furthermore, by performing this heat treatment in an inert gas (nitrogen gas) atmosphere, it is possible to prevent oxidative degradation of the magnetic sensitive thin film 81.

引き続いて、速度センサ部8の電極82を構成する薄膜を形成する(第五次成膜工程S8(「電極用薄膜形成工程」と捉えることができる)、図5参照)。本実施形態では、図4に示すように、チタンで下地膜82aを形成し、この下地膜82a上に金膜82bを形成することによって電極82を形成している。下地膜82a及び金膜82bの成膜処理は、これら下地膜82a及び金膜82bの成膜領域に相当する開口窓を有するメタルマスクを用いて蒸着法やスパッタ法等で行うことが好ましい。次いで、フォトリソグラフィ処理及びエッチング処理により、所望の電極パターンを形成する(第四次フォトリソグラフィ工程S9(「速度センサ部用電極パターン形成工程」と捉えることができる)、図5参照)。なお、図3に示す磁気感受性薄膜パターンや電極パターン以外のパターン、ブリッジ構造を採用することも可能である。所望の電極パターンを形成した後に、支持板5の裏面に永久磁石Mを固定する(永久磁石固定工程S10、図5参照)。永久磁石Mは、磁気感受性薄膜81及び電極82を形成した領域に相当する大きさのものであればよく、本実施形態では例えば接着剤等によって支持板5の裏面に永久磁石Mを貼り付けて固定している。このようにして永久磁石Mを支持板5の裏面に取り付けることによって磁電変換のホール素子として機能する速度センサ部8を形成することができる。すなわち、磁気感受性薄膜81はホール素子用薄膜として機能する。なお、支持板5に振動センサ部6及び温度センサ部7を形成する工程(上述した工程S1〜S5)を、支持板5に速度センサ部8を形成する工程(上述した工程S6〜S10)の後から行うことも可能である。   Subsequently, a thin film constituting the electrode 82 of the speed sensor unit 8 is formed (fifth film forming step S8 (can be regarded as “electrode thin film forming step”), see FIG. 5). In the present embodiment, as shown in FIG. 4, an electrode 82 is formed by forming a base film 82a from titanium and forming a gold film 82b on the base film 82a. The film formation process of the base film 82a and the gold film 82b is preferably performed by a vapor deposition method, a sputtering method, or the like using a metal mask having an opening window corresponding to the film formation region of the base film 82a and the gold film 82b. Next, a desired electrode pattern is formed by a photolithography process and an etching process (fourth photolithography process S9 (can be regarded as a “speed sensor part electrode pattern formation process”, see FIG. 5). In addition, it is also possible to employ | adopt patterns other than the magnetic sensitive thin film pattern and electrode pattern shown in FIG. 3, and a bridge | bridging structure. After forming a desired electrode pattern, the permanent magnet M is fixed to the back surface of the support plate 5 (refer to permanent magnet fixing step S10, FIG. 5). The permanent magnet M only needs to have a size corresponding to the region where the magnetic sensitive thin film 81 and the electrode 82 are formed. In the present embodiment, the permanent magnet M is attached to the back surface of the support plate 5 with an adhesive or the like, for example. It is fixed. By attaching the permanent magnet M to the back surface of the support plate 5 in this manner, the speed sensor unit 8 that functions as a Hall element for magnetoelectric conversion can be formed. That is, the magnetic sensitive thin film 81 functions as a Hall element thin film. In addition, the process (process S1-S5 mentioned above) which forms the vibration sensor part 6 and the temperature sensor part 7 in the support plate 5 is the process (process S6-S10 mentioned above) which forms the speed sensor part 8 in the support plate 5. It can also be done later.

以上の手順により、共通の支持板5に振動センサ部6、温度センサ部7及び速度センサ部8を形成した複合センサ2を作製することができる。   By the above procedure, the composite sensor 2 in which the vibration sensor unit 6, the temperature sensor unit 7, and the speed sensor unit 8 are formed on the common support plate 5 can be manufactured.

そして、この複合センサ2を用いたセンサユニット1を作製するには、先ず、複合センサ2をダイシング処理により所定サイズに切り出し(ダイシング工程S11、図5参照)、この切り出した複合センサ2を回路基板3に実装して接合し(回路基板接合工程S12、図5参照)、ワイヤボンディング処理により振動センサ部6の下部電極61及び上部電極63、温度センサ部7の電極71、速度センサ部8の磁気感受性薄膜81及び電極82をそれぞれ回路基板3に接続する(ワイヤボンディング工程S13、図5参照)。   In order to manufacture the sensor unit 1 using the composite sensor 2, first, the composite sensor 2 is cut into a predetermined size by dicing processing (see the dicing step S11, FIG. 5), and the cut-out composite sensor 2 is cut into a circuit board. 3 and mounted (circuit board bonding step S12, see FIG. 5), and the lower electrode 61 and the upper electrode 63 of the vibration sensor unit 6, the electrode 71 of the temperature sensor unit 7, and the magnetism of the speed sensor unit 8 by wire bonding processing. The sensitive thin film 81 and the electrode 82 are each connected to the circuit board 3 (wire bonding process S13, refer FIG. 5).

また、本実施形態では、支持台B及び永久磁石Mを回路基板3に接触させた状態で回路基板3上に実装した複合センサ2をキャンCで被覆している。キャンCは有底筒状のものであり、このキャンCの開口部C1を、複合センサ2を実装した回路基板3で蓋封することで、複合センサ2を密封されたキャンCの内部空間CSに配置することができる。以上の手順により、中空のキャンC内に複合センサ2を収容し、この状態で複合センサ2を回路基板3及びキャンCと共にセンサケース4内に収容して、センサケース4内を密封する(ケース密封工程S14、図5参照)。なお、本実施形態では、センサケース4内に設けた板状の固定部Fに回路基板3を接触させた状態で固定し、このセンサケース4内を適宜の樹脂で充填している。この際、キャンCは密封されているため、キャンCの内部空間CSが合成樹脂で充填されることはない。   Further, in the present embodiment, the composite sensor 2 mounted on the circuit board 3 in a state where the support base B and the permanent magnet M are in contact with the circuit board 3 is covered with the can C. The can C has a bottomed cylindrical shape, and the opening C1 of the can C is covered with a circuit board 3 on which the composite sensor 2 is mounted, so that the internal space CS of the can C in which the composite sensor 2 is sealed is sealed. Can be arranged. By the above procedure, the composite sensor 2 is accommodated in the hollow can C, and in this state, the composite sensor 2 is accommodated in the sensor case 4 together with the circuit board 3 and the can C, and the inside of the sensor case 4 is sealed (case) Sealing step S14, see FIG. In the present embodiment, the circuit board 3 is fixed in contact with a plate-like fixing portion F provided in the sensor case 4, and the sensor case 4 is filled with an appropriate resin. At this time, since the can C is sealed, the internal space CS of the can C is not filled with the synthetic resin.

以上の手順により本実施形態に係るセンサユニット1を製作することができ、このセンサユニット1を、例えば図1に示すように、車両の適宜箇所に設けたハウジングHに固定すると、歯車Gと対向する位置に配置される複合センサ2のうち、速度センサ部8が歯車Gの回転に基づく速度を検出し、振動センサ部6及び温度センサ7が振動や温度を検出し得る。また、センサユニット1にはケーブルLが接続され、振動センサ部6、温度センサ部7、速度センサ部83で検出した各種情報をケーブルLにより図示しない制御部に出力して、ABS装置等の制御に利用できるように構成している。   The sensor unit 1 according to the present embodiment can be manufactured by the above procedure. When the sensor unit 1 is fixed to a housing H provided at an appropriate position of the vehicle, for example, as shown in FIG. Of the composite sensor 2 arranged at the position to be moved, the speed sensor unit 8 can detect the speed based on the rotation of the gear G, and the vibration sensor unit 6 and the temperature sensor 7 can detect vibration and temperature. Also, a cable L is connected to the sensor unit 1, and various information detected by the vibration sensor unit 6, the temperature sensor unit 7 and the speed sensor unit 83 is output to a control unit (not shown) through the cable L to control an ABS device or the like. It is configured so that it can be used.

このように、本実施形態に係るセンサユニット1は、振動センサ部6、温度センサ部7及び速度センサ部8を一体に形成した複合センサ2を備え、振動センサ部6を構成する支持板5のうち振動センサ部6による振動センシング機能には直接寄与することのない領域(振動領域51以外の領域である第1固定領域52や第2固定領域53)上に温度センサ部7や速度センサ部8を形成しているため、例えば回路基板3上における複数の電子部品の実装密度を高めることによってコンパクト化を図る態様と比較して、効率良く容易にコンパクト化を実現できる。   As described above, the sensor unit 1 according to the present embodiment includes the composite sensor 2 in which the vibration sensor unit 6, the temperature sensor unit 7, and the speed sensor unit 8 are integrally formed, and includes the support plate 5 constituting the vibration sensor unit 6. Among them, the temperature sensor unit 7 and the speed sensor unit 8 are provided on a region that does not directly contribute to the vibration sensing function of the vibration sensor unit 6 (the first fixed region 52 and the second fixed region 53 other than the vibration region 51). Therefore, for example, it is possible to efficiently and easily achieve compactness as compared with an aspect in which compactness is achieved by increasing the mounting density of a plurality of electronic components on the circuit board 3.

特に、本実施形態の複合センサ2は、速度センサ部8を、支持板5の第2固定領域53の一方の面(図3における上向き面)に形成した磁気感受性薄膜81及び電極82と、第2固定領域53の他方の面(図3における下向き面)に設けた永久磁石Mとを用いて構成しているため、これら磁気感受性薄膜81、電極82及び永久磁石Mを主体として、小型化を図ることが可能なホール素子を構成することができ、複合センサ2の小型化に大きく寄与することができる。また、ホール素子による検出は、電磁誘導型等のセンサ方式と異なり、歯車の回転速度や加速度に依存せず、その回転位置あるいは角度を正確に測定することができ、検出精度の高度化を実現することができる。   In particular, the composite sensor 2 of the present embodiment includes the magnetic sensitive thin film 81 and the electrode 82 in which the speed sensor unit 8 is formed on one surface (upward surface in FIG. 3) of the second fixed region 53 of the support plate 5, 2 The permanent magnet M provided on the other surface (downward surface in FIG. 3) of the fixed region 53 is used, so that the magnetic sensitive thin film 81, the electrode 82, and the permanent magnet M are mainly used to reduce the size. A hall element that can be realized can be configured, and can greatly contribute to downsizing of the composite sensor 2. In addition, unlike the electromagnetic induction type sensor method, the detection by the Hall element can accurately measure the rotational position or angle without depending on the rotational speed and acceleration of the gear, realizing higher detection accuracy. can do.

さらに、本実施形態に係る複合センサ2は、振動センサ部6の下部電極61と温度センサ部7の電極71や測温抵抗部72を同じ材料を用いて成膜処理した薄膜によって形成しているため、従来であれば同じ工程をそれぞれ別々に行っていた処理を同一工程で行うことができ、製造コストの削減及び製作工程の簡素化を有効に図ることができる。また、材料の浪費も防止することができる。しかも、本実施形態の複合センサ2は、回路基板3上に電子部品の振動センサ、温度センサや速度センサを個別に実装するのではなく、振動センサ部6の梁構造体として機能する支持板5上に温度センサ部7や速度センサ部8を成膜処理やフォトリソグラフィ処理により形成しているため、例えば回路基板3上における各センサの実装密度を高めるという高い実装処理が要求されず、複合センサ2全体をコンパクトなものにすることができ、省スペース化にも資する。そして、このように一体化した複合センサ2をセンサケース4内に配置する作業も簡単に行うことができ、信頼性を損なうことなく作業効率の向上を図ることができる。   Furthermore, the composite sensor 2 according to the present embodiment is formed by a thin film in which the lower electrode 61 of the vibration sensor unit 6, the electrode 71 of the temperature sensor unit 7, and the resistance temperature measuring unit 72 are formed using the same material. Therefore, conventionally, the same process can be performed separately in the same process, and the manufacturing cost can be reduced and the manufacturing process can be simplified. In addition, waste of materials can be prevented. Moreover, the composite sensor 2 of the present embodiment does not individually mount electronic component vibration sensors, temperature sensors, and speed sensors on the circuit board 3 but supports the support plate 5 that functions as a beam structure of the vibration sensor unit 6. Since the temperature sensor section 7 and the speed sensor section 8 are formed on the top by film formation processing or photolithography processing, for example, high mounting processing for increasing the mounting density of each sensor on the circuit board 3 is not required, and the composite sensor 2 can be made compact as a whole, contributing to space saving. And the operation | work which arrange | positions the composite sensor 2 integrated in this way in the sensor case 4 can also be performed easily, and the improvement of work efficiency can be aimed at, without impairing reliability.

また、このような複合センサ2をセンサケース4内に収容してユニット化したセンサユニット1を採用することによって、小型で低コストでありながら車両の速度、振動及び温度の検出を好適に行うことができる。   In addition, by adopting the sensor unit 1 in which the composite sensor 2 is accommodated in the sensor case 4 and unitized, the speed, vibration and temperature of the vehicle can be suitably detected while being small and low cost. Can do.

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態では、片持ち梁構造の支持板を例示したが、両持ち梁構造の支持板を適用することができる。この場合、支持板のうち長手方向一端部側領域を支持台で支持し、長手方向他端部側を永久磁石で支持し、支持台や永久磁石に支持されていない長手方向中央領域を振動可能な領域に設定して、この振動領域上に振動センサ部を形成し、支持板のうち支持台に支持されている固定領域に温度センサ部を形成し、永久磁石に支持されている固定領域に速度センサ部を形成すればよい。   In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above. For example, in the above-described embodiment, the support plate having the cantilever structure is exemplified, but the support plate having the both-end support structure can be applied. In this case, one end side region in the longitudinal direction of the support plate is supported by the support base, the other end portion in the longitudinal direction is supported by the permanent magnet, and the center region in the longitudinal direction not supported by the support base or permanent magnet can be vibrated. The vibration sensor unit is formed on the vibration region, the temperature sensor unit is formed on the fixed region of the support plate supported by the support base, and the fixed region supported by the permanent magnet is formed. What is necessary is just to form a speed sensor part.

また、支持板を支持する支持台を、速度センサ部の一部を構成する永久磁石によって形成することも可能である。特に、片持ち梁構造の支持板を適用する場合には、この支持板のうち温度センサ部及び速度センサ部を形成する領域に相当する大きさの単一の永久磁石を適用することにより、永久磁石とは別体である専用の支持台を用いる必要がなく、部品の共通化により製造工程の簡素化及び低コスト化を図ることができる。   Moreover, it is also possible to form the support base which supports a support plate with the permanent magnet which comprises a part of speed sensor part. In particular, when a cantilever structure support plate is applied, a single permanent magnet having a size corresponding to a region where the temperature sensor portion and the speed sensor portion of the support plate are formed is applied. It is not necessary to use a dedicated support stand that is separate from the magnet, and the manufacturing process can be simplified and the cost can be reduced by sharing the parts.

さらには、複合センサを収容するキャンの一部(例えば底部とこの底部から回路基板側に向かって延びる側壁の一部)をセンサケースの一部として機能させても構わない。具体的には、センサケースに形成したキャン嵌合用開口部にキャンの一部を嵌合させて、センサケースのうちセンサケース外に露出する部分を、センサケースの一部として機能させる態様を挙げることができる。   Furthermore, a part of the can that accommodates the composite sensor (for example, a bottom part and a part of a side wall extending from the bottom part toward the circuit board side) may function as a part of the sensor case. Specifically, there is an aspect in which a portion of the can is fitted into the can fitting opening formed in the sensor case, and a portion of the sensor case exposed to the outside of the sensor case functions as a part of the sensor case. be able to.

また、振動センサ部、温度センサ部及び速度センサ部のベースとして機能する支持板としては、シリコンの他に、アルミニウムやステンレス等を適用しても構わない。   In addition to silicon, aluminum, stainless steel, or the like may be applied as the support plate that functions as the base of the vibration sensor unit, temperature sensor unit, and speed sensor unit.

その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。   In addition, the specific configuration of each part is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

1…センサユニット
2…複合センサ
3…回路基板
4…センサケース
5…支持板
51…振動領域
52、53…振動領域以外の領域(第1固定領域、第2固定領域)
6…振動センサ部
61…下部電極
62…圧電薄膜
63…上部電極
7…温度センサ部
71…電極
72…測温抵抗部
8…速度センサ部
81…磁気感受性薄膜
82…電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sensor unit 2 ... Composite sensor 3 ... Circuit board 4 ... Sensor case 5 ... Support plate 51 ... Vibration area 52, 53 ... Area | regions other than a vibration area (1st fixed area, 2nd fixed area)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 6 ... Vibration sensor part 61 ... Lower electrode 62 ... Piezoelectric thin film 63 ... Upper electrode 7 ... Temperature sensor part 71 ... Electrode 72 ... Resistance temperature detector 8 ... Speed sensor part 81 ... Magnetic sensitive thin film 82 ... Electrode

Claims (2)

一端部が固定された片持ち梁構造または両端部が固定された両持ち梁構造を有する支持板と、
当該支持板のうち振動可能な振動領域上に、多層状に成膜した下部電極、圧電薄膜及び上部電極を有する振動センサ部と、
前記支持板のうち前記振動領域以外の領域上に前記振動センサ部の下部電極と同じ材料で成膜した薄膜によって形成した温度センサ部と、
前記支持板のうち、前記振動センサ部及び温度センサ部を形成した領域以外の領域上に成膜した磁気感受性薄膜及び当該磁気感受性薄膜上に形成した電極を有する速度センサ部とを一体に備えていることを特徴とする複合センサ。
A support plate having a cantilever structure with one end fixed or a doubly supported beam structure with both ends fixed;
A vibration sensor unit having a lower electrode, a piezoelectric thin film, and an upper electrode formed in a multilayer shape on a vibration region that can vibrate in the support plate;
A temperature sensor unit formed of a thin film formed of the same material as the lower electrode of the vibration sensor unit on a region other than the vibration region of the support plate;
Of the support plate, a magnetic sensitive thin film formed on a region other than the region where the vibration sensor unit and the temperature sensor unit are formed, and a speed sensor unit having an electrode formed on the magnetic sensitive thin film are integrally provided. A composite sensor characterized by
請求項1に記載の複合センサと、当該複合センサを実装した回路基板と、これら複合センサ及び回路基板を収容するセンサケースとを備えていることを特徴とするセンサユニット。 A sensor unit comprising: the composite sensor according to claim 1; a circuit board on which the composite sensor is mounted; and a sensor case that houses the composite sensor and the circuit board.
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