JP6413463B2

JP6413463B2 - 物理量センサー、物理量センサー装置、電子機器および移動体

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Publication number: JP6413463B2
Application number: JP2014165431A
Authority: JP
Inventors: 田中　悟; 悟田中
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2014-08-15
Filing date: 2014-08-15
Publication date: 2018-10-31
Anticipated expiration: 2034-08-15
Also published as: JP2016042042A

Description

本発明は、物理量センサー、物理量センサー装置、電子機器および移動体に関するものである。

例えば、特許文献１には、一対の可動電極を有するシーソー揺動可能な可動体と、一方の可動電極と対向して配置される第１検出電極および対向電極と、他方の可動電極と対向して配置される第２検出電極と、を有し、対向電極が各可動電極と同電位となっている加速度センサーが開示されている。また、通常、このような構成の加速度センサーでは、加速度をより精度よく検出するために、加速度が加わっていない状態において、可動体と第１検出電極の間の静電容量Ｃａと、可動体と第２検出電極との間の静電容量Ｃｂとが等しくなるように設計される。

しかしながら、特許文献１の加速度センサーでは、スティッキングの発生を低減するための対向電極を設けており、この対向電極と第１検出電極との間に寄生容量が発生するため、前述した２つの静電容量Ｃａ、Ｃｂに差が生じてしまう。この差の大きさによっては、その差をＩＣで調整しきれず（ＩＣの調整範囲を超えてしまい）、加速度センサーの歩留まりが低下するという問題がある。

特開２０１３−１６０５５４号公報

本発明の目的は、静電容量のずれを低減することのできる物理量センサー、物理量センサー装置、電子機器および移動体を提供することにある。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
本発明の物理量センサーは、支持部と、前記支持部に連結部を介して接続され、前記支持部に対して揺動可能な可動部と、を有し、前記可動部が前記連結部に対して一方側に設けられる第１可動部および他方側に設けられる第２可動部を有する可動電極と、
前記第１可動部と対向して配置される第１固定電極と、
前記第２可動部と対向して配置される第２固定電極と、
前記第２可動部と対向し、かつ、前記第２固定電極と重ならないように配置され、前記可動電極と同電位となる対向電極と、を有し、
前記第１固定電極は、その一部が平面視で前記支持部と重なるように配置されていることを特徴とする。
これにより、静電容量のずれを低減することのできる物理量センサーが得られる。

［適用例２］
本適用例の物理量センサーでは、前記第２固定電極は、その一部が平面視で前記支持部と重なるように配置されており、
前記第１固定電極の前記支持部と重なっている領域の面積をＳ１とし、前記第２固定電極の前記支持部と重なっている領域の面積をＳ２としたとき、Ｓ１＞Ｓ２なる関係を満足することが好ましい。
これにより、静電容量のずれをより効果的に低減することができる。

［適用例３］
本適用例の物理量センサーでは、前記第１固定電極と前記支持部との間に発生する静電容量をＣ１とし、
前記第２固定電極と前記支持部との間に発生する静電容量をＣ２とし、
前記第２固定電極と前記対向電極との間に発生する静電容量をＣ３としたとき、
（Ｃ２＋Ｃ３）×０．９≦Ｃ１≦（Ｃ２＋Ｃ３）×１．１なる関係を満足することが好ましい。
これにより、静電容量のずれを十分小さくすることができる。

［適用例４］
本適用例の物理量センサーでは、前記対向電極は、前記第２固定電極の前記支持部と反対側に配置されていることが好ましい。
これにより、第２固定電極の支持部との重なり合いが阻害されない。

［適用例５］
本適用例の物理量センサーでは、前記可動部の平面視にて、前記第２可動部の方が前記第１可動部よりも面積が大きいことが好ましい。
これにより、簡単な構成で、第１可動部と第２可動部の回転モーメントを異ならすことができる。

［適用例６］
本適用例の物理量センサーでは、前記支持部は、前記開口内に配置され、平面視で、前記第１可動部と前記第２可動部の間に位置していることが好ましい。
これにより、支持部と第１、第２固定電極とを簡単な構成で重ね合わせることができる。

［適用例７］
本適用例の物理量センサーでは、前記可動部は、前記第１可動部と前記第２可動部との間に開口部を有し、
前記開口部内に前記支持部が配置されていることが好ましい。
これにより、可動電極の構成が簡単となる。

［適用例８］
本適用例の物理量センサー装置は、上記適用例の物理量センサーと、
前記物理量センサーに電気的に接続されている電子部品と、を有していることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い物理量センサー装置が得られる。

［適用例９］
本適用例の電子機器は、上記適用例の物理量センサーを備えていることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。

［適用例１０］
本適用例の移動体は、上記適用例の物理量センサーを備えていることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い移動体が得られる。

本発明の好適な実施形態に係る物理量センサーを示す平面図（上面図）である。図１中のＡ−Ａ線断面図である。図１に示す物理量センサーの駆動を説明するための概略図である。図１に示す物理量センサーの部分拡大断面図である。本発明の物理量センサー装置の一例を示す断面図である。本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。本発明の移動体を適用した自動車を示す斜視図である。

以下、本発明の物理量センサー、電子機器および移動体を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の好適な実施形態に係る物理量センサーを示す平面図（上面図）である。図２は、図１中のＡ−Ａ線断面図である。図３は、図１に示す物理量センサーの駆動を説明するための概略図である。図４は、図１に示す物理量センサーの部分拡大断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図１中の紙面手前側を「上」、紙面奥側を「下」と言う。また、各図には、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸が図示されている。また、以下では、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向」とも言う。

１．物理量センサー
まず、本発明の物理量センサーを説明する。

図１および図２に示す物理量センサー１は、例えば、慣性センサーとして使用することができ、具体的には、Ｚ軸方向（鉛直方向）の加速度を測定するための加速度センサーとして利用可能である。このような物理量センサー１は、ベース基板２と、蓋体３と、これらによって形成されている内部空間Ｓに配置されている揺動体（可動電極）４と、を有している。

（ベース基板）
ベース基板２は、板状をなしている。また、ベース基板２の上面には、その縁部を除く中央部に開口する凹部２１が形成されている。この凹部２１は、揺動体４とベース基板２との接触を防止するための逃げ部として機能する。また、凹部２１の中央部には、凹部２１の底面２１１から島状に突出した凸部２２が設けられており、この凸部２２に揺動体４がシーソー揺動（軸Ｊまわりの回動）可能に固定されている。また、凹部２１の側面および凸部２２の側面は、傾斜面で構成されており、これにより、凹部２１の底面２１１からベース基板２の上面への配線の引き回しを容易とし、これにより、配線の形成不良や断線等を低減している。また、ベース基板２には、凹部２１の周囲に配置され、上面に開口する凹部２３、２４、２５が形成されており、これら凹部２３、２４、２５内に導体パターン５の一部が配置されている。

このようなベース基板２の構成材料としては、絶縁性を有しているのが良く、本実施形態では、ガラス材料を用いている。これにより、ベース基板２と揺動体４との接合に陽極接合を用いることができる。ただし、ベース基板２の構成材料としては、ガラス材料に限定されず、例えば、高抵抗なシリコン材料を用いてもよい。

このようなベース基板２には導体パターン５が形成されている。導体パターン５は、電極として、凹部２１の底面２１１に配置されている第１固定電極５１、第２固定電極５２およびダミー電極５３を有している。また、導体パターン５は、配線として、凹部２１内で第１固定電極５１と接続され、凹部２３内に引き回されている配線５４と、凹部２１内で第２固定電極５２と接続され、凹部２４内に引き回されている配線５５と、凹部２１内でダミー電極５３と接続されると共に凸部２２で揺動体４と接続され、凹部２５内に引き回されている配線５６と、を有している。なお、凸部２２の上面には溝２２１が形成されており、配線５６は、この溝２２１内に引き回され、凸部２２の頂部において導電性のバンプＢを介して揺動体４に接続されている。また、導体パターン５は、端子として、凹部２３内に配置され、配線５４と接続されている端子５７と、凹部２４内に配置され、配線５５と接続されている端子５８と、凹部２５内に配置され、配線５６と接続されている端子５９と、を有している。このような構成の導体パターン５のうち、端子５７、５８、５９は、それぞれ、蓋体３から露出するように配置されており、これにより、導体パターン５と外部（例えば後述するＩＣチップ１０２）とのコンタクトが可能となっている。

なお、第１固定電極５１、第２固定電極５２およびダミー電極５３の詳細な配置やその効果については後に説明する。

このような導体パターン５の構成材料としては、導電性を有していれば、特に限定されず、例えば、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（ＩｎｄｉｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）、Ｉｎ_３Ｏ_３、ＳｎＯ_２、Ｓｂ含有ＳｎＯ_２、Ａｌ含有ＺｎＯ等の酸化物（透明電極材料）、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。

（揺動体）
揺動体４は、図１および図２に示すように、ベース基板２の上方に設けられている。この揺動体４は、支持部４１と、可動部４２と、可動部４２を支持部４１に対して揺動可能とするように可動部４２と支持部４１とを連結する一対の連結部４３、４４と、を有している。そして、連結部４３、４４を軸Ｊとして、可動部４２が支持部４１に対してシーソー揺動するように構成されている。

また、可動部４２は、Ｘ方向に延びる長手形状（略長方形状）をなしており、−Ｘ方向（一方）側が第１可動部４２１となっており、＋Ｘ方向（他方）側が第２可動部４２２となっている。また、第１、第２可動部４２１、４２２には、それぞれ、Ｘ方向に並設され、Ｙ方向に延在する複数のスリット４２１ａ、４２２ａが形成されている。これにより、可動部４２のシーソー揺動の抵抗が低減する。また、第１可動部４２１と第２可動部４２２との間には開口４２３が形成されており、この開口４２３の内側に、支持部４１および連結部４３、４４が配置されている。

また、第１、第２可動部４２１、４２２は、鉛直方向（Ｚ軸方向）の加速度が加わったときの回転モーメントが互いに異なっており、前記加速度に応じて可動部４２に所定の傾きが生じるように設計されている。これにより、鉛直方向の加速度が生じると、可動部４２が軸Ｊまわりにシーソー揺動する。具体的には、本実施形態では、平面視で、第１可動部４２１の面積（軸Ｊから−Ｘ側の端までの距離）よりも第２可動部４２２の面積（軸Ｊから＋Ｘ側の端までの距離）を大きくすることで、言い換えると、第１可動部４２１の質量よりも第２可動部４２２の質量を大きくすることで、第１可動部４２１の回転モーメントよりも第２可動部４２２の回転モーメントが大きくなるように設計されている。このような設計とすることにより、簡単に、第１、第２可動部４２１、４２２の回転モーメントを互いに異ならせることができる。また、後述するように、ダミー電極５３を十分広く形成することができる。

なお、第１、第２可動部４２１、４２２の形状としては、前述したように、互いに異なる回転モーメントを有していれば特に限定されず、例えば、平面視での形状が同じであって、厚みが異なっていてもよい。また、同じ形状であって、いずれか一方に錘部が配置されていてもよい。錘部は、例えば、タングステン、モリブテン等の錘材料を別体として配置してもよいし、可動部４２と一体的に形成されていてもよい。

また、支持部４１は、開口部４１３内に配置されており、ベース基板２の凸部２２に接合されている。また、連結部４３、４４も開口部４１３内に配置されており、これら連結部４３、４４によって、支持部４１と可動部４２とが連結されている。また、連結部４３、４４は、支持部４１の両側に同軸的に位置している。これにより、鉛直方向の加速度が加わると、連結部４３、４４が捩り変形しながら、可動部４２が軸Ｊまわりにシーソー揺動することとなる。

また、支持部４１は、図１に示すように、略Ｈ型の平面視形状を有している。具体的には、支持部４１は、中央部に位置し、連結部４３、４４が接続されていると共に凸部２２に接合されている基部４１１と、基部４１１の−Ｘ側の端部からＹ軸方向両側に延出（突出）している延出部４１２、４１３と、基部４１１の＋Ｘ軸側の端部からＹ軸方向両側に延出している延出部４１４、４１５と、を有している。そして、延出部４１２、４１３は、連結部４３、４４と第１可動部４２１との間に位置し、延出部４１４、４１５は、連結部４３、４４と第２可動部４２２との間に位置している。このような延出部４１２〜４１５を設けることで、後述するように、支持部４１と第１固定電極５１の重なり面積および支持部４１と第２固定電極５２の重なり面積をそれぞれ十分に広く確保することができ、静電容量の調整を広い範囲内で行うことができる。なお、支持部４１の形状は、特に限定されず、例えば、延出部４１２〜４１５を省略してもよい。

このような揺動体４は、本実施形態では、リン、ボロン等の不純物をドープしたシリコン基板から形成されている。これにより、エッチングによって高精度に加工することができるため、揺動体４の寸法精度を優れたものとすることができる。また、揺動体４を陽極接合によってベース基板２（凸部２２）に接合することができる。ただし、揺動体４の材料としては、シリコンに限定されない。また、導電性を付与する方法も、ドーピングに限定されず、例えば、可動部４２の表面に金属等の導体層を形成してもよい。

このような揺動体４に対する第１、第２固定電極５１、５２およびダミー電極５３の配置は次の通りである。すなわち、図１および図２に示すように、第１固定電極５１は、第１可動部４２１と対向するように底面２１１に配置されており、第１可動部４２１との間に静電容量Ｃａを形成している。また、第２固定電極５２は、第２可動部４２２と対向するように底面２１１に配置されており、第２可動部４２２との間に静電容量Ｃｂを形成している。また、ダミー電極５３は、第２可動部４２２と対向するように、かつ、第２固定電極５２よりも＋Ｘ方向側（第２可動部４２２の先端側）に位置している。これら第１、第２固定電極５１、５２およびダミー電極５３は、互いに離間して重ならないように配置され、互いに絶縁されている。

これら３つの電極５１〜５３のうち、第１、第２固定電極５１、５２は、加速度検知に用いられる電極であり、残りのダミー電極５３は、製造時のスティッキングの発生を低減するための電極である。前述したように、揺動体４（正確には、揺動体４をパターニングする前のシリコン基板）とベース基板２とは陽極接合により接合するが、この際に印加する電圧によって揺動体４とベース基板２との間に静電力が発生し、この静電力によって揺動体４がベース基板２に張り付いてしまう場合がある。そのため、本実施形態では、ベース基板２の揺動体４と対向する面（底面２１１）に揺動体４と同電位のダミー電極５３を設けることで、前記静電力を低減し、前述したような揺動体４のベース基板２への貼り付きを低減している。

（蓋体）
蓋体３は、下面に開口する凹部３１を有しており、この凹部３１が凹部２１とで内部空間Ｓを形成するように、ベース基板２に接合されている。このような蓋体３は、本実施形態では、シリコン基板で形成されている。これにより、蓋体３とベース基板２とを陽極接合によって接合することができる。なお、蓋体３をベース基板２に接合しただけの状態では、ベース基板２に形成されている凹部２３、２４、２５を介して内部空間Ｓの内外が連通されている。そのため、本実施形態では、図２に示すように、ＴＥＯＳＣＶＤ法等で形成されたＳｉＯ_２膜６によって凹部２３、２４、２５を封止し、内部空間Ｓを気密封止している。

以上、物理量センサー１の構成について簡単に説明した。このような物理量センサー１では、次のようにして鉛直方向の加速度を検知することができる。物理量センサー１に鉛直方向の加速度が加わっていない場合、可動部４２は、図３（ａ）に示すように、水平状態を維持している。そして、物理量センサー１に鉛直方向下向き（−Ｚ軸方向）の加速度Ｇ１が加わると、第１、第２可動部４２１、４２２の回転モーメントの異なりから、可動部４２は、図３（ｂ）に示すように、軸Ｊを中心にして時計回りにシーソー揺動する。反対に、物理量センサー１に鉛直方向上向き（＋Ｚ軸方向）の加速度Ｇ２が加わると、可動部４２は、図３（ｃ）に示すように、軸Ｊを中心して反時計回りにシーソー揺動する。このような可動部４２のシーソー揺動によって、第１可動部４２１と第１固定電極５１の離間距離および第２可動部４２２と第２固定電極５２の離間距離が変化し、これに応じて静電容量Ｃａ、Ｃｂが変化する。そのため、これら静電容量Ｃａ、Ｃｂの変化量（静電容量Ｃａ、Ｃｂの差動信号）に基づいて加速度の値を検出することができる。また、静電容量Ｃａ、Ｃｂの変化の方向から加速度の方向（−Ｚ軸側の加速度なのか、＋Ｚ軸側の加速度なのか）を特定することができる。このようにして、物理量センサー１を用いて加速度を検出することができる。

このように、物理量センサー１では、静電容量Ｃａ、Ｃｂの差動信号に基づいて加速度を検知するため、加速度が加わっていない状態にて、静電容量Ｃａ、Ｃｂがほぼ等しくなるように設計されていることが好ましい。このように設計することによって、受けた加速度をより正確に検出できる。そのため、本実施形態では、可動部４２を底面２１１に対してほぼ平行として、第１固定電極５１と第１可動部４２１のギャップと、第２固定電極５２と第２可動部４２２のギャップをほぼ等しくすると共に、第１固定電極５１の第１可動部４２１と重なっている領域の面積と第２固定電極５２の第２可動部４２２と重なっている領域の面積とをほぼ等しくすることで、静電容量Ｃａ、Ｃｂをほぼ等しくしている。また、製造精度によって静電容量Ｃａ、Ｃｂが僅かにずれてしまう場合もあるため、このような場合には、後述するＩＣチップ１０２に含まれている補正回路等を用いて、静電容量Ｃａ、Ｃｂのオフセットがゼロになるような補正を行っている。

ここで、実際には、静電容量Ｃａは、端子５７、５９間の静電容量Ｃａ’として検出され、静電容量Ｃｂは、端子５８、５９間の静電容量Ｃｂ’として検出されるため、静電容量Ｃａ、Ｃｂを等しく設計しても、寄生容量等の影響によって静電容量Ｃａ’、Ｃｂ’に差が生じる場合がある。静電容量Ｃａ’、Ｃｂ’の差ΔＣ’が僅か（所定範囲内）であれば、前述したようにＩＣチップ１０２による補正が可能となり問題とならないが、差ΔＣ’が大きければ（所定範囲外であれば）、前述したようなＩＣチップ１０２による補正ができない。このようなものは、検出精度を保証することができず、結果として、物理量センサー１の製造歩留まりが低下する。

そこで、物理量センサー１では、静電容量Ｃａ’、Ｃｂ’の差ΔＣ’をＩＣチップ１０２の補正可能範囲内に収めることができるように、好ましくは、差ΔＣ’をゼロにできるような構成としている。以下、このことについて詳細に説明する。物理量センサー１では、前述したように、第２固定電極５２の隣にダミー電極５３を配置しているため、図２に示すように、これらの間に静電容量（寄生容量）Ｃ３が形成される。そのため、静電容量Ｃｂ’に静電容量Ｃ３が乗ってしまい、静電容量Ｃｂ’が静電容量Ｃａ’よりも大きくなってしまう。

そこで、物理量センサー１では、図４に示すように、第１固定電極５１をその一部が平面視で支持部４１と重なるように配置して、第１固定電極５１と支持部４１との間に静電容量Ｃ１を形成し、同様に、第２固定電極５２をその一部が平面視で支持部４１と重なるように配置して、第２固定電極５２と支持部４１との間に静電容量Ｃ２を形成し、これら静電容量Ｃ１、Ｃ２の大きさを調節することによって、差ΔＣ’を小さくしている。具体的には、図４に示すように、平面視で、第１固定電極５１の支持部４１と対向している領域５１ａの面積をＳ１とし、第２固定電極５２の支持部４１と対向している領域５２ａの面積をＳ２としたとき、Ｓ１＞Ｓ２なる関係を満足するように構成されている。そのため、静電容量Ｃ１が静電容量Ｃ２より大きくなり、その分、差ΔＣ’を小さくする（好ましくはゼロにする）ことができる。よって、差ΔＣ’をＩＣチップ１０２の補正可能範囲内に収めることができ、物理量センサー１の製造歩留まりが向上する。

ここで、静電容量Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の関係としては、上記効果を発揮することができる限り、特に限定されないが、例えば、（Ｃ２＋Ｃ３）×０．９≦Ｃ１≦（Ｃ２＋Ｃ３）×１．１なる関係を満足していることが好ましく、（Ｃ２＋Ｃ３）＝Ｃ１なる関係を満足していることがより好ましい。これにより、上述した効果をより顕著に発揮することができる。

特に、本実施形態では、支持部４１を第１可動部４２１と第２可動部４２２の間に配置しているため、例えば、第１、第２固定電極５１、５２を支持部４１側に延長することで、前述した領域５１ａ、５２ａを簡単に形成することができる。そのため、物理量センサー１の構成が簡単なものとなる。また、本実施形態のように、第１可動部４２１と第２可動部４２２の間に開口４２３を形成し、開口４２３に支持部４１を配置することで、揺動体４の構成が簡単なものとなる。

また、ダミー電極５３が第２固定電極５２の＋Ｘ軸側（支持部４１と反対側）に位置しているため、ダミー電極５３によって、第２固定電極５２の領域５２ａの形成が阻害されることがない。この点からも、物理量センサー１の構成が簡単なものとなる。

なお、本実施形態では、静電容量Ｃ２を形成しているが、静電容量Ｃ２を形成しなくてもよい。すなわち、平面視で、第２固定電極５２を支持部４１と重ならないように配置してもよい。これによっても、上記と同様の効果を発揮することができる。また、本実施形態では、寄生容量として、静電容量Ｃ３しか考慮していないが、その他、配線５４、５６間に形成される静電容量や、配線５５、５６間に形成される静電容量等を考慮して、静電容量Ｃ１、Ｃ２の大きさを調節してもよい。

２．物理量センサー装置
次に、本発明の物理量センサー装置を説明する。
図５は、本発明の物理量センサー装置の一例を示す断面図である。

図５に示す物理量センサー装置１００は、基板１０１と、接着層１０３を介して基板１０１の上面に固定されている物理量センサー１と、接着層１０４を介して物理量センサー１の上面に固定されているＩＣチップ（電子部品）１０２と、を有している。そして、物理量センサー１およびＩＣチップ１０２が基板１０１の下面を露出させた状態で、モールド材Ｍによってモールドされている。なお、接着層１０３、１０４としては、例えば、半田、銀ペースト、樹脂系接着剤（ダイアタッチ剤）等を用いることができる。また、モールド材Ｍとしては、例えば、熱硬化型のエポキシ樹脂を用いることができ、例えば、トランスファーモールド法によってモールドすることができる。

また、基板１０１の上面には複数の端子１０１ａが配置されており、下面には図示しない内部配線やキャスタレーションを介して端子１０１ａに接続されている複数の実装端子１０１ｂが配置されている。このような基板１０１としては、特に限定されないが、例えば、シリコン基板、セラミック基板、樹脂基板、ガラス基板、ガラスエポキシ基板等を用いることができる。

また、ＩＣチップ１０２には、例えば、物理量センサー１を駆動する駆動回路や、前述した差ΔＣ’を補正する補正回路や、静電容量Ｃａ’、Ｃｂ’の差動信号から加速度を検出する検出回路や、検出回路からの信号を所定の信号に変換して出力する出力回路等が含まれている。このようなＩＣチップ１０２は、ボンディングワイヤー１０５を介して物理量センサー１の端子５７、５８、５９と電気的に接続されており、ボンディングワイヤー１０６を介して基板１０１の端子１０１ａに電気的に接続されている。

このような物理量センサー装置１００は、物理量センサー１を備えているので、優れた信頼性を有している。

３．電子機器
次に、本発明の電子機器を説明する。

図６は、本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。

この図において、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部１１０８を備えた表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター１１００には、その落下や傾斜を計測するための加速度や角速度等の物理量を計測する物理量センサー１が搭載されている。このように、上述した物理量センサー１を搭載することで、信頼性の高いパーソナルコンピューター１１００を得ることができる。

図７は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。

この図において、携帯電話機１２００は、アンテナ（図示せず）、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１２０８が配置されている。このような携帯電話機１２００には、その落下や傾斜を計測するための加速度や角速度等の物理量を計測する物理量センサー１が搭載されている。このように、上述した物理量センサー１を搭載することで、信頼性の高い携帯電話機１２００を得ることができる。

図８は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。

ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。

ディジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部１３１０が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１３１０は、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。

撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリ１３０８に転送・格納される。また、このディジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニタ１４３０が、デ−タ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリ１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニタ１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。このようなディジタルスチルカメラ１３００には、その落下や傾斜を計測するための加速度や角速度等の物理量を計測する物理量センサー１が搭載されている。このように、上述した物理量センサー１を搭載することで、信頼性の高いディジタルスチルカメラ１３００を得ることができる。

なお、本発明の電子機器は、図６のパーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）、図７の携帯電話機、図８のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンタ）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレータ等に適用することができる。

４．移動体
次に、本発明の移動体を説明する。
図９は、本発明の移動体を適用した自動車を示す斜視図である。

自動車１５００には物理量センサー１が内蔵されており、例えば、物理量センサー１によって車体１５０１の姿勢を検出することができる。物理量センサー１の検出信号は、車体姿勢制御装置１５０２に供給され、車体姿勢制御装置１５０２は、その信号に基づいて車体１５０１の姿勢を検出し、検出結果に応じてサスペンションの硬軟を制御したり、個々の車輪１５０３のブレーキを制御したりすることができる。

以上、本発明の物理量センサー、物理量センサー装置、電子機器および移動体を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。

１……物理量センサー
２……ベース基板
２１、２３、２４、２５……凹部
２１１……底面
２２……凸部
２２１……溝
３……蓋体
３１……凹部
４……揺動体
４１……支持部
４１１……基部
４１２……延出部
４１３……開口部
４１４、４１５……延出部
４２……可動部
４２１……第１可動部
４２１ａ……スリット
４２２……第２可動部
４２２ａ……スリット
４２３……開口
４３、４４……連結部
５……導体パターン
５１……第１固定電極
５２……第２固定電極
５１ａ、５２ａ……領域
５３……ダミー電極
５４、５５、５６……配線
５７、５８、５９……端子
６……ＳｉＯ_２膜
１００……物理量センサー装置
１０１……基板
１０１ａ……端子
１０１ｂ……実装端子
１０２……ＩＣチップ
１０３、１０４……接着層
１０５、１０６……ボンディングワイヤー
１１００……パーソナルコンピューター
１１０２……キーボード
１１０４……本体部
１１０６……表示ユニット
１１０８……表示部
１２００……携帯電話機
１２０２……操作ボタン
１２０４……受話口
１２０６……送話口
１２０８……表示部
１３００……ディジタルスチルカメラ
１３０２……ケース
１３０４……受光ユニット
１３０６……シャッタボタン
１３０８……メモリ
１３１０……表示部
１３１２……ビデオ信号出力端子
１３１４……入出力端子
１４３０……テレビモニタ
１４４０……パーソナルコンピューター
１５００……自動車
１５０１……車体
１５０２……車体姿勢制御装置
１５０３……車輪
Ｂ……バンプ
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃａ、Ｃｂ……静電容量
Ｇ１、Ｇ２……加速度
Ｊ……軸
Ｍ……モールド材
Ｓ……内部空間

Claims

第１可動部と第２可動部を含む可動部、平面視で前記第１可動部と前記第２可動部との間に配置されている支持部、および前記可動部と前記支持部とを連結している連結部を含む揺動体と、
前記第１可動部と対向して配置されている第１固定電極と、
前記第２可動部と対向して配置されている第２固定電極と、
前記第２可動部と対向し、かつ、前記第２固定電極と重ならないように配置され、前記揺動体と同電位である対向電極と、
を含み、
前記第１固定電極は、前記平面視で、前記支持部と重なるように配置され、
前記第２固定電極は、前記平面視で、前記支持部と重なるように配置され、
前記第１固定電極の前記支持部と重なっている領域の面積をＳ１、
前記第２固定電極の前記支持部と重なっている領域の面積をＳ２としたとき、
Ｓ１＞Ｓ２
を満足していることを特徴とする物理量センサー。
請求項１において、
前記第１固定電極と前記支持部との間に発生する静電容量をＣ１、
前記第２固定電極と前記支持部との間に発生する静電容量をＣ２、
前記第２固定電極と前記対向電極との間に発生する静電容量をＣ３としたとき、
（Ｃ２＋Ｃ３）×０．９≦Ｃ１≦（Ｃ２＋Ｃ３）×１．１
を満足していることを特徴とする物理量センサー。
請求項１または２において、
前記対向電極は、前記平面視で、前記第２固定電極の前記支持部の側とは反対側に配置されていることを特徴とする物理量センサー。
請求項１ないし３のいずれか一項において、
前記平面視で、前記第２可動部は、前記第１可動部よりも面積が大きいことを特徴とする物理量センサー。
請求項１ないし４のいずれか一項において、
前記第１可動部および前記第２可動部には、それぞれ複数のスリットが形成されていることを特徴とする物理量センサー。
請求項１ないし５のいずれか一項において、
前記可動部は、前記第１可動部と前記第２可動部との間に開口部が形成され、
前記開口部内に前記支持部が配置されていることを特徴とする物理量センサー。
請求項１ないし６のいずれか一項に記載の物理量センサーと、
前記物理量センサーに電気的に接続されている電子部品と、
を含むことを特徴とする物理量センサー装置。
請求項１ないし６のいずれか一項に記載の物理量センサーを備えていることを特徴とする電子機器。
請求項１ないし６のいずれか一項に記載の物理量センサーを備えていることを特徴とする移動体。