JPH05322927A - 自己診断用駆動部を有する半導体加速度センサー - Google Patents
自己診断用駆動部を有する半導体加速度センサーInfo
- Publication number
- JPH05322927A JPH05322927A JP13402492A JP13402492A JPH05322927A JP H05322927 A JPH05322927 A JP H05322927A JP 13402492 A JP13402492 A JP 13402492A JP 13402492 A JP13402492 A JP 13402492A JP H05322927 A JPH05322927 A JP H05322927A
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- JP
- Japan
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- piezoelectric material
- thin
- film piezoelectric
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】半導体加速度センサーにおいて、あたかも加速
度がかかったかのようにセンサーを動作させて、センサ
ーが正常に機能しているか否かを予め確認できる自己診
断駆動構造を提供する。 【構成】起歪部４の少なくとも一面に薄膜圧電材料６を
装着し、この薄膜圧電材料６への電圧印加により重り部
２を圧電駆動可能とした。 【効果】半導体加速度センサーに実際に加速度を与えな
くても、薄膜圧電材料６に駆動信号を与えることによ
り、擬似的に重り部２に加速度が加わった状態とするこ
とができ、これにより、センサーが正常に機能している
か否かを自己診断することができる。
度がかかったかのようにセンサーを動作させて、センサ
ーが正常に機能しているか否かを予め確認できる自己診
断駆動構造を提供する。 【構成】起歪部４の少なくとも一面に薄膜圧電材料６を
装着し、この薄膜圧電材料６への電圧印加により重り部
２を圧電駆動可能とした。 【効果】半導体加速度センサーに実際に加速度を与えな
くても、薄膜圧電材料６に駆動信号を与えることによ
り、擬似的に重り部２に加速度が加わった状態とするこ
とができ、これにより、センサーが正常に機能している
か否かを自己診断することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は自己診断用駆動部を有す
る半導体加速度センサーに関するものであり、高い信頼
性で加速度を検出する用途に利用されるものである。
る半導体加速度センサーに関するものであり、高い信頼
性で加速度を検出する用途に利用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来の半導体加速度センサーの斜
視図である。図中、１は半導体基板であり、その中心部
には、半導体加工技術を用いて、重り部２が形成されて
いる。この重り部２と周囲の外枠部３とは薄肉の起歪部
４で連結されている。起歪部４には、歪みを検出するた
めにピエゾ抵抗５が形成されている。図６は図５のＡ−
Ａ’線についての断面図である。図５の矢印で示す方向
に加速度Ｇが加わると、重り部２がたわむ。重り部２が
たわんだことにより、薄肉の起歪部４には加速度Ｇに比
例した応力及び歪みを生じる。この起歪部４に発生した
歪みに比例して、ピエゾ抵抗５の抵抗値が変化する。そ
の抵抗値の変化を、例えばブリッジを組んで、電圧出力
として取り出すことにより、加速度Ｇに応じた電圧が得
られる（特開昭５９−１５８５６６号参照）。
視図である。図中、１は半導体基板であり、その中心部
には、半導体加工技術を用いて、重り部２が形成されて
いる。この重り部２と周囲の外枠部３とは薄肉の起歪部
４で連結されている。起歪部４には、歪みを検出するた
めにピエゾ抵抗５が形成されている。図６は図５のＡ−
Ａ’線についての断面図である。図５の矢印で示す方向
に加速度Ｇが加わると、重り部２がたわむ。重り部２が
たわんだことにより、薄肉の起歪部４には加速度Ｇに比
例した応力及び歪みを生じる。この起歪部４に発生した
歪みに比例して、ピエゾ抵抗５の抵抗値が変化する。そ
の抵抗値の変化を、例えばブリッジを組んで、電圧出力
として取り出すことにより、加速度Ｇに応じた電圧が得
られる（特開昭５９−１５８５６６号参照）。
【０００３】図５及び図６の従来例は、重り部２を片方
の起歪部４で支持する片持ち梁タイプであるが、図７及
び図８に示す従来例では、重り部２の両側に薄肉の起歪
部４を設けている。図８は図７のＢ−Ｂ’線についての
断面図である。この構造でも、図５及び図６の構造と同
様に、加速度を検出することができる。
の起歪部４で支持する片持ち梁タイプであるが、図７及
び図８に示す従来例では、重り部２の両側に薄肉の起歪
部４を設けている。図８は図７のＢ−Ｂ’線についての
断面図である。この構造でも、図５及び図６の構造と同
様に、加速度を検出することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来例におい
て、加速度センサーが正常に機能しているか否かを確認
しようとすれば、加速度センサーに対して実際に加速度
を加える必要があり、その確認は容易でなかった。
て、加速度センサーが正常に機能しているか否かを確認
しようとすれば、加速度センサーに対して実際に加速度
を加える必要があり、その確認は容易でなかった。
【０００５】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、あたかも加速度が
かかったかのようにセンサーの重り部を駆動して、セン
サーが正常に機能しているか否かを予め確認できるよう
にした自己診断用駆動部を有する半導体加速度センサー
を提供することにある。
のであり、その目的とするところは、あたかも加速度が
かかったかのようにセンサーの重り部を駆動して、セン
サーが正常に機能しているか否かを予め確認できるよう
にした自己診断用駆動部を有する半導体加速度センサー
を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明にあっては、上記
の課題を解決するために、図１に示すように、加速度を
受ける重り部２と、この重り部２を支持する薄肉化した
起歪部４とを半導体基板１を加工して一体的に形成し、
前記重り部２の動きにより前記起歪部４に起きる歪みを
検出するためのピエゾ抵抗を前記起歪部４に形成した半
導体加速度センサーにおいて、前記重り部２を圧電効果
により駆動する圧電駆動手段を設けたことを特徴とする
ものである。ここで、圧電駆動手段としては、例えば、
前記起歪部４の少なくとも一面に薄膜圧電材料６を装着
し、この薄膜圧電材料６に電圧を印加することにより擬
似的に重り部２に加速度が加わった状態を生じさせるよ
うに構成することが好ましい。
の課題を解決するために、図１に示すように、加速度を
受ける重り部２と、この重り部２を支持する薄肉化した
起歪部４とを半導体基板１を加工して一体的に形成し、
前記重り部２の動きにより前記起歪部４に起きる歪みを
検出するためのピエゾ抵抗を前記起歪部４に形成した半
導体加速度センサーにおいて、前記重り部２を圧電効果
により駆動する圧電駆動手段を設けたことを特徴とする
ものである。ここで、圧電駆動手段としては、例えば、
前記起歪部４の少なくとも一面に薄膜圧電材料６を装着
し、この薄膜圧電材料６に電圧を印加することにより擬
似的に重り部２に加速度が加わった状態を生じさせるよ
うに構成することが好ましい。
【０００７】
【作用】本発明によれば、例えば、図１に示すように、
起歪部４の少なくとも一面に薄膜圧電材料６を装着し、
この薄膜圧電材料６により重り部２を圧電駆動可能とし
たので、半導体加速度センサーに実際に加速度を与えな
くても、薄膜圧電材料６に駆動信号を与えることによ
り、擬似的に重り部２に加速度が加わった状態とするこ
とができ、これにより、センサーが正常に機能している
か否かを自己診断することができる。
起歪部４の少なくとも一面に薄膜圧電材料６を装着し、
この薄膜圧電材料６により重り部２を圧電駆動可能とし
たので、半導体加速度センサーに実際に加速度を与えな
くても、薄膜圧電材料６に駆動信号を与えることによ
り、擬似的に重り部２に加速度が加わった状態とするこ
とができ、これにより、センサーが正常に機能している
か否かを自己診断することができる。
【０００８】
【実施例】図１は本発明の一実施例の斜視図であり、図
２はそのＣ−Ｃ’線についての断面図である。本実施例
では、図５及び図６に示した片持ち梁タイプの半導体加
速度センサーにおいて、起歪部４の少なくとも一面に薄
膜圧電材料６を装着したものである。この薄膜圧電材料
６は、図３に示すように上面と下面にそれぞれ電極７，
８を装着され、この電極７，８の間に図４に示すような
電圧パルスを印加されることにより、図２の矢印Ｐで示
す方向に伸縮する。これにより、重り部２は図２の矢印
Ｇで示す方向に振動することになる。つまり、薄膜圧電
材料６が伸びたときには、重り部２は下方へたわみ、縮
んだときには、重り部２は上方へたわむものである。こ
こで、図４に示す電圧パルスの周波数は、重り部２の固
有振動周波数に近い周波数に設定することが好ましい。
このようにすれば、比較的小さい駆動信号でも効率的に
重り部２を振動させることができる。重り部２が振動す
ることにより、図５に示すように、起歪部４に形成した
ピエゾ抵抗５の抵抗値が変化し、あたかも加速度Ｇが加
わったかのごとく動作し、センサーの出力をチェックす
ることにより、半導体加速度センサーが正常に動作して
いるか否か、つまり、正常な出力が得られているか否か
を判断することができる。なお、薄膜圧電材料６を起歪
部４の下側に装着しても同様である。また、薄膜圧電材
料６を起歪部４の上側と下側に装着し、一方が伸長すれ
ば他方は収縮するように電圧を印加すれば、起歪部４を
効率良く駆動することができる。
２はそのＣ−Ｃ’線についての断面図である。本実施例
では、図５及び図６に示した片持ち梁タイプの半導体加
速度センサーにおいて、起歪部４の少なくとも一面に薄
膜圧電材料６を装着したものである。この薄膜圧電材料
６は、図３に示すように上面と下面にそれぞれ電極７，
８を装着され、この電極７，８の間に図４に示すような
電圧パルスを印加されることにより、図２の矢印Ｐで示
す方向に伸縮する。これにより、重り部２は図２の矢印
Ｇで示す方向に振動することになる。つまり、薄膜圧電
材料６が伸びたときには、重り部２は下方へたわみ、縮
んだときには、重り部２は上方へたわむものである。こ
こで、図４に示す電圧パルスの周波数は、重り部２の固
有振動周波数に近い周波数に設定することが好ましい。
このようにすれば、比較的小さい駆動信号でも効率的に
重り部２を振動させることができる。重り部２が振動す
ることにより、図５に示すように、起歪部４に形成した
ピエゾ抵抗５の抵抗値が変化し、あたかも加速度Ｇが加
わったかのごとく動作し、センサーの出力をチェックす
ることにより、半導体加速度センサーが正常に動作して
いるか否か、つまり、正常な出力が得られているか否か
を判断することができる。なお、薄膜圧電材料６を起歪
部４の下側に装着しても同様である。また、薄膜圧電材
料６を起歪部４の上側と下側に装着し、一方が伸長すれ
ば他方は収縮するように電圧を印加すれば、起歪部４を
効率良く駆動することができる。
【０００９】ここで、薄膜圧電材料６を起歪部４に装着
するには、接着剤等を用いて貼り付けても良いし、蒸着
しても良く、固定方法は問わないものである。さらに、
圧電材料は薄膜圧電セラミックでも良いし、圧電フィル
ムでも良く、その材質を限定するものではない。
するには、接着剤等を用いて貼り付けても良いし、蒸着
しても良く、固定方法は問わないものである。さらに、
圧電材料は薄膜圧電セラミックでも良いし、圧電フィル
ムでも良く、その材質を限定するものではない。
【００１０】なお、実施例の説明では、片持ち梁タイプ
の半導体加速度センサーについて説明したが、図７及び
図８に示すような両持ち梁タイプの構造にも本発明を適
用できることは言うまでもない。
の半導体加速度センサーについて説明したが、図７及び
図８に示すような両持ち梁タイプの構造にも本発明を適
用できることは言うまでもない。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば、半導体加速度センサー
において、加速度を受ける重り部を圧電効果により駆動
する圧電駆動手段を設けたので、半導体加速度センサー
に実際に加速度を与えなくても、重り部を圧電効果によ
り駆動することにより、擬似的に重り部に加速度が加わ
った状態とすることができ、これにより、センサーが正
常に機能しているか否かを自己診断することができると
いう効果がある。なお、薄膜圧電材料を半導体加速度セ
ンサーの起歪部に蒸着することにより形成すれば、小型
・軽量化が可能となるので、好都合である。
において、加速度を受ける重り部を圧電効果により駆動
する圧電駆動手段を設けたので、半導体加速度センサー
に実際に加速度を与えなくても、重り部を圧電効果によ
り駆動することにより、擬似的に重り部に加速度が加わ
った状態とすることができ、これにより、センサーが正
常に機能しているか否かを自己診断することができると
いう効果がある。なお、薄膜圧電材料を半導体加速度セ
ンサーの起歪部に蒸着することにより形成すれば、小型
・軽量化が可能となるので、好都合である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の斜視図である。
【図２】本発明の一実施例の断面図である。
【図３】本発明の一実施例の要部構成を示す断面図であ
る。
る。
【図４】本発明の一実施例に用いる駆動信号の波形図で
ある。
ある。
【図５】第１の従来例の斜視図である。
【図６】第１の従来例の断面図である。
【図７】第２の従来例の斜視図である。
【図８】第２の従来例の断面図である。
１ 半導体基板 ２ 重り部 ３ 外枠部 ４ 起歪部 ５ ピエゾ抵抗 ６ 薄膜圧電材料
Claims (1)
- 【請求項１】 加速度を受ける重り部と、この重り部
を支持する薄肉化した起歪部とを半導体基板を加工して
一体的に形成し、前記重り部の動きにより前記起歪部に
起きる歪みを検出するためのピエゾ抵抗を前記起歪部に
形成した半導体加速度センサーにおいて、前記重り部を
圧電効果により駆動する圧電駆動手段を設けたことを特
徴とする自己診断用駆動部を有する半導体加速度センサ
ー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13402492A JPH05322927A (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | 自己診断用駆動部を有する半導体加速度センサー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13402492A JPH05322927A (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | 自己診断用駆動部を有する半導体加速度センサー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05322927A true JPH05322927A (ja) | 1993-12-07 |
Family
ID=15118601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13402492A Pending JPH05322927A (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | 自己診断用駆動部を有する半導体加速度センサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05322927A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011010571A1 (ja) * | 2009-07-24 | 2011-01-27 | ローム株式会社 | 半導体圧力センサ、圧力センサ装置、電子機器、および半導体圧力センサの製造方法 |
| CN109596208A (zh) * | 2017-09-30 | 2019-04-09 | 中国科学院声学研究所 | 一种u形槽悬臂梁结构的mems压电矢量水听器及其制备方法 |
-
1992
- 1992-05-26 JP JP13402492A patent/JPH05322927A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011010571A1 (ja) * | 2009-07-24 | 2011-01-27 | ローム株式会社 | 半導体圧力センサ、圧力センサ装置、電子機器、および半導体圧力センサの製造方法 |
| US8770035B2 (en) | 2009-07-24 | 2014-07-08 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor pressure sensor, pressure sensor apparatus, electronic equipment, and method of manufacturing semiconductor pressure sensor |
| JP5696045B2 (ja) * | 2009-07-24 | 2015-04-08 | ローム株式会社 | 半導体圧力センサ |
| US9568385B2 (en) | 2009-07-24 | 2017-02-14 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor pressure sensor, pressure sensor apparatus, electronic equipment, and method of manufacturing semiconductor pressure sensor |
| CN109596208A (zh) * | 2017-09-30 | 2019-04-09 | 中国科学院声学研究所 | 一种u形槽悬臂梁结构的mems压电矢量水听器及其制备方法 |
| CN109596208B (zh) * | 2017-09-30 | 2020-04-03 | 中国科学院声学研究所 | 一种u形槽悬臂梁结构的mems压电矢量水听器及其制备方法 |
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