JPH06160424A - 加速度センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 実質的に２枚の基板で加速度センサを形成
し、製造工程を簡素化して歩留まり等を向上する。 【構成】 一端側に第１の片持梁１２が形成された第１
の基板１１の上面側に、他端側に第２の片持梁１６が形
成された第２の基板１５を設け、質量部１２Ｃと質量部
１６Ｃとを連結部材２０を介して一体的に連結する構成
とした。これにより、連結部材２０を介して各片持梁１
２，１６は合体し、各基板１１，１５に亘る両持梁が形
成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車、産業機
械等に生じる加速度を検出するのに用いて好適な加速度
センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１９に従来技術による加速度センサを
示す。

【０００３】図において、１はシリコン材料から形成さ
れ、全体として角形の枠体をなす中央基板、２は該中央
基板１に一体形成された両持梁をそれぞれ示し、該両持
梁２は左，右両端側に設けられ、後述する下側基板３と
上側基板４とに挟持された固定部２Ａ，２Ａと、基端側
が該各固定部２Ａに接続され、先端側が中央基板１の中
央部に向けて延設された薄肉平板状の支持部２Ｂ，２Ｂ
と、該各支持部２Ｂの先端側で両側から支持された質量
部２Ｃとから構成されている。そして、該両持梁２は、
中央基板１と垂直方向の加速度が加わると、この加速度
に応じて質量部２Ｃを垂直方向に変位させるものであ
る。

【０００４】３は中央基板１の下側に設けられた下側基
板、４は中央基板１の上側に設けられた上側基板をそれ
ぞれ示し、該各基板３，４は前記中央基板１と同様にシ
リコン材料から板状に形成され、溶融ガラス等の絶縁材
料から例えばロ字状に形成された絶縁部材５，５，…を
介して中央基板１を挟持している。

【０００５】６は両持梁２の質量部２Ｃの下面側と下側
基板３の上面側との間に設けられた下側静電容量検出部
を示し、該下側静電容量検出部６は質量部２Ｃの下面側
に設けられた可動電極６Ａと、該可動電極６Ａと対向し
て下側基板３の上面側に設けられた固定電極６Ｂとから
構成され、該各電極６Ａ，６Ｂはリード線等を介して静
電容量検出回路（いずれも図示せず）に接続されてい
る。そして、該下側静電容量検出部６は、加速度に応じ
て垂直方向に変位する質量部２Ｃと下側基板３との間の
静電容量を検出するものである。

【０００６】７は両持梁２の質量部２Ｃ上面側と上側基
板４の下面側との間に設けられた上側静電容量検出部を
示し、該上側静電容量検出部７は下側静電容量検出部６
と同様に、質量部２Ｃの上面側に設けられた可動電極７
Ａと、該可動電極７Ａと対向して上側基板４の下面側に
設けられた固定電極７Ｂとから構成され、該各電極７
Ａ，７Ｂはリード線等を介して静電容量検出回路に接続
されている。そして、該上側静電容量検出部７は、質量
部２Ｃと上側基板４との間の静電容量を検出するもので
ある。

【０００７】従来技術による加速度センサは上述の如き
構成を有するもので、別工程でそれぞれ別体に形成され
た各基板１，３，４を、最終組立工程で絶縁部材５を介
して接合することにより製造される。

【０００８】そして、中央基板１と垂直な方向の加速度
が加えられると、両持梁２の質量部２Ｃは各支持部２Ｂ
により支持されつつ加速度に応じて垂直方向に変位す
る。ここで、両持梁２の質量部２Ｃが下側に変位する
と、下側静電容量検出部６の電極間距離が短くなり、上
側静電容量検出部７の電極間距離が長くなる。一方、質
量部２Ｃが上側に変位すると、下側静電容量検出部６の
電極間距離が長くなり、上側静電容量検出部７の電極間
距離が短くなる。これにより、質量部２Ｃの変位に応じ
て各検出部６，７の検出静電容量がそれぞれ変化するか
ら、静電容量検出回路で該各検出部６，７からの静電容
量を比較することにより、質量部２Ｃに加わった加速度
が検出される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術による加速度センサでは、両持梁２が形成された
中央基板１と、該中央基板１の上，下に設けられた上側
基板４，下側基板３との３枚のシリコン基板により加速
度センサを構成しているから、該各基板１，３，４をそ
れぞれ別工程で精密に加工した後、正確に位置合せをし
て各基板１，３，４を接合しなければならない。

【００１０】このため、上述した従来技術によるもので
は、３枚の基板１，３，４の加工、位置合せ等に手間が
かかり、製造工程が複雑化して製造コストが大幅に増大
するという問題がある。

【００１１】また、従来技術によるものでは、その構造
上必然的に、各基板１，３，４はそれぞれ別工程で別体
のものとして形成されるから、薄肉平板状の各支持部２
Ｂを有する両持梁２が形成された中央基板１は、下側基
板３、上側基板４によって保護されない状態で取扱われ
る。

【００１２】このため、従来技術によるものでは、この
取扱い中に生じる衝撃によって無防備な各支持部２Ｂが
折損し易いから、中央基板１の歩留まりが特に低く、製
造コストが増大するばかりか、その取扱いに過度の慎重
さが要求され、製造効率が大幅に低下するという問題が
ある。

【００１３】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、実質的に２枚の基板で製造することがで
き、加工や位置合せ等の工程を簡略化して、歩留まり等
を向上できるようにした加速度センサを提供することを
目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、第１の発明が採用する構成は、一端側に加速度
に応じて垂直方向に変位する第１の片持梁が形成された
第１の基板と、該第１の基板の上側に所定寸法離間して
設けられ、他端側に加速度に応じて垂直方向に変位する
第２の片持梁が形成された第２の基板と、前記第１の片
持梁の先端側と第２の片持梁の先端側とを連結する連結
部材とからなる。

【００１５】また、課題を解決するために、第２の発明
が採用する構成は、両端側に加速度に応じて垂直方向に
変位する第１、第２の片持梁がそれぞれ形成された第１
の基板と、該第１の基板の上側に所定寸法離間して設け
られ、垂直方向に変位可能な可動部が形成された第２の
基板と、前記各片持梁の先端側と前記可動部とを連結す
る連結部材とからなる。

【００１６】さらに、第３の発明が採用する構成は、一
端側に加速度に応じて変位する片持梁が形成された第１
の基板と、該第１の基板の上側に所定寸法離間して設け
られ、他端側に垂直方向に変位可能な可動部が形成され
た第２の基板と、前記片持梁と可動部とを連結する連結
部材とからなる。

【００１７】

【作用】第１の発明の構成により、第１の片持梁と第２
の片持梁とは連結部材によって連結され、該各片持梁に
よって両持梁が形成される。そして、基板と垂直な加速
度が加わると、この両持梁は加速度に応じて垂直方向に
変位するから、該両持梁と第１の基板との間の静電容量
と、両持梁と第２の基板との間の静電容量とを比較する
ことにより、加速度が検出される。

【００１８】また、第２の発明の構成により、第１の片
持梁と第２の片持梁とは連結部材によって第１の基板の
可動部とそれぞれ連結され、該各片持梁および可動部に
よって両持梁が形成される。そして、この両持梁は加速
度に応じて基板と垂直方向に変位するから、可動部と第
１の基板との間の静電容量と、各片持梁と第２の基板と
の間の静電容量とを比較することにより、加速度が検出
される。

【００１９】さらに、第３の発明の構成により、基板と
垂直な加速度が加わると、片持梁と可動部とはこの加速
度に応じて垂直方向に変位するから、片持梁と第２の基
板との間の静電容量と、第１の基板と可動部との間の静
電容量とを比較することにより、加速度が検出される。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図１８に
基づいて説明する。

【００２１】まず、図１ないし図９は本発明の第１の実
施例に係り、図中、１１は例えばｎ型で（１００）のミ
ラー指数を有するシリコン材料から形成された第１の基
板を示し、該第１の基板１１は後述する第１の片持梁１
２、第１の溝部１３、第１の固定部１４から構成されて
いる。

【００２２】１２は第１の基板１１の一端側（図１中左
側）に設けられた第１の片持梁を示し、該第１の片持梁
１２は後述の台座２３に例えばエポキシ樹脂等の接着剤
Ｓにより固定された固定端１２Ａと、基端側が該固定端
１２Ａに接続され、先端側が第１の基板１１の中央部に
向けて延設された自由端となった薄肉平板状の支持部１
２Ｂと、該支持部１２Ｂの先端側に設けられ、所定の質
量をもって形成された質量部１２Ｃとから構成されてい
る。そして、該第１の片持梁１２は、第１の基板１１に
対して垂直方向に加速度が加わると、この加速度に応じ
て質量部１２Ｃを垂直方向に変位させるものである。

【００２３】１３は第１の片持梁１２の外周側に設けら
れ、図２に示す如くコ字状に形成された第１の溝部、１
４は第１の片持梁１２と該第１の溝部１３を挟んで設け
られた第１の固定部をそれぞれ示し、該第１の固定部１
４は台座２３上に接着剤Ｓ等によって固定されている。
また、該第１の固定部１４は、後述する第２の片持梁１
６の質量部１６Ｃが所定量以上下向きに変位しないよう
に規制する下限ストッパを構成している。

【００２４】１５は図３にも示す如く第１の基板１１の
上側に所定寸法ｔ1 だけ離間して設けられた第２の基板
を示し、該第２の基板１５は第１の基板１１と同様に、
ｎ型で（１００）のミラー指数を有するシリコン材料か
ら形成され、後述する第２の片持梁１６、第２の溝部１
７、第２の固定部１８から構成されている。

【００２５】１６は第２の基板１５の他端側（図１中右
側）に設けられ、第１の片持梁１２と共に両持梁を形成
する第２の片持梁を示し、該第２の片持梁１６は前記第
１の片持梁１２とほぼ同様に、第１の固定部１４上に後
述の絶縁部材１９，１９，…を介して固定された固定端
１６Ａと、基端側が該固定端１６Ａに接続され、先端側
が第２の基板１５の中央部に向けて延設された薄肉平板
状の支持部１６Ｂと、該支持部１６Ｂの先端側に所定の
質量をもって形成された質量部１６Ｃとから構成されて
いる。そして、該第２の片持梁１６は、第２の基板１５
と垂直方向の加速度が加わると、この加速度に応じて質
量部１６Ｃを垂直方向に変位させるものである。

【００２６】１７は第２の片持梁１６の外周側に設けら
れ、第１の溝部１３と同様にコ字状に形成された第２の
溝部、１８は第２の片持梁１６と該第２の溝部１７を介
して対向して設けられた第２の固定部をそれぞれ示し、
該第２の固定部１８は絶縁部材１９を介して第１の片持
梁１２の固定端１２Ａ上面側に固定されている。また、
該第２の固定部１８は、第１の片持梁１２の質量部１２
Ｃが所定量以上上向きに変位するのを防止する上限スト
ッパを構成している。

【００２７】１９，１９，…は第１の基板１１の両端側
に設けられた絶縁部材を示し、該各絶縁部材１９は例え
ばアルカリガラス等の絶縁材料から、図３に示す如く、
所定の厚さ寸法ｔ1 を有する板状に形成されて全体とし
て角枠状をなし、各基板１１，１５の間を電気的に絶縁
している。

【００２８】２０は第１の片持梁１２の質量部１２Ｃと
第２の片持梁１６の質量部１６Ｃとの間を連結して設け
られた連結部材を示し、該連結部材２０は前記各絶縁部
材１９と同様に、アルカリガラス等の絶縁材料から所定
の厚さ寸法ｔ1 を有する板状に形成されている。そし
て、該連結部材２０は、各質量部１２Ｃ，１６Ｃを相互
に連結することにより両者を一体化して質量部結合体と
し、各片持梁１２，１６によって各基板１１，１５に亘
る両持梁を形成するものである。

【００２９】２１は連結部材２０の一端側に位置して第
１の片持梁１２と第２の固定部１８との間に設けられた
一側静電容量検出部を示し、該一側静電容量検出部２１
は、第１の片持梁１２の質量部１２Ｃ上面側に設けられ
た可動電極２１Ａと、該可動電極２１Ａと対向して第２
の固定部１８下面側に設けられた固定電極２１Ｂとから
構成され、各電極２１Ａ，２１Ｂはリード線等を介して
静電容量検出回路（いずれも図示せず）に接続されてい
る。そして、該一側静電容量検出部２１は、加速度に応
じて第１の片持梁１２の質量部１２Ｃが垂直方向に変位
すると、該質量部１２Ｃと第２の固定部１８との間の静
電容量を検出するものである。

【００３０】２２は連結部材２０の他端側に位置して第
２の片持梁１６と第１の固定部１４との間に設けられた
他側静電容量検出部を示し、該他側静電容量検出部２２
は、第２の片持梁１６の質量部１６Ｃ下面側に設けられ
た可動電極２２Ａと、該可動電極２２Ａと対向して第１
の固定部１４の上面側に設けられた固定電極２２Ｂとか
ら構成され、該各電極２２Ａ，２２Ｂはリード線等を介
して静電容量検出回路に接続されている。そして、該他
側静電容量検出部２２は、前記一側静電容量検出部２１
とほぼ同様に、加速度に応じて第２の片持梁１６の質量
部１６Ｃが垂直方向に変位すると、該質量部１６Ｃと第
１の固定部１４との間の静電容量を検出するものであ
る。

【００３１】２３は第１の基板１１の下側に設けられ、
例えばガラス材料等から有底角筒状に形成された台座を
示し、該台座２３の外周側には第１の基板１１が接着剤
Ｓを介して固定され、該台座２３の中央部には凹部２３
Ａが形成されている。

【００３２】なお、２４，２４，…は第１の基板１１の
下面側，第２の基板１５の上面側に設けられた第１の二
酸化珪素膜、２５，２５，…は第１の基板１１の上面
側，第２の基板１５の下面側に設けられた窒化膜をそれ
ぞれ示し、該各膜２４，２５は電気的絶縁性を有してい
る。

【００３３】本実施例による加速度センサは上述の如き
構成を有するもので、次に、その製造方法について図４
ないし図９を参照しつつ説明する。

【００３４】まず、図４は第２の基板形成工程を示し、
該第２の基板形成工程では、ｎ型のシリコン基板１５′
の上面側に、第１の二酸化珪素膜２４を第２の溝部１７
および第２の片持梁１６の支持部１６Ｂに対応する部分
を除いた面に形成した後、該第１の二酸化珪素膜２４の
上面側に第２の溝部１７を除いて第２の二酸化珪素膜２
６を形成する。また、シリコン基板１５′の下面側には
窒化膜２５と各電極２１Ｂ，２２ＡをプラズマＣＶＤ
法、エッチング、フォトリソグラフィ、電子ビーム蒸着
等の技術を用いて所定のパターン形状に形成する。

【００３５】次に、図５は第１の基板形成工程を示し、
該第１の基板形成工程では、ｎ型のシリコン基板１１′
の上面側に窒化膜２５、各電極２１Ａ，２２Ｂを所定の
パターン形状に形成すると共に、各絶縁部材１９および
連結部材２０をスパッタ法等によって形成する。また、
シリコン基板１１′の下面側には、前記第１の基板形成
工程とほぼ同様に、第１の二酸化珪素膜２４と第２の二
酸化珪素膜２６とを所定のパターン形状でそれぞれ形成
する。

【００３６】そして、図６に示す接合工程では、前記第
２の基板形成工程で形成されたシリコン基板１５′を第
１の基板形成工程で形成されたシリコン基板１１′上に
載置し、該各基板１１′，１５′を各絶縁部材１９およ
び連結部材２０を介して陽極接合技術により接合する。

【００３７】次に、図７は予備エッチング工程を示し、
該予備エッチング工程では、第２の二酸化珪素膜２６等
をマスクとして、例えばＴＭＡＨ（テトラメチルアンモ
ニウムハイドロオキサイド）等のアルカリ水溶液によ
り、各片持梁１２，１６の各支持部１２Ｂ，１６Ｂの厚
さ寸法に対応した深さ寸法だけ各シリコン基板１１′，
１５′をエッチングする。これにより、各溝部１３，１
７の上，下両端側に対応する部分が少しだけエッチング
され、後述の本エッチング工程により上，下に貫通した
各溝部１３，１７が形成される。

【００３８】さらに、図８に示す本エッチング工程で
は、第２の二酸化珪素膜２６を除去した後、第１の二酸
化珪素膜２４，２４をマスクとして例えばＴＭＡＨ等の
アルカリ水溶液によりエッチングを行ない、各溝部１
３，１７、各支持部１２Ｂ，１６Ｂ、各固定部１４，１
８を形成し、各基板１１′，１５′をそれぞれ第１の基
板１１，第２の基板１５となす。

【００３９】最後に、図９に示す台座取付け工程では、
前記本エッチング工程で各片持梁１２，１６等が形成さ
れた各基板１１，１５をダイシング分離した後、別工程
で形成された台座２３の上面側に接着剤Ｓを介して固定
することにより、加速度センサを完成する。

【００４０】本実施例による加速度センサは、上述の如
く製造されるもので、連結部材２０によって各片持梁１
２，１６の各質量部１２Ｃ，１６Ｃは一体的に連結さ
れ、これにより、該各片持梁１２，１６は合体して両持
梁を形成する。

【００４１】そして、各基板１１，１５に垂直な加速度
が加わると、連結部材２０によって連結された各質量部
１２Ｃ，１６Ｃからなる質量部結合体は、各支持部１２
Ｂ，１６Ｂによってその両端側を支持されつつ、この加
速度に応じて一緒に垂直方向に変位し、各質量部１２
Ｃ，１６Ｃの垂直方向変位に伴なう静電容量の変化は各
静電容量検出部２１，２２によってそれぞれ検出され、
静電容量検出回路で比較される。

【００４２】即ち、各質量部１２Ｃ，１６Ｃが上方に変
位した場合は、一側静電容量検出部２１の電極間距離が
縮まって静電容量が増大する一方、他側静電容量検出部
２２の電極間距離は拡がって静電容量が減少する。ま
た、これとは逆に、各質量部１２Ｃ，１６Ｃが下方に変
位した場合は、一側静電容量検出部２１の電極間距離が
長くなって静電容量が小さくなる一方、他側静電容量検
出部２２の電極間距離が短くなって静電容量が大きくな
る。従って、各静電容量検出部２１，２２が検出した静
電容量を比較することにより、加速度の向きと大きさが
検出される。

【００４３】かくして、本実施例によれば、一端側に第
１の片持梁１２が形成された第１の基板１１の上面側
に、他端側に第２の片持梁１６が形成された第２の基板
１５を設け、第１の片持梁１２の質量部１２Ｃと第２の
片持梁１６の質量部１６Ｃとを連結部材２０によって一
体的に連結する構成としたから、該連結部材２０を介し
て各片持梁１２，１６を合体させることができ、各基板
１１，１５に亘る両持梁を形成することができる。

【００４４】この結果、実質的に２枚の基板１１，１５
によって両持梁式の加速度センサを形成できるから、各
基板１１，１５の加工や位置合せ等の手間を従来技術に
よるものと比較して大幅に削減することができ、製造工
数を簡素化して製造コストを低減することができる。

【００４５】ここで、各基板１１，１５は最終的に台座
２３上に固定されるものの、該台座２３は電極等が設け
られない単なる土台に過ぎず、加速度の検出精度に何の
影響も与えないもので、各基板１１，１５の台座２３へ
の取付けにあたって位置合せ等を精密に行なう必要がな
く、該台座２３を精密に加工する必要性もないため、実
質的に２枚の基板１１，１５によって加速度センサが形
成される。

【００４６】また、第１の基板１１と第２の基板１５と
を接合した後、本エッチング工程等によって各溝部１
３，１７、各片持梁１２，１６等を一度に形成する構成
としたから、薄肉の各支持部１２Ｂ，１６Ｂを有する各
片持梁１２，１６をストッパとしての各固定部１４，１
８によって効果的に保護することができ、取扱い中に該
各支持部１２Ｂ，１６Ｂが折損したりするのを防止し
て、歩留まりや製造効率等を大幅に向上することができ
る。

【００４７】次に、図１０ないし図１７は本発明の第２
の実施例に係り、本実施例の特徴は、両端側にそれぞれ
対向する片持梁が形成された第１の基板上に、連結部材
を介して可動部が形成された第２の基板を設けることに
より、該各片持梁と可動部とで両持梁を形成する構成と
したことにある。

【００４８】図中、３１は例えばｎ型で（１００）のミ
ラー指数を有するシリコン材料から形成された第１の基
板を示し、該第１の基板３１は後述する第１の片持梁３
２、第２の片持梁３３、第１の固定部３５から構成され
ている。

【００４９】３２は第１の基板３１の一端側に設けられ
た第１の片持梁、３３は該第１の片持梁３２と対向して
第１の基板３１の他端側に設けられた第２の片持梁をそ
れぞ示し、該各片持梁３２，３３は、後述の台座４５に
接合された固定端３２Ａ，３３Ａと、基端側が該各固定
端３２Ａ，３３Ａに接続され、先端側が第１の基板３１
の中央部に向けて延設された薄肉平板状の支持部３２
Ｂ，３３Ｂと、該各支持部３２Ｂ，３３Ｂの先端側に設
けられ、所定の質量をもって形成された各質量部３２
Ｃ，３３Ｃとからそれぞれ構成されている。そして、該
各片持梁３２，３３は、第１の基板３１に垂直方向に加
速度が加わると、この加速度に応じて各質量部３２Ｃ，
３３Ｃをそれぞれ垂直方向に変位させるものである。

【００５０】３４，３４は各片持梁３２，３３の外周側
に設けられ、コ字状に形成された第１の溝部、３５は第
１の基板３１のほぼ中央部に位置して各片持梁３２，３
３と該各第１の溝部３４を挟んで設けられた第１の固定
部をそれぞれ示し、該第１の固定部３５は図１１に示す
如く台座４５上に接着剤Ｓにより固定されている。ま
た、該第１の固定部３５は、後述する可動部３７が所定
量以上下向きに変位しないように規制する下限ストッパ
を構成している。

【００５１】３６は第１の基板３１の上側に所定寸法ｔ
1 だけ離間して設けられた第２の基板を示し、該第２の
基板３６は第１の基板３１と同様に、ｎ型で（１００）
のミラー指数を有するシリコン材料から形成され、可動
部３７、第２の固定部３９から構成されている。

【００５２】３７は第２の基板３６のほぼ中央部に位置
して垂直方向に変位可能に設けられた可動部を示し、該
可動部３７は、その全周側を縁どるように設けられた方
形状の第２の溝部３８によって第２の基板３６と分離さ
れ、後述の連結部材４１，４１を介して各片持梁３２，
３３の各質量部３２Ｃ，３３Ｃに支持されている。そし
て、該可動部３７は各連結部材４１によって各質量部３
２Ｃ，３３Ｃと連結されることにより、該各質量部３２
Ｃ，３３Ｃと合体して質量部結合体を形成するようにな
っている。

【００５３】３９は第２の溝部３８によって第２の基板
３６の外周側に設けられた第２の固定部を示し、該第２
の固定部３９はアルカリガラス等の絶縁材料から所定の
厚さ寸法ｔ1 を有する板状に形成された各絶縁部材４
０，４０を介して各片持梁３２，３３の各固定端３２
Ａ，３３Ａの上面側に固定されている。そして、該第２
の固定部３９は、各片持梁３２，３３の各質量部３２
Ｃ，３３Ｃが所定量以上上向きに変位するのを規制する
上限ストッパを構成している。

【００５４】４１，４１は可動部３７の一端側，他端側
に離間して位置し、可動部３７の下面側と各片持梁３
２，３３の各質量部３２Ｃ，３３Ｃ上面側との間にそれ
ぞれ設けられた連結部材を示し、該各連結部材４１はア
ルカリガラス等の絶縁材料から所定の厚さ寸法ｔ1 を有
する板状に形成されている。そして、該各連結部材４１
は、可動部３７と各質量部３２Ｃ，３３Ｃとを相互に連
結して一体化することにより質量部結合体を形成し、該
可動部３７と各片持梁３２，３３とで各基板３１，３６
に亘る両持梁を形成するものである。

【００５５】４２は可動部３７の一端側に位置して第２
の固定部３９と第１の片持梁３２の質量部３２Ｃとの間
に設けられた一側静電容量検出部を示し、該一側静電容
量検出部４２は、第１の片持梁３２の質量部３２Ｃ上面
側に設けられた可動電極４２Ａと、該可動電極４２Ａと
対向して第２の固定部３９の下面側に設けられた固定電
極４２Ｂとから構成され、各電極４２Ａ，４２Ｂはリー
ド線等を介して静電容量検出回路（いずれも図示せず）
に接続されている。

【００５６】４３は可動部３７の他端側に位置して第２
の固定部３９と第２の片持梁３３の質量部３３Ｃとの間
に設けられた他側静電容量検出部を示し、該他側静電容
量検出部４３は、一側静電容量検出部４２とほぼ同様
に、第２の片持梁３３の質量部３３Ｃ上面側に設けられ
た可動電極４３Ａと、該可動電極４３Ａと対向して第２
の固定部３９の下面側に設けられた固定電極４３Ｂとか
ら構成され、各電極４３Ａ，４３Ｂはリード線（図示せ
ず）等を介して静電容量検出回路に接続されている。

【００５７】４４は可動部３７と第１の固定部３５との
間に設けられた中央静電容量検出部を示し、該中央静電
容量検出部４４は可動部３７の下面側に設けられた可動
電極４４Ａと、該可動電極４４Ａと対向して第１の固定
部３５の上面側に設けられた固定電極４４Ｂとから構成
され、前記各静電容量検出部４２，４３と同様に、該各
電極４４Ａ，４４Ｂはリード線（図示せず）を介して静
電容量検出回路に接続されている。

【００５８】４５は第１の基板３１の下側に設けられ、
例えばガラス材料等から有底角筒状に形成された台座を
示し、該台座４５の外周側には第１の基板３１が接着剤
Ｓを介して固定され、台座４５の中央部には凹部４５Ａ
が形成されている。

【００５９】４６，４６は第１の基板３１の下面側，第
２の基板３６の上面側に設けられた第１の二酸化珪素
膜、４７，４７は第１の基板３１の上面側，第２の基板
３６の下面側に設けられた窒化膜をそれぞれ示し、該各
膜４６，４７は電気的絶縁性を有している。

【００６０】本実施例による加速度センサは上述の如き
構成を有するもので、次に、その製造方法について図１
２ないし図１７を参照しつつ説明する。

【００６１】まず、図１２に示す第２の基板形成工程で
は、シリコン基板３６′の上面側に第１の二酸化珪素膜
４６を所定のパターン形状で形成すると共に、シリコン
基板３６′の下面側には窒化膜４７と各電極４２Ｂ，４
３Ｂ，４４Ａを形成する。

【００６２】次に、図１３に示す第１の基板形成工程で
は、シリコン基板３１′の上面側に窒化膜４７、各電極
４２Ａ，４３Ａ，４４Ｂ、各絶縁部材４０、連結部材４
１を形成し、該シリコン基板３１′の下面側には第１の
二酸化珪素膜４６と第２の二酸化珪素膜４８とを所定の
パターン形状で形成する。

【００６３】そして、図１４に示す接合工程では、シリ
コン基板３１′の上面側にシリコン基板３６′を載置
し、該各基板３１′，３６′を各絶縁部材４０および連
結部材４１を介して陽極接合技術により接合する。

【００６４】次に、図１５に示す予備エッチング工程で
は、第２の二酸化珪素膜４８，第１の二酸化珪素膜４６
等をマスクとして、例えばＴＭＡＨ等のアルカリ水溶液
により、各片持梁３２，３３の各支持部３２Ｂ，３３Ｂ
の厚さ寸法に対応した深さ寸法だけ各シリコン基板３
１′，３６′をエッチングする。これにより、各溝部３
４，３８の上，下両端側に対応する部分が少しだけエッ
チングされる。

【００６５】さらに、図１６に示す本エッチング工程で
は、第２の二酸化珪素膜４８を除去した後、第１の二酸
化珪素膜４６，４６をマスクとして例えばＴＭＡＨ等の
アルカリ水溶液によりエッチングを行ない、各溝部３
４，３８、各片持梁３２，３３、各固定部３５，３９を
形成し、各基板３１′，３６′をそれぞれ第１の基板３
１，第２の基板３６となす。

【００６６】最後に、図１７に示す台座取付け工程で
は、前記本エッチング工程で各片持梁３２，３３等が形
成された各基板３１，３６をダイシング分離した後、別
工程で形成された台座４５の上面側に接着剤Ｓによって
固定することにより、加速度センサを完成する。

【００６７】かくして、このように製造される本実施例
による加速度センサでも、上述した第１の実施例とほぼ
同一の作用効果を得ることができる。

【００６８】さらに、図１８は本発明の第３の実施例を
示し、本実施例の特徴は２枚の基板で片持梁を形成する
構成としたことにある。

【００６９】図中、５１はｎ型で（１００）のミラー指
数を有するシリコン材料から形成された第１の基板、５
２は該第１の基板５１の一端側に設けられた片持梁をそ
れぞれ示し、該片持梁５２は後述の台座６３に接着剤Ｓ
により固定された固定端５２Ａと、基端側が該固定端５
２Ａに接続され、先端側が第１の基板５１の中央部に向
けて延設された薄肉平板状の支持部５２Ｂと、該支持部
５２Ｂの先端側に設けられ、所定の質量をもって形成さ
れた質量部５２Ｃとから構成されている。

【００７０】５３は片持梁５２の外周側に設けられ、コ
字状に形成された第１の溝部、５４は片持梁５２と該第
１の溝部５３を挟んで設けられ、台座６３上に接着剤Ｓ
によって固定された第１の固定部をそれぞれ示し、該第
１の固定部５４は、後述する可動部５８が所定量以上下
向きに変位しないように規制する下限ストッパを構成し
ている。

【００７１】５５は第１の基板５１の上側に所定寸法ｔ
1 だけ離間して設けられ、例えばｎ型で（１００）のミ
ラー指数を有するシリコン材料から形成された第２の基
板を示し、該第２の基板５５は、第２の溝部５６によっ
て一端側に位置する第２の固定部５７と、他端側に位置
する可動部５８とに分断されている。

【００７２】ここで、前記固定部５７はアルカリガラス
等の絶縁材料からなる絶縁部材５９を介して片持梁５２
の固定端５２Ａ上に接合され、前記可動部５８は後述の
連結部材６０を介して片持梁５２の質量部５２Ｃ上面側
に連結されている。そして、該固定部５７は片持梁５２
の質量部５２Ｃが所定量以上上向きに変位するのを防止
する上限ストッパを構成し、一方、可動部５８は加速度
が加わると、質量部５２Ｃと共に垂直方向に変位するよ
うになっている。

【００７３】６０は可動部５８と片持梁５２の質量部５
２Ｃとを連結して設けられた連結部材を示し、該連結部
材６０は絶縁部材５９とほぼ同様に、アルカリガラス等
の絶縁材料から形成されている。そして、該連結部材６
０は、可動部５８と質量部５２Ｃとを連結して一体化す
ることにより、質量部結合体として形成するものであ
る。

【００７４】６１は連結部材６０の一端側に位置して片
持梁５２と第２の固定部５７との間に設けられた一側静
電容量検出部を示し、該一側静電容量検出部６１は、片
持梁５２の質量部５２Ｃ上面側に設けられた可動電極６
１Ａと、該可動電極６１Ａと対向して第２の固定部５７
下面側に設けられた固定電極６１Ｂとから構成され、各
電極６１Ａ，６１Ｂはリード線等を介して静電容量検出
回路（いずれも図示せず）に接続されている。

【００７５】６２は連結部材６０の他端側に位置して可
動部５８と第１の固定部５４との間に設けられた他側静
電容量検出部を示し、該他側静電容量検出部６２は、可
動部５８の下面側に設けられた可動電極６２Ａと、該可
動電極６２Ａと対向して第１の固定部５４の上面側に設
けられた固定電極６２Ｂとから構成され、該各電極６２
Ａ，６２Ｂはリード線等を介して静電容量検出回路に接
続されている。

【００７６】６３は第１の基板５１の下側に設けられ、
例えばガラス材料等から有底角筒状に形成された台座を
示し、該台座６３の外周側には第１の基板５１が接着剤
Ｓを介して固定され、該台座６３の中央部には凹部６３
Ａが形成されている。

【００７７】なお、６４は第１の二酸化珪素膜、６５は
窒化膜である。

【００７８】かくして、このように構成される本実施例
でも、上述した第１，第２の実施例とほぼ同様の作用効
果を得ることができる。

【００７９】なお、前記各実施例では、台座２３，４
５，６３をガラス材料から形成するものとして述べた
が、これに替えて、金属材料を用いてもよい。

【００８０】

【発明の効果】以上詳述した通り、第１の発明によれ
ば、一端側に第１の片持梁が形成された第１の基板の上
面側に、他端側に第２の片持梁が形成された第２の基板
を設け、第１の片持梁と第２の片持梁とを連結部材によ
って一体的に連結する構成としたから、該連結部材によ
り各片持梁を合体させて各基板に亘る両持梁を形成する
ことができる。この結果、実質的に２枚の基板によって
両持梁式の加速度センサを形成できるから、各基板の加
工や位置合せ等の手間を従来技術によるものと比較して
削減することができ、製造工数を簡素化して製造コスト
を低減し、歩留まり等を向上することができる。

【００８１】また、第２の発明によれば、両端側に第
１，第２の片持梁が形成された第１の基板上に、可動部
が形成された第２の基板を設け、前記各片持梁と可動部
とを連結部材によって一体的に連結する構成としたか
ら、各片持梁および可動部によって両持梁を形成でき、
上述した第１の発明とほぼ同様の効果を奏する。

【００８２】さらに、第３の発明によれば、一端側に片
持梁が形成された第１の基板上に、他端側に可動部が形
成された第２の基板を設け、前記片持梁と可動部とを連
結部材によって連結する構成としたから、上述した第
１，第２の発明とほぼ同様の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による加速度センサの断
面図である。

【図２】図１中の矢示II−II方向断面図である。

【図３】図１中の矢示III −III 方向断面図である。

【図４】第２の基板形成工程を示す断面図である。

【図５】第１の基板形成工程を示す断面図である。

【図６】接合工程を示す断面図である。

【図７】予備エッチング工程を示す断面図である。

【図８】本エッチング工程を示す断面図である。

【図９】台座取付け工程を示す断面図である。

【図１０】本発明の第２の実施例による加速度センサの
断面図である。

【図１１】図１０中の矢示XI−XI方向断面図である。

【図１２】第２の基板形成工程を示す断面図である。

【図１３】第１の基板形成工程を示す断面図である。

【図１４】接合工程を示す断面図である。

【図１５】予備エッチング工程を示す断面図である。

【図１６】本エッチング工程を示す断面図である。

【図１７】台座取付け工程を示す断面図である。

【図１８】本発明の第３の実施例による加速度センサの
断面図である。

【図１９】従来技術による加速度センサを示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１１，３１，５１ 第１の基板 １２，３２ 第１の片持梁 １５，３６，５５ 第２の基板 １６，３３ 第２の片持梁 １９，４０，５９ 絶縁部材 ２０，４１，６０ 連結部材 ２１，４２ 一側静電容量検出部 ２２，４３ 他側静電容量検出部 ２３，４５，６３ 台座 ３７，５８ 可動部 ４４ 中央静電容量検出部 ５２ 片持梁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端側に加速度に応じて垂直方向に変位
   する第１の片持梁が形成された第１の基板と、該第１の
   基板の上側に所定寸法離間して設けられ、他端側に加速
   度に応じて垂直方向に変位する第２の片持梁が形成され
   た第２の基板と、前記第１の片持梁の先端側と第２の片
   持梁の先端側とを連結する連結部材とから構成してなる
   加速度センサ。
2. 【請求項２】 両端側に加速度に応じて垂直方向に変位
   する第１、第２の片持梁がそれぞれ形成された第１の基
   板と、該第１の基板の上側に所定寸法離間して設けら
   れ、垂直方向に変位可能な可動部が形成された第２の基
   板と、前記各片持梁の先端側と前記可動部とを連結する
   連結部材とから構成してなる加速度センサ。
3. 【請求項３】 一端側に加速度に応じて変位する片持梁
   が形成された第１の基板と、該第１の基板の上側に所定
   寸法離間して設けられ、他端側に垂直方向に変位可能な
   可動部が形成された第２の基板と、前記片持梁と可動部
   とを連結する連結部材とから構成してなる加速度セン
   サ。