JPH06291334A - 加速度センサ - Google Patents
加速度センサInfo
- Publication number
- JPH06291334A JPH06291334A JP7823793A JP7823793A JPH06291334A JP H06291334 A JPH06291334 A JP H06291334A JP 7823793 A JP7823793 A JP 7823793A JP 7823793 A JP7823793 A JP 7823793A JP H06291334 A JPH06291334 A JP H06291334A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frame
- hinge
- stoppers
- shaped fixing
- acceleration sensor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 バイアスや感度の安定性及び温度特性の向上
を図る。 【構成】 枠部１１内にヒンジ部１２を介して板状質量
部１３が保持され、枠部１１と対向してその両側に第
１、第２ストッパ１４、１５が設けられた加速度センサ
において、枠部１１を囲む枠状固定部２１を設け、その
枠状固定部２１に枠部１１の一部を支持部２２により剛
体結合し、枠状固定部２１に接着層１６を介して第１、
第２ストッパ１４、１５を固定する。枠部１１は枠状固
定部２１と大部分で切り離されているため、外部応力は
ヒンジ部１２にほとんど作用しない。
を図る。 【構成】 枠部１１内にヒンジ部１２を介して板状質量
部１３が保持され、枠部１１と対向してその両側に第
１、第２ストッパ１４、１５が設けられた加速度センサ
において、枠部１１を囲む枠状固定部２１を設け、その
枠状固定部２１に枠部１１の一部を支持部２２により剛
体結合し、枠状固定部２１に接着層１６を介して第１、
第２ストッパ１４、１５を固定する。枠部１１は枠状固
定部２１と大部分で切り離されているため、外部応力は
ヒンジ部１２にほとんど作用しない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は質量部を支持するヒン
ジ部の変形を検出することにより、入力加速度を測定す
る構造とされた加速度センサに関する。
ジ部の変形を検出することにより、入力加速度を測定す
る構造とされた加速度センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の加速度センサの一例を図
６に示す。図において（Ａ）は断面構造を模式的に示し
たものであり、（Ｂ）は一部を省略してその平面形状を
示したものである。枠部１１内にヒンジ部１２を介して
板状質量部１３が保持されている。この例では対向する
２対のヒンジ部１２が設けられ、４つのヒンジ部１２に
よって板状質量部１３が支持されたものとなっている。
枠部１１、ヒンジ部１２及び板状質量部１３は例えばシ
リコン基板をエッチングすることによって一体に形成さ
れ、ヒンジ部１２は幅狭かつ厚さが小とされて、加速度
入力による板状質量部１３の変位に応じて弾性変形可能
とされている。
６に示す。図において（Ａ）は断面構造を模式的に示し
たものであり、（Ｂ）は一部を省略してその平面形状を
示したものである。枠部１１内にヒンジ部１２を介して
板状質量部１３が保持されている。この例では対向する
２対のヒンジ部１２が設けられ、４つのヒンジ部１２に
よって板状質量部１３が支持されたものとなっている。
枠部１１、ヒンジ部１２及び板状質量部１３は例えばシ
リコン基板をエッチングすることによって一体に形成さ
れ、ヒンジ部１２は幅狭かつ厚さが小とされて、加速度
入力による板状質量部１３の変位に応じて弾性変形可能
とされている。
【０００３】枠部１１と対向してその両側に設けられた
第１、第２ストッパ１４、１５は過大な加速度入力によ
り板状質量部１３が過剰に変位してヒンジ部１２が破損
することのないように、板状質量部１３の過剰変位を防
止するものであり、接着によりそれぞれ枠部１１に固定
されている。なお、この接着により枠部１１と第１、第
２ストッパ１４、１５との間にそれぞれ形成される接着
層１６を所定の厚さとすることによって、板状質量部１
３と第１、第２ストッパ１４、１５との間に所定の間隙
がそれぞれ形成され、この間隙により板状質量部１３は
変位可能とされる。
第１、第２ストッパ１４、１５は過大な加速度入力によ
り板状質量部１３が過剰に変位してヒンジ部１２が破損
することのないように、板状質量部１３の過剰変位を防
止するものであり、接着によりそれぞれ枠部１１に固定
されている。なお、この接着により枠部１１と第１、第
２ストッパ１４、１５との間にそれぞれ形成される接着
層１６を所定の厚さとすることによって、板状質量部１
３と第１、第２ストッパ１４、１５との間に所定の間隙
がそれぞれ形成され、この間隙により板状質量部１３は
変位可能とされる。
【０００４】各ヒンジ部１２にはその変形量を電気的に
検出する素子として、例えばピエゾ抵抗素子（図示せ
ず）が配設され、ボンディングパッド１７からそれらピ
エゾ抵抗素子に所要の配線（図示せず）が施される。加
速度入力により板状質量部１３が変位し、ヒンジ部１２
が変形することによってピエゾ抵抗素子に応力が作用
し、それによるピエゾ抵抗素子の抵抗値変化を測定する
ことによって入力加速度が検出される。
検出する素子として、例えばピエゾ抵抗素子（図示せ
ず）が配設され、ボンディングパッド１７からそれらピ
エゾ抵抗素子に所要の配線（図示せず）が施される。加
速度入力により板状質量部１３が変位し、ヒンジ部１２
が変形することによってピエゾ抵抗素子に応力が作用
し、それによるピエゾ抵抗素子の抵抗値変化を測定する
ことによって入力加速度が検出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の加速度センサは過大な加速度が入力しても破損する
ことのないように、板状質量部１３の過剰変位を規制す
る一対の第１、第２ストッパ１４、１５を具備した構造
となっている。しかしながら、これら第１、第２ストッ
パ１４、１５はヒンジ部１２を支持する枠部１１にそれ
ぞれ接着固定されて取付けられているため、例えばこれ
ら第１、第２ストッパ１４、１５が外部より熱応力や取
付けによる応力を受けると、ヒンジ部１２はその応力の
影響を直接受け、加速度とは無関係に変形してしまい、
バイアスや感度の安定性及び温度特性が悪化するという
欠点があった。
来の加速度センサは過大な加速度が入力しても破損する
ことのないように、板状質量部１３の過剰変位を規制す
る一対の第１、第２ストッパ１４、１５を具備した構造
となっている。しかしながら、これら第１、第２ストッ
パ１４、１５はヒンジ部１２を支持する枠部１１にそれ
ぞれ接着固定されて取付けられているため、例えばこれ
ら第１、第２ストッパ１４、１５が外部より熱応力や取
付けによる応力を受けると、ヒンジ部１２はその応力の
影響を直接受け、加速度とは無関係に変形してしまい、
バイアスや感度の安定性及び温度特性が悪化するという
欠点があった。
【０００６】この発明の目的は従来の欠点を除去し、外
部応力がヒンジ部に及ぼす影響を低減することにより、
バイアスや感度の安定性及び温度特性を改善した加速度
センサを提供することにある。
部応力がヒンジ部に及ぼす影響を低減することにより、
バイアスや感度の安定性及び温度特性を改善した加速度
センサを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は枠部内にヒン
ジ部を介して板状質量部が保持され、枠部と対向してそ
の両側に第１、第２ストッパが設けられた加速度センサ
において、枠部をほぼ囲む枠状固定部を設け、その枠状
固定部に枠部の一部を支持部により互いに剛体結合し、
枠状固定部に接着層を介して第１、第２ストッパを固定
したものである。
ジ部を介して板状質量部が保持され、枠部と対向してそ
の両側に第１、第２ストッパが設けられた加速度センサ
において、枠部をほぼ囲む枠状固定部を設け、その枠状
固定部に枠部の一部を支持部により互いに剛体結合し、
枠状固定部に接着層を介して第１、第２ストッパを固定
したものである。
【０００８】
【作用】上記のように構成されたこの発明では、第１、
第２ストッパが接着固定される枠状固定部とヒンジ部を
支持する枠部とは大部分で切り離され、枠部は支持部を
固定端とする片持支持状とされるため、第１、第２スト
ッパが受ける外部応力が枠状固定部に作用しても枠部全
体が微小変位するのみでヒンジ部の変形はほとんど発生
しない。
第２ストッパが接着固定される枠状固定部とヒンジ部を
支持する枠部とは大部分で切り離され、枠部は支持部を
固定端とする片持支持状とされるため、第１、第２スト
ッパが受ける外部応力が枠状固定部に作用しても枠部全
体が微小変位するのみでヒンジ部の変形はほとんど発生
しない。
【０００９】
【実施例】この発明の一実施例を図１に示す。図におい
て（Ａ）は断面構造を模式的に示したものであり、
（Ｂ）はストッパを省略した平面形状を示したものであ
る。なお、図６に示した従来の加速度センサと対応する
部分は同一符号を付し、その説明を省略する。
て（Ａ）は断面構造を模式的に示したものであり、
（Ｂ）はストッパを省略した平面形状を示したものであ
る。なお、図６に示した従来の加速度センサと対応する
部分は同一符号を付し、その説明を省略する。
【００１０】この発明では矩形状の枠部１１の外側にさ
らにその枠部１１を囲むように枠状固定部２１が設けら
れる。枠部１１はその一辺の中央部が支持部２２により
枠状固定部２１に結合され、この結合部分以外の外周部
は溝２３により枠状固定部２１と離間される。枠状固定
部２１、支持部２２、枠部１１、ヒンジ部１２及び板状
質量部１３は例えばシリコン基板をエッチングすること
により一体に形成される。支持部２２はその厚さが例え
ば枠部１１と同等とされて高剛性とされ、枠部１１と枠
状固定部２１とを剛体結合するものとされる。
らにその枠部１１を囲むように枠状固定部２１が設けら
れる。枠部１１はその一辺の中央部が支持部２２により
枠状固定部２１に結合され、この結合部分以外の外周部
は溝２３により枠状固定部２１と離間される。枠状固定
部２１、支持部２２、枠部１１、ヒンジ部１２及び板状
質量部１３は例えばシリコン基板をエッチングすること
により一体に形成される。支持部２２はその厚さが例え
ば枠部１１と同等とされて高剛性とされ、枠部１１と枠
状固定部２１とを剛体結合するものとされる。
【００１１】第１ストッパ１４及び第２ストッパ１５は
それぞれその外縁部が接着層１６を介して枠状固定部２
１に接着固定される。接着剤としては例えばエポキシ樹
脂系接着剤が使用される。なお、第１、第２ストッパ１
４、１５は枠状固定部２１と同一材料で形成するのが好
ましい。各ヒンジ部１２には図示していないがピエゾ抵
抗素子がそれぞれ配設され、所要の配線が施される。
それぞれその外縁部が接着層１６を介して枠状固定部２
１に接着固定される。接着剤としては例えばエポキシ樹
脂系接着剤が使用される。なお、第１、第２ストッパ１
４、１５は枠状固定部２１と同一材料で形成するのが好
ましい。各ヒンジ部１２には図示していないがピエゾ抵
抗素子がそれぞれ配設され、所要の配線が施される。
【００１２】図２は上記のように構成された加速度セン
サ２４を分解して示したものであり、図中第１ストッパ
１４の裏側及び第２ストッパ１５にハッチングを施した
部分は枠状固定部２１と第１、第２ストッパ１４、１５
との接着組立において接着剤が塗布される範囲を示す。
図３はこの加速度センサ２４を内蔵するパッケージの一
構成を示したものであり、基板２５を介してベース２６
上に加速度センサ２４を搭載し、ベース２６に植立され
た端子２７と加速度センサ２４のボンディングパッド１
７とに所要の配線（図示せず）を施し、保護用のキャッ
プ２８を被せたものである。
サ２４を分解して示したものであり、図中第１ストッパ
１４の裏側及び第２ストッパ１５にハッチングを施した
部分は枠状固定部２１と第１、第２ストッパ１４、１５
との接着組立において接着剤が塗布される範囲を示す。
図３はこの加速度センサ２４を内蔵するパッケージの一
構成を示したものであり、基板２５を介してベース２６
上に加速度センサ２４を搭載し、ベース２６に植立され
た端子２７と加速度センサ２４のボンディングパッド１
７とに所要の配線（図示せず）を施し、保護用のキャッ
プ２８を被せたものである。
【００１３】次に、加速度センサ２４の上下両面をそれ
ぞれ構成する第１ストッパ１４、第２ストッパ１５が熱
応力や取付けによる応力などの外部応力を受けた場合の
ヒンジ部１２への影響について説明する。第１、第２ス
トッパ１４、１５と接着固定されている枠状固定部２１
は外部応力の影響を直接受け、変形する。そこで、その
変形をＸ方向（図１（Ｂ）参照）の伸長あるいは収
縮、Ｙ方向（図１（Ｂ）参照）の伸長あるいは収縮、
Ｘ方向の反り、Ｙ方向の反り、の４種類に分類して
ヒンジ部１２への影響を考える。
ぞれ構成する第１ストッパ１４、第２ストッパ１５が熱
応力や取付けによる応力などの外部応力を受けた場合の
ヒンジ部１２への影響について説明する。第１、第２ス
トッパ１４、１５と接着固定されている枠状固定部２１
は外部応力の影響を直接受け、変形する。そこで、その
変形をＸ方向（図１（Ｂ）参照）の伸長あるいは収
縮、Ｙ方向（図１（Ｂ）参照）の伸長あるいは収縮、
Ｘ方向の反り、Ｙ方向の反り、の４種類に分類して
ヒンジ部１２への影響を考える。
【００１４】枠部１１は支持部２２によりその一部のみ
が枠状固定部２１に結合され、つまり枠部１１は支持部
２２を介して枠状固定部２１に片持支持された構造とさ
れているため、枠状固定部２１の変形によっては枠部
１１が全体としてＸ方向に微小変位するのみで、ヒンジ
部１２には応力は作用せず、では支持部２２が枠状固
定部２１と同様に変形するものの、その幅が小さいた
め、ヒンジ部１２が受ける影響は微小であり、では湾
曲による支持部２２の傾きに応じて枠部１１が全体とし
てわずかに傾き、微小変位するものの、ヒンジ部１２に
は応力はほとんど作用せず、そしてではの場合と同
じく、支持部２２が枠状固定部２１と同様に変形するも
のの、その幅が小さいため、ヒンジ部１２が受ける影響
は微小である。従って、図６に示した従来の加速度セン
サに比べ、この加速度センサ２４ではヒンジ部１２に作
用する外部応力は大幅に低減され、外部応力の影響によ
るヒンジ部１２の変形はほとんど発生しない。
が枠状固定部２１に結合され、つまり枠部１１は支持部
２２を介して枠状固定部２１に片持支持された構造とさ
れているため、枠状固定部２１の変形によっては枠部
１１が全体としてＸ方向に微小変位するのみで、ヒンジ
部１２には応力は作用せず、では支持部２２が枠状固
定部２１と同様に変形するものの、その幅が小さいた
め、ヒンジ部１２が受ける影響は微小であり、では湾
曲による支持部２２の傾きに応じて枠部１１が全体とし
てわずかに傾き、微小変位するものの、ヒンジ部１２に
は応力はほとんど作用せず、そしてではの場合と同
じく、支持部２２が枠状固定部２１と同様に変形するも
のの、その幅が小さいため、ヒンジ部１２が受ける影響
は微小である。従って、図６に示した従来の加速度セン
サに比べ、この加速度センサ２４ではヒンジ部１２に作
用する外部応力は大幅に低減され、外部応力の影響によ
るヒンジ部１２の変形はほとんど発生しない。
【００１５】なお、支持部２２は高剛性とされているた
め、加速度入力による板状質量部１３の変位によって変
形することはなく、ヒンジ部１２のみが変形することに
より、入力加速度は正確に測定される。図４はこの発明
の他の実施例の要部を示したものであり、この例では枠
部１１はそのＹ方向の一辺が支持部２２により枠状固定
部２１に剛体結合されている。この構成によれば前記し
た枠状固定部２１の変形の〜の４態様がそれぞれヒ
ンジ部１２へ及ぼす影響のうち、及びのＸ方向の変
形において、ヒンジ部１２へ作用する応力を、図１に示
した加速度センサ２４と同様に大幅に低減することがで
き、また及びのＹ方向の変形に対しては枠部１１
の、支持部２２が設けられた辺と対向する辺が枠状固定
部２１と切り離されている分、影響は低減される。な
お、枠部１１の一辺に複数の支持部２２を設ける構成と
しても同様の効果を得ることができる。
め、加速度入力による板状質量部１３の変位によって変
形することはなく、ヒンジ部１２のみが変形することに
より、入力加速度は正確に測定される。図４はこの発明
の他の実施例の要部を示したものであり、この例では枠
部１１はそのＹ方向の一辺が支持部２２により枠状固定
部２１に剛体結合されている。この構成によれば前記し
た枠状固定部２１の変形の〜の４態様がそれぞれヒ
ンジ部１２へ及ぼす影響のうち、及びのＸ方向の変
形において、ヒンジ部１２へ作用する応力を、図１に示
した加速度センサ２４と同様に大幅に低減することがで
き、また及びのＹ方向の変形に対しては枠部１１
の、支持部２２が設けられた辺と対向する辺が枠状固定
部２１と切り離されている分、影響は低減される。な
お、枠部１１の一辺に複数の支持部２２を設ける構成と
しても同様の効果を得ることができる。
【００１６】図５は支持部２２を枠部１１の対向する２
辺のそれぞれ中央部に設け、一対の支持部２２により枠
部１１を枠状固定部２１に結合したものである。この例
では前記した枠状固定部２１の〜の変形がヒンジ部
１２へ及ぼす影響のうち、及びのＹ方向の変形にお
いてヒンジ部１２へ作用する応力を大幅に低減すること
ができる。
辺のそれぞれ中央部に設け、一対の支持部２２により枠
部１１を枠状固定部２１に結合したものである。この例
では前記した枠状固定部２１の〜の変形がヒンジ部
１２へ及ぼす影響のうち、及びのＹ方向の変形にお
いてヒンジ部１２へ作用する応力を大幅に低減すること
ができる。
【００１７】なお、上述した実施例ではいずれも対向す
る２対のヒンジ部１２によって板状質量部１３が支持さ
れる構成とされているが、ヒンジ部１２の数はこれに限
定されるものではなく、例えば対向する１対あるいは３
対としてもよい。
る２対のヒンジ部１２によって板状質量部１３が支持さ
れる構成とされているが、ヒンジ部１２の数はこれに限
定されるものではなく、例えば対向する１対あるいは３
対としてもよい。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
ヒンジ部を支持する枠部と、それを囲み、第１、第２ス
トッパが接着固定される枠状固定部とは一部が支持部に
より結合されるのみで、大部分は切り離され、枠部は支
持部を介して枠状固定部に片持支持状に結合された構成
とされるため、熱応力や取付による応力などの外部応力
が第１、第２ストッパに作用しても、この外部応力はヒ
ンジ部にほとんど作用せず、即ち加速度とは無関係な外
部応力によるヒンジ部の変形は大幅に低減される。よっ
て、バイアスや感度の安定性に優れ、かつ温度特性に優
れた加速度センサを得ることができる。
ヒンジ部を支持する枠部と、それを囲み、第１、第２ス
トッパが接着固定される枠状固定部とは一部が支持部に
より結合されるのみで、大部分は切り離され、枠部は支
持部を介して枠状固定部に片持支持状に結合された構成
とされるため、熱応力や取付による応力などの外部応力
が第１、第２ストッパに作用しても、この外部応力はヒ
ンジ部にほとんど作用せず、即ち加速度とは無関係な外
部応力によるヒンジ部の変形は大幅に低減される。よっ
て、バイアスや感度の安定性に優れ、かつ温度特性に優
れた加速度センサを得ることができる。
【図１】この発明による加速度センサの一実施例を示す
図、（Ａ）は模式的に示した断面図、（Ｂ）は一部を省
略した平面図。
図、（Ａ）は模式的に示した断面図、（Ｂ）は一部を省
略した平面図。
【図２】この発明による加速度センサの一実施例を分解
して示した斜視図。
して示した斜視図。
【図３】この発明による加速度センサの一実施例を内蔵
するパッケージの構成を示す斜視図。
するパッケージの構成を示す斜視図。
【図４】この発明による加速度センサの他の実施例を説
明するための平面図。
明するための平面図。
【図５】この発明による加速度センサの変形例を説明す
るための平面図。
るための平面図。
【図６】従来の加速度センサを示す図、（Ａ）は模式的
に示した断面図、（Ｂ）は一部を省略した平面図。
に示した断面図、（Ｂ）は一部を省略した平面図。
１１ 枠部 １２ ヒンジ部 １３ 板状質量部 １４ 第１ストッパ １５ 第２ストッパ １６ 接着層 ２１ 枠状固定部 ２２ 支持部
Claims (1)
- 【請求項１】 枠部内にヒンジ部を介して板状質量部が
保持され、上記枠部と対向してその両側に第１、第２ス
トッパが設けられた加速度センサにおいて、 上記枠部をほぼ囲む枠状固定部が設けられ、 その枠状固定部に上記枠部の一部が支持部により互いに
剛体結合され、 上記枠状固定部に接着層を介して上記第１、第２ストッ
パが固定されている加速度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7823793A JPH06291334A (ja) | 1993-04-05 | 1993-04-05 | 加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7823793A JPH06291334A (ja) | 1993-04-05 | 1993-04-05 | 加速度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06291334A true JPH06291334A (ja) | 1994-10-18 |
Family
ID=13656434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7823793A Withdrawn JPH06291334A (ja) | 1993-04-05 | 1993-04-05 | 加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06291334A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006300904A (ja) * | 2005-04-25 | 2006-11-02 | Matsushita Electric Works Ltd | 物理量センサ |
| JP2007524854A (ja) * | 2004-02-27 | 2007-08-30 | ビ−エイイ− システムズ パブリック リミテッド カンパニ− | 加速度計 |
| JP2007218902A (ja) * | 2006-01-06 | 2007-08-30 | Honeywell Internatl Inc | 分離応力アイソレータ |
| JP2009288247A (ja) * | 2008-05-30 | 2009-12-10 | Northrop Grumman Guidance & Electronics Co Inc | 自己較正レーザ半導体加速度計 |
| JP2010276508A (ja) * | 2009-05-29 | 2010-12-09 | Torex Semiconductor Ltd | 加速度センサー素子およびこれを有する加速度センサー |
| WO2011161958A1 (ja) * | 2010-06-25 | 2011-12-29 | パナソニック株式会社 | 慣性力検出素子とそれを用いた慣性力センサ |
| WO2011162239A1 (ja) * | 2010-06-21 | 2011-12-29 | 大日本印刷株式会社 | 力学量センサ |
| JP2012051102A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Freescale Semiconductor Inc | Ｍｅｍｓデバイスアセンブリ及びそのパッケージング方法 |
-
1993
- 1993-04-05 JP JP7823793A patent/JPH06291334A/ja not_active Withdrawn
Cited By (15)
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