JPH08105913A - シリコン加速度計 - Google Patents
シリコン加速度計Info
- Publication number
- JPH08105913A JPH08105913A JP24292494A JP24292494A JPH08105913A JP H08105913 A JPH08105913 A JP H08105913A JP 24292494 A JP24292494 A JP 24292494A JP 24292494 A JP24292494 A JP 24292494A JP H08105913 A JPH08105913 A JP H08105913A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- weight
- stopper
- detection circuit
- support portion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 外来雑音の影響を受け難く、良好な温度補償
を行い、かつ歩留りがよく、小形、安価に構成できる。 【構成】 単結晶シリコンでおもり１３、支持部１５、
おもりを支持部に支持するはり１４が形成され、はり１
４にピエゾ抵抗素子１６が取付けられ、支持部１５の両
面にストッパ２２，２３が取付けられ、おもり１３の所
定値以上の変位が防止される。ストッパ２２が単結晶シ
リコン基板で構成され、ストッパ２２に、抵抗素子１６
からなるブリッジに対する電圧を印加する駆動回路１
８、前記ブリッジの出力を増幅する検出回路１９、これ
らに対する温度補償回路２１がＩＣとして構成されてい
る。
を行い、かつ歩留りがよく、小形、安価に構成できる。 【構成】 単結晶シリコンでおもり１３、支持部１５、
おもりを支持部に支持するはり１４が形成され、はり１
４にピエゾ抵抗素子１６が取付けられ、支持部１５の両
面にストッパ２２，２３が取付けられ、おもり１３の所
定値以上の変位が防止される。ストッパ２２が単結晶シ
リコン基板で構成され、ストッパ２２に、抵抗素子１６
からなるブリッジに対する電圧を印加する駆動回路１
８、前記ブリッジの出力を増幅する検出回路１９、これ
らに対する温度補償回路２１がＩＣとして構成されてい
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は単結晶シリコンでおも
りとその支持部とがはりで、連結されて一体に構成さ
れ、加速度によりおもりが変位すると、はりに取付けた
ピエゾ抵抗素子のピエゾ抵抗値が変化し、そのピエゾ抵
抗値の変化が検出回路で電気信号として取出され、かつ
おもりが所定値以上変位するのを防止するストッパがお
もりの両側で支持部に取付けられたシリコン加速度計に
関する。
りとその支持部とがはりで、連結されて一体に構成さ
れ、加速度によりおもりが変位すると、はりに取付けた
ピエゾ抵抗素子のピエゾ抵抗値が変化し、そのピエゾ抵
抗値の変化が検出回路で電気信号として取出され、かつ
おもりが所定値以上変位するのを防止するストッパがお
もりの両側で支持部に取付けられたシリコン加速度計に
関する。
【０００２】
【従来の技術】図２Ａが従来のシリコン加速計の一部を
示す。単結晶シリコン基板１１の一側部に方形溝１２が
形成され、その方形溝１２に囲まれたおもり１３がはり
１４で周辺のシリコン基板１１に連結支持される。つま
りおもり１３は枠状支持部１５にはり１４で支持されて
いる。はり１４は方形おもり１３の一対の対向片にそれ
ぞれ二つ設けられ、おもり１３がその面と垂直方向の加
速度を受けて支持部１５に対して変位可能にはり１４は
たわむことができるように薄いものとされている。おも
り１２、はり１４は通常化学的エッチングにより作成さ
れる。
示す。単結晶シリコン基板１１の一側部に方形溝１２が
形成され、その方形溝１２に囲まれたおもり１３がはり
１４で周辺のシリコン基板１１に連結支持される。つま
りおもり１３は枠状支持部１５にはり１４で支持されて
いる。はり１４は方形おもり１３の一対の対向片にそれ
ぞれ二つ設けられ、おもり１３がその面と垂直方向の加
速度を受けて支持部１５に対して変位可能にはり１４は
たわむことができるように薄いものとされている。おも
り１２、はり１４は通常化学的エッチングにより作成さ
れる。
【０００３】はり１４の少くとも一面にピエゾ抵抗素子
１６が取付けられ、加速度によりおもり１３が変位し、
これに基づきはり１４がたわみ、これに取付けられたピ
エゾ抵抗素子１６が前記たわみにより外力（応力変化）
を受け、ピエゾ抵抗値が変化し、そのピエゾ抵抗値の変
化を電気信号として取出すようにされている。通常は４
つのはり１４にそれぞれピエゾ抵抗素子１６が取付けら
れ、図２Ｂに示すようにホイートストンブリッジ１７を
構成するように接続され、このブリッジ１７の一対の対
角点間にセンサ駆動回路（直流電源）１８が接続され、
他の一対の対角点間に増幅回路を含む検出回路１９が接
続され、おもり１３の変位の大きさに応じた大きさと変
位方向に応じた極性の電気信号が検出回路１９から得ら
れる。周囲温度の変動に基づく、検出出力の変動を補償
するため、周囲温度の検出及びこれに応じた補償信号を
駆動回路１８及び検出回路１９へ供給する温度補償回路
２１が設けられる場合もある。温度補償は検出回路１９
に対してのみ行う場合は、センサ駆動回路１８は単なる
直流電源、つまり直流電圧をブリッジ１７に印加するた
めの一対の端子である。
１６が取付けられ、加速度によりおもり１３が変位し、
これに基づきはり１４がたわみ、これに取付けられたピ
エゾ抵抗素子１６が前記たわみにより外力（応力変化）
を受け、ピエゾ抵抗値が変化し、そのピエゾ抵抗値の変
化を電気信号として取出すようにされている。通常は４
つのはり１４にそれぞれピエゾ抵抗素子１６が取付けら
れ、図２Ｂに示すようにホイートストンブリッジ１７を
構成するように接続され、このブリッジ１７の一対の対
角点間にセンサ駆動回路（直流電源）１８が接続され、
他の一対の対角点間に増幅回路を含む検出回路１９が接
続され、おもり１３の変位の大きさに応じた大きさと変
位方向に応じた極性の電気信号が検出回路１９から得ら
れる。周囲温度の変動に基づく、検出出力の変動を補償
するため、周囲温度の検出及びこれに応じた補償信号を
駆動回路１８及び検出回路１９へ供給する温度補償回路
２１が設けられる場合もある。温度補償は検出回路１９
に対してのみ行う場合は、センサ駆動回路１８は単なる
直流電源、つまり直流電圧をブリッジ１７に印加するた
めの一対の端子である。
【０００４】センサ駆動回路１８、検出回路１９、温度
補償回路２１は、外来雑音の影響を避けるため、また良
好な温度補償をする点から、ブリッジ１７に近い程よ
い。このため従来においてはこれら回路を図２Ａに示す
ようにシリコン基板１１上に半導体集積回路として構成
したものがある。図２Ａに示していないが、図３に示す
ように、おもり１３の両側においてストッパ２２，２３
が支持部１５に取付けられ、おもり１３が所定値以上変
位してはり１４が破損しないようにされている。これら
おもり１３、支持部１５、ストッパ２２，２３が取付け
基板２４に取付けられ、この取付け基板２３に駆動回路
１８、検出回路１９、温度補償回路２１などが実装され
ることもある。図３ではストッパ２２，２３は方形枠状
支持部１５の大きさとほぼ同一とされ、一方のストッパ
２２には駆動回路１８、検出回路１９との接続端子形成
部に切欠き２５が形成されている。
補償回路２１は、外来雑音の影響を避けるため、また良
好な温度補償をする点から、ブリッジ１７に近い程よ
い。このため従来においてはこれら回路を図２Ａに示す
ようにシリコン基板１１上に半導体集積回路として構成
したものがある。図２Ａに示していないが、図３に示す
ように、おもり１３の両側においてストッパ２２，２３
が支持部１５に取付けられ、おもり１３が所定値以上変
位してはり１４が破損しないようにされている。これら
おもり１３、支持部１５、ストッパ２２，２３が取付け
基板２４に取付けられ、この取付け基板２３に駆動回路
１８、検出回路１９、温度補償回路２１などが実装され
ることもある。図３ではストッパ２２，２３は方形枠状
支持部１５の大きさとほぼ同一とされ、一方のストッパ
２２には駆動回路１８、検出回路１９との接続端子形成
部に切欠き２５が形成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述したように駆動回
路、検出回路、温度補償回路は、外来雑音を避ける点、
良好な温度補償を行う点から、ブリッジ、つまりピエゾ
抵抗素子に近い程よい。この点から図３に示したものよ
り図２Ａに示したようにおもり１３が形成されたシリコ
ン基板と同一基板にＩＣとして形成する方がよい。しか
し、このためにはおもりやはりを形成する工程の他にＩ
Ｃを作成する工程度を必要とし、これらの各工程での歩
留りの積で歩留りが決り、歩留りが可成り悪くなる。ま
たおもり形成部とＩＣ形成部とが平面的に並べられ、シ
リコン基板の平面的面積が大となり、それだけ高価なも
のになる。
路、検出回路、温度補償回路は、外来雑音を避ける点、
良好な温度補償を行う点から、ブリッジ、つまりピエゾ
抵抗素子に近い程よい。この点から図３に示したものよ
り図２Ａに示したようにおもり１３が形成されたシリコ
ン基板と同一基板にＩＣとして形成する方がよい。しか
し、このためにはおもりやはりを形成する工程の他にＩ
Ｃを作成する工程度を必要とし、これらの各工程での歩
留りの積で歩留りが決り、歩留りが可成り悪くなる。ま
たおもり形成部とＩＣ形成部とが平面的に並べられ、シ
リコン基板の平面的面積が大となり、それだけ高価なも
のになる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明によればストッ
パの一方に少なくとも検出回路が形成される。
パの一方に少なくとも検出回路が形成される。
【０００７】
【実施例】図１にこの発明の実施例を示し、図２，図３
と対応する部分に同一符号を付けてある。この例では単
結晶シリコンによりおもり１３、はり１４、支持部１５
が一体に構成され、その両側にストッパ２２，２３が支
持部１５に取付けられている。この発明においては一方
のストッパ２２に少なくとも検出回路１９が形成され
る。この実施例ではストッパ２２を単結晶シリコン基板
で構成し、ストッパ２２のおもり１３と反対の面にセン
サ駆動回路１８、検出回路１９、温度補償回路２１がＩ
Ｃとして形成され、これらとピエゾ抵抗素子１６との接
続はワイヤボンディング２８により行われる。なお支持
部１５とストッパ２２，２３との間に間隙を決める均一
なスペーサが用いられている。
と対応する部分に同一符号を付けてある。この例では単
結晶シリコンによりおもり１３、はり１４、支持部１５
が一体に構成され、その両側にストッパ２２，２３が支
持部１５に取付けられている。この発明においては一方
のストッパ２２に少なくとも検出回路１９が形成され
る。この実施例ではストッパ２２を単結晶シリコン基板
で構成し、ストッパ２２のおもり１３と反対の面にセン
サ駆動回路１８、検出回路１９、温度補償回路２１がＩ
Ｃとして形成され、これらとピエゾ抵抗素子１６との接
続はワイヤボンディング２８により行われる。なお支持
部１５とストッパ２２，２３との間に間隙を決める均一
なスペーサが用いられている。
【０００８】ストッパ２２のおもり１３と反対の面に駆
動回路１８、検出回路１９、温度補償回路２１を形成す
る場合は、半導体集積回路ではなく、ハイブリッド集積
回路として構成してもよく、その場合はストッパ２２と
してセラミック基板を用いることもできる。また少なく
とも検出回路１９はストッパ２２に形成するが、駆動回
路１８、温度補償回路２１は他の個所に形成するが、省
略してもよい。
動回路１８、検出回路１９、温度補償回路２１を形成す
る場合は、半導体集積回路ではなく、ハイブリッド集積
回路として構成してもよく、その場合はストッパ２２と
してセラミック基板を用いることもできる。また少なく
とも検出回路１９はストッパ２２に形成するが、駆動回
路１８、温度補償回路２１は他の個所に形成するが、省
略してもよい。
【０００９】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば検
出回路がストッパに形成されているため、ピエゾ抵抗素
子と接近し、外来雑音の影響を受け難い。しかも、検出
回路と、おもり部分とを別の部品として構成されるた
め、これらが一部品として構成される場合より歩留りが
著しく向上する。また面積が小さくなり、安価にかつ小
形に構成できる。
出回路がストッパに形成されているため、ピエゾ抵抗素
子と接近し、外来雑音の影響を受け難い。しかも、検出
回路と、おもり部分とを別の部品として構成されるた
め、これらが一部品として構成される場合より歩留りが
著しく向上する。また面積が小さくなり、安価にかつ小
形に構成できる。
【００１０】温度補償回路をもストッパに形成する場合
は、上述した各種の効果を保持したまま、良好な温度補
償を行うことができる。
は、上述した各種の効果を保持したまま、良好な温度補
償を行うことができる。
【図１】Ａはこの発明の実施例を示す斜視図、Ｂはその
分解斜視図である。
分解斜視図である。
【図２】Ａは従来のシリコン加速度計の一部を示す斜視
図、Ｂはその電気回路の構成を示す図である。
図、Ｂはその電気回路の構成を示す図である。
【図３】従来のシリコン加速度計の他の例を示す斜視
図。
図。
Claims (4)
- 【請求項１】 支持部と、おもり部とがはりを介して単
結晶シリコンで一体に構成され、 上記おもりが上記支持部に対して所定値以上変位するこ
とを防止する第１，第２ストッパが上記おもりの両側に
おいて上記支持部に取付けられ、 上記はりにピエゾ抵抗素子が取付けられ、 上記おもりの変位にもとづく、上記ピエゾ抵抗素子のピ
エゾ抵抗値の変化が検出回路で電気信号として検出され
るシリコン加速度計において、 上記検出回路は上記第１，第２ストッパの一方に形成さ
れていることを特徴とするシリコン加速度計。 - 【請求項２】 上記検出回路が形成されたストッパに
は、上記ピエゾ抵抗素子に対する駆動電圧を印加する駆
動回路と、上記検出回路及び上記駆動回路に対する温度
補償回路とが形成されていることを特徴とする請求項１
記載のシリコン加速度計。 - 【請求項３】 上記検出回路が形成されたストッパは単
結晶シリコン基板であって、上記回路は半導体集積回路
として構成されていることを特徴とする請求項１又は２
記載のシリコン加速度計。 - 【請求項４】 上記回路はハイブリッドＩＣと構成され
ていることを特徴とする請求項１又は２記載のシリコン
加速度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24292494A JPH08105913A (ja) | 1994-10-06 | 1994-10-06 | シリコン加速度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24292494A JPH08105913A (ja) | 1994-10-06 | 1994-10-06 | シリコン加速度計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08105913A true JPH08105913A (ja) | 1996-04-23 |
Family
ID=17096241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24292494A Pending JPH08105913A (ja) | 1994-10-06 | 1994-10-06 | シリコン加速度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08105913A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006049004A1 (ja) * | 2004-11-08 | 2006-05-11 | Hitachi Metals, Ltd. | 加速度センサー装置 |
| EP1672374A1 (en) * | 2004-12-16 | 2006-06-21 | Fujitsu Media Devices Limited | Acceleration sensor |
| KR100879959B1 (ko) * | 2002-11-29 | 2009-01-28 | 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 | 가속도 센서 |
| JP2017207461A (ja) * | 2016-05-17 | 2017-11-24 | エーエーシー テクノロジーズ ピーティーイー リミテッドＡａｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｐｔｅ．Ｌｔｄ． | 加速度センサー |
-
1994
- 1994-10-06 JP JP24292494A patent/JPH08105913A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100879959B1 (ko) * | 2002-11-29 | 2009-01-28 | 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 | 가속도 센서 |
| WO2006049004A1 (ja) * | 2004-11-08 | 2006-05-11 | Hitachi Metals, Ltd. | 加速度センサー装置 |
| US7716984B2 (en) | 2004-11-08 | 2010-05-18 | Hitachi Metal Ltd. | Acceleration sensor device having piezo-resistors measuring acceleration |
| EP1672374A1 (en) * | 2004-12-16 | 2006-06-21 | Fujitsu Media Devices Limited | Acceleration sensor |
| US7296471B2 (en) | 2004-12-16 | 2007-11-20 | Fujitsu Media Devices Limited | Acceleration sensor |
| JP2017207461A (ja) * | 2016-05-17 | 2017-11-24 | エーエーシー テクノロジーズ ピーティーイー リミテッドＡａｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｐｔｅ．Ｌｔｄ． | 加速度センサー |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20021112 |