JPS60244864A - 容量性トランスジユ−サ - Google Patents

容量性トランスジユ−サ

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JPS60244864A
JPS60244864A JP60075255A JP7525585A JPS60244864A JP S60244864 A JPS60244864 A JP S60244864A JP 60075255 A JP60075255 A JP 60075255A JP 7525585 A JP7525585 A JP 7525585A JP S60244864 A JPS60244864 A JP S60244864A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、バッチ方式で形成されるシリコン容量性加速
度計に関する。更に、本発明は、固定された極板に関し
て接近離反運動が可能な極板の今までにない大きな運動
領域を提供するた・め、運動可能な極板が固定された極
板に関して接近離反するように腔部内でピストン状に運
動するよう取付けられたサンドイッチ形式の構造を用い
る如き容量性のトランスジューサに関する。即ち、この
運動可能な極板の全領域は、この形式の容量性のトラン
スジューサにおいて通常提供される撓み形の運動パター
ンではなく、固定極板に関して接近離反運動するもので
ある。
更に複雑さを増す計装システムを可能にするコンピュー
タの使用によシ、高い信頼性および中庸なコストの個々
のセンナに対する需要が高まっている。このような需要
には、直接加速度を測定するものと、速度および変位量
を測定するため加速度および時間の積分を可能にするも
のの両方の加速センサに対する需要が含まれる。このこ
とは特に、上記の如く、自動車の如き品物の生産のため
のロボット構造物を用いる製造プロセスにおいて妥当す
る。このことはまた、例えば航空機のための推進装置ま
たは軍備において用いられる色々な種類の発射物におい
ても重要である。このような構造物は非常に小さなもの
であるが、当業者においては明らかなように、温度およ
び圧力の振動および衝撃の厳しい条件下においても依然
として作動すること、またこれらのものが非常に広い範
囲にわたって加えられる刺激に対して非常に敏感に作動
することが重要である。
フレーム内で撓みによシ運動する堅固な中心部の「ピス
トン」の使用については既に開発されている。例えば、
このような構造は米国特許第4.236,137号にお
いて教示されている。このような構造においては、運動
を検出する装置は、中心部の板が撓む撓みに関する歪み
計である。対照的に、本発明においては、撓みは板の厚
みの略々中心部において生じる。この中心部の撓みは、
検出過程における板の面内の加速度に応じた中心部質量
の傾斜を妨げるため重要となる。これは、食刻の深さを
緻密に制御することにょシ本発明のプロセスにおいて実
現される。即ち、食刻された腔部の底部が変性され、次
いで別の食刻にょシ緩和されて可撓性に富んだ隔膜を形
成し、その上で板が「ピストン状」の運動を行なう。米
国特許第4.236,137号に記載された装置におい
ては、ガス減衰作用は板の接近度に極端に依存しかつ媒
体の音速によシその周波数範囲において制約される板間
の抑圧膜減衰作用と共に変化する接近度の面空間を用い
ていた。
対照的に、本発明においては、内部の流体の運動のため
の複数の離間された開口即ち通路を用いて、独自に考案
された板が得られる。このため、板がピストン状に前後
に運動する時、流体は通路内を運動する。更に重要なこ
とは、板の表面上には通路に接近離反するように流体の
流れを正確に指向させる効果を有する特殊な溝が板の表
面に画成され、これによりピストン状に運動可能な板の
運動中、流体の運動を案内する。主なガスの流動抵抗は
、板の面上に分散するチャネルにある。この理由によシ
、板におけるパーフォレーション即ち開口における減衰
作用が上記の諸問題を回避するものである。
本発明の別の特徴は、運動可能な板の表面におげろ係止
点の如きガラスの点の使用である。従って、過大な負荷
においては、これら係止点は板の電気的な短絡を阻止す
る。この点は、更に、過大負荷における2つの停滞形態
を阻止する。非常に敏感な容量性センサにおいては、電
気的なバイアス即ちキャリアの吸着力が可動ピストンを
固定板に対するピストン状の板の運動において近似させ
る隔膜のばね作用力を超えることになる。従って、板は
一体に係止する。係止点の高さは、本発明によれば、係
止状態を阻止するように選定される。
例えば、本発明の一実施例においては、この高さはlG
の加速度に応じて約0.000025 in (1μイ
ンチ)の移動量を許容する回復剤さで5ボルトの係止状
態を阻止するように選定される。
別の係止問題は、空圧作用による係止形態をとり得る。
即ち、平坦な板が相互に非常に接近させられると、板間
の空間内への流動抵抗は非常に大きくなる。ガスが感度
の大きな容量性センサにおけるこの空間内に再び流入す
るには長い時間(数秒間〕を要し、運動する板を過大負
荷の下に置いた後その通常位置へ戻すことが可能である
。板の表面上で隔てられた本発明の係止点は、前記空間
を2枚の板間で開口状態に維持してガスを流動させて急
速に回復させる。
上記の如く、本発明の特徴の1つは、運動可能な板をサ
ンドイッチ部に取付け、2つの外側の層間には腔部が形
成され、中心層即ち上部は運動可能なコンデンサ極板を
支持する構造であシ、芯部分と上部層もまた極板のどの
表面にも腔部の一部を形成する。このように、形成され
た腔部は極板に形成されたパーフォレーションを通して
可動長さのどちらの側にも流通する。
本発明の別の特徴は、サンドイッチ部の反対側のアルミ
ニウム膜に対して押付けられる上部における小さな7リ
コンの節、突条、バーその他の突起の使用であシ、これ
は節が各部間に安定した結合を生じる下側の材料の弾性
変形により接触状態に保持されるという効果を有する。
最後に、本発明のコンデンサ極板の処理においては、分
散した食刻係止点による均一な薄さの可撓構造を有する
非常に小さな寸法の高感度のコンデンサが本発明によっ
て提供される。
本発明による容量性のシリコン・センサを提供する諸条
件について一般的に考察すると、結果として得られる素
子は、±10%の範囲内に制御が可能であるコンデンサ
間隙を提供するものでなげればならず、まT二残留隔膜
の厚さは±8%以内に制御可能でなければならないこと
を実現することが重要である。また、残留隔膜はウェー
ハの中間面において実質的なものでなげればならない。
更に。
表面上のチャネルの幅は、最小寸法の±15%以内に制
御可能でなげればならず、またチャネルにおいては予測
可能な丸味を持たなければならないが、熱論スルーホー
ルがなければならない。更に。
このスルーホールおよびチャネルは脆弱な張出し部分を
持ってはならない。係止点は陽極酸化結合電圧に耐える
ように絶縁されねばならず、また厚さが0.6乃至1.
0μ内になげればならない。最後に。
結合リム部は陽極酸化結合のため平坦かつ平滑でなけれ
ばならず、また隔膜が剥離即ち現像された後ホトリソグ
ラフィ法(光食刻法)が許容されない。
所要の結果を達成するためのプロセスの単なる事例とし
、また特に本発明のサンドイッチ状構造の中心部の可動
極板構造の生産においては、出発材料は単結晶クリコン
・ウェーハのNまたはPタイプ(100)の0.7°以
内の指標番号[110)の面である。最初の厚さは約0
.1905mm(0,0075インチ)±約0.005
1能(0,0002インチ〕となるように選定される。
両面は研磨され、次いで約03μの厚さまで軽く酸化さ
れる。その後、法で整合された指標パターンが前後の被
覆に対して加えられ、開口した指標面が再び酸化される
。次に、その溝、チャネルおよびスルーホールのホトリ
ングラフィ法によるパターンが前面における酸化物およ
び裏面における酸化物に開口される。次いでウェーッー
が、スルーホールの穿孔のため、貫通状態の半分よシ若
干多め(約0.099mm(0,0039インチ〕)に
水酸化カリウム食刻法で食刻される。その後、前面はホ
トリソグラフィ法で処理され、リム部はそのままで中心
部の可動部分から残留酸化物を除去する。
その後、正確な浅い食刻法(即ち、イオンビーム加工法
)を用いて、3.5μ±10%が前面の露出シリコンか
ら除去され、これによりコンデンサ間隙を形成する。
これに続いて、全ての残留酸化物が剥離され、両面が再
び酸化させられて約0.6μの厚さまで厚い酸化物層と
なる。裏面はホトリソグラフィ処理されて最終的な食刻
において侵されるべき領域のみに酸化物を残して他の全
て酸化物を除去する。
次に全ての露出されたシリコンは、22μの深さとなる
ようにホウ素の濃度が5×1019原子/CCを超える
程度までホウ素でドープされる。
乾燥状態の02雰囲気内でウェー21を再び酸化させて
、ホウ素が5×1019原子/CCを超える1、6μま
で正味の深さを減少させる。高度なドーピング層は、こ
の状態において内外の両側共ドーピングの程度が少なく
なるよう先細となる。酸化物は約0.6μでなければな
らない。次にホトリソグラフィ法を行なって表面上に酸
化物の係止点を残し、その後に他の全ての酸化物の除去
が続く。最後に、最終的な食刻操作(エチレン・ジアミ
ン/ピロカテコール(FDP )エッチャント)が加え
られて、5×1019原子/CCよシ多くド−ピングを
施したシリコンの残留隔膜を現わす。
本発明のサンドイッチ構造の蓋部と基部の形成に際して
は、1つの手順はパイレックスの蓋部および基部の提供
である。これに関連して、ホウ素ケイ酸塩、望ましくは
パイレックスを用いる。ガラスの場合における要件は、
2つの表面を一体に結合した後冷却中収縮がシリコンと
密接に関連するように、シリコンと似た熱膨張を生じる
ものでなければならないことである。更に、10乃至1
081080hの範囲内で450乃至550°Gの結合
温度において導電性を呈するものでなければならない。
最後に、このガラスは100℃以下の温度において機械
的および化学的な安定性を有するものでなげればならな
い。基極板は、コンデンサの静止極板を支持する。この
極板は可動極板とは反対に薄い金属膜であシ、電気的に
結合するように中心のリム部における切欠きを貫通して
延長する。
この切欠きは、素子の内部の清潔度を確保するためンル
ダー・ガラスで封止することができる。蓋部は、運動を
許容するため中心部分の運動部分と反対の凹部を持たな
ければならない。これら2つのパイレックス部分は、中
心部に対して陽極酸化結合することができる。
あるいはまた、蓋部および基部は主としてシリコンから
なシ、層間に絶縁性を有するキヤ・ξシタンスが小さな
結合部を提供するためパイレックスまたは相当物のイン
レーを有する。パイレックスおよびノリコンのこのよう
な複合物を形成する1つの手順は、パイレックスの所要
のインレー厚さよシ若干深く凹みを生じるまでシリコン
を食刻することである。次にパイレックスのフリットを
沈降によってシリコン上に沈着させ、四部の深さよシも
大きな、厚さを有するガラスの固形層を形成するまで融
解される。
次に、ウェーハ表面が研磨されてシリコンの邪魔されな
い面から・ξイレックスを除去し、凹部におけるパイレ
ックスの平坦かつ平滑な表面を生じる。コンデンサの固
定極板となる基部は、この基部と可動極板を有する中心
層の両者に対する結合の便を提供するためホトリソグラ
フィ法にょシバターンが加えられた薄いアルミニウム膜
で覆われる。蓋部は、可動極板の運動を許容する凹部を
必要とする。このような凹部は、パイレックスではなく
シリコンを侵すFDPエッチャント中で食刻することに
より有効に形成される。
パイレックスのインレーを含むシリコンの外側の層を用
いるのには2つの目的がある。1つは、結合リム部にお
ける切欠きの必要および切欠きを塞ぐための必要を排除
するため、固定電極を同一面としないことである。他の
目的は、はとんど1つの材料で形成することにより各部
分の間の熱膨張の不一致を減少させることである。
上記および他の目的を念頭に置いて、以下に本発明を更
に詳細に記述するが、本発明の他の目的および長所につ
いては以下の記述、図面および頭書の特許請求の範囲か
ら明らかになろう。
いくつかの図面においては同じ部分を同じ照合番号で示
す図面において、第1図は非常に高い感度を有する容量
性トランスジューサ等に使用されるサンドインチ構造を
形成する本発明の中心部のコンデンサ極板即ち6部の平
面図を示している。
実際には、中心部のコンデンサ極板の平面図は、前に述
べた如き基部と対面するその底面である。
このため、コンデンサ極板10は、紙面に対して直角の
方向にピストン状に運動可能な中心部の可動極板部分1
5を含むが、第1図においてはその運動は可撓性を有す
る隔膜11に沿って運動する。
第1図に示されるように、隔膜11の外側面は結合リム
部30と結合されている。
本発明の本文における前に述べた如き1つの特徴は、可
動極板15の表面上で距離を隔てた状態で形成された複
数のパーフオレ−ンヨン即ち通路16である。これらの
パーフォレーション即チ通路は、本発明の容量性トラン
スジューサのサンドイッチ構造内部の空気の極板15の
底面からその頂面への、またその反対方向の運動を許容
する。
溝18によシ更に分割された凹部12は、コンデンサ6
部10の可動極板部分15におけるこの6部の表面内に
あって、以下に述べる本発明のサンドインチ構造の基部
と、中心部のコンデンサ極板10との間に形成された下
方の腔部の一部を形成する。更に、前記表面の四部およ
び(または)溝は、空気の流れの減衰のための案内面を
形成し、空気をこの面に沿ってパーフォレーショ716
に向けて案内する。これは、迅速な正確に指向された空
気の流れを提供して、反対側の極板が相互に接近する時
迅速な回復を生じるように作用する。
本発明の更に別の特徴として、上記の如く、電気的な接
点の突出部即ち突起22が極板20の底面上に設けられ
て、本発明の容量性トランスジューサのサンドイッチ構
造を構成する種々の部分が一体に接合される時、反対側
の基部に面する表面上の対向位置の薄い金属膜と接触状
態を生じる。24は、固定極板の金属膜の接点が通過す
ることができるように6部の極板10における凹部であ
る。
本発明の別の特徴として、第11図の6部の極板部分1
0の形成中、中心部のピストン状に運動することができ
る極板部分15の表面上に距離を隔てた状態で複数の係
止部14が形成されている。
このように、係止部14は誘電体であり、本発明のサン
ドイッチ構造の中心の固定された基部の反対側の中心面
に対する極板15の電気的な接触を阻止するように作用
する。このため、更に、空気が極板間で迅速に流れ得る
ように空圧作用による停滞を阻止するものである。
次に第2図においては、同図は本発明の中心部の極板部
分10の断面図で」ある。第2図において判るように1
面26は極板lOの実際のリム面7゜の下方まで食刻さ
れている。比較的浅い深さに食刻されているのは、本発
明のサンドイッチ構造の基部において形成された対向す
る固定コンデンサ極板に対する運動中可撓性に富むピス
トン状の極板15の係合面を提供する一連の係止点14
である。極板10の面26には、空気の流れを減衰させ
る溝18の形態が点線により示されている。
「傾斜部」27.29がそれぞれ面24.26から突出
して、運動するように極板15がその上に保持される隔
膜11を形成している。
本例においては、食刻の深さの寸法は製造される素子に
おいて非常に小さなものであることを理解すべきである
。このため、係止点14の面および面70の下方の面2
6の食刻深さは、第2図の表示においては肉眼では見え
ないことになる。図の表示は、明瞭下のため本文の論議
における他の事柄と共に非常に誇張されている。本文に
説明するコンデンサの全寸法については以下に論述する
次に第3図においては、この断面は減衰溝18と同じコ
ンデンサの表面26を示している。この断面図は、パー
フォレーションを持たない領域についてのものである。
第5図乃至第9図は、本発明の容量性トランスジューサ
のサンドイッチ構造内示している。例えば、第9図は基
部56.6部10および蓋部即ち頂部50を含む一緒に
接合された部分を示している。
第4図は、基部の接点38と6部の接点40と共に蓋部
50の外表面を含む本発明のサンドイッチ構造の平面図
を示す。蓋部50を中心の6部10の上面から取外す時
、蓋部50の露出された内面は第6図に示すように見え
る。即ち、パイレックス膜52の形態のリム部は、蓋部
を形成するシIJ sン結晶の外表面の周囲に延在して
いる。これ(関して、上記の如くフリット状の・ξイレ
ン21粒子から形成された・ξイレツクス膜のそれぞれ
の厚さは、その研磨および(または)ラッピング形態に
おいて約0.0102朋(0,0004インチ)である
。中心部54は、約0.0089 mm (0,000
35インチ)の係合面からバックエツチングされた剥き
出しのシリコンである。このため、このバックエツチン
グされた剥き出しのシリコン面は、本発明のサンドイッ
チ構造の腔部の一部を形成する効果を有する。蓋部50
が中心の6部lOの上面から取外されると、中心の6部
の頂面の様子は第5図に示されている。第5図で判るよ
うに、複数の開口即ち・ξ−フオレーション16は、隔
膜11上で運動可能なその可動極板部分15における6
部10の頂面に形成される。
次に第8図においては、基部56が中心の心部部分から
取外されると、基部56の表面が第8図に示されるよう
に見える。この場合、基部56もまた、本発明のサンド
インチ構造の蓋部分に形成されたパイレックス膜と同じ
ように形成されたパイレックス膜のリム部58を有する
。接点62は極板10に対する金属/・ξイレツクス接
点であり基部56と接触しないように絶縁されているが
、接点64は基部56に対する金属/シリコン接点であ
る。固定されたコンデンサ極板を形成する剥き出しのシ
リコン部分60は、典型的な寸法を挙げるならば、約0
.003闘(0,00012インチ)までバックエツチ
ングされている。このバンクエツチングされた部分もま
た、その内部で極板15が本発明のサンドイッチ構造内
で撓む腔部の一部を形成する。
第7図は、第1図の表示と類似するか、基部58上の領
域62と接触する複数の離間された7リコンの突条また
はバーを形成する適当な凹部32.34.35を有る中
心の上部工0の平坦な底面を示している。
細いバー33が第8図に示される接点62に対する絶縁
されたピット32,35間に形成される。ピット35は
6部10から離れてピット46(第5図)内に延在し、
視覚的な整合のため金属接点62を見ることができる。
種々の接点が、本発明の装置を測定された加速度即ち圧
力における変化により生じるキャパ7タンスの変化の読
取りのための適当な回路と結合するように作用する。
本発明の容量性トランスジューサは、前に簡単に述べた
ように非常に小さい。本発明のサンドインチ構造の容量
性トランスシュ〜すの製造において用いることができる
単なる例示としては、サンドイッチ構造の厚さは例えば
約1.461mm(0,0575インチ)でよい。この
寸法を厚さとして仮定すると、幅は約2.692mm 
(0,106インチ)、長さは約3.480mm (0
,13フインチ)となる。
このようVて5上記のことから判るように、本発明によ
れば、サイズミンク・マス、その弾性的な支持部、この
支持部が取付けられるフレーム、およびガス減衰法を用
いる装置がシリコン単結晶から食刻されるシリコン・ウ
ェーッ蔦技術によって形成されたノリコン容量性トラン
スジューサ即ち加速度計が提供される。コンデンサ間隙
もまた同じシリコン部分に食刻することができ、共働部
分がこれもまたノリコン結晶からなる第2のコンデンサ
極板を提供する。本文における構成は非常に安定な加速
度計を提供するものであるが、これはその主な構成要素
がそれぞれ1つの連続する単結晶であるためである。高
い精度要件およびガス減衰動作の複雑さにも拘らず経済
的な製造が可能であるが、これは大量の同じ素子を同時
にウェーッ・形態で形成することができるためである。
更に、本構造は、不適正な信号の効果をもたらすことに
なる加速度に応じて中心部の質量の傾斜を阻止するよう
にピストン状に運動する極板の中心部の撓みを生じる点
において特に重要である。
本発明のセンサは、主として板の表面に形成された分散
したチャネルに存在するガスの流動抵抗によシガス減衰
されるものである。このため、/ξ−フオレーション内
の減衰作用により、流動するガスの大きな質量を生じる
場合でさえ従来技術の諸問題を回避する。素子の表面上
に形成された係止点を用いる本構造は、空気の流れの制
御と共に、2つの形態の停滞状態を阻止する。即ち、運
動するコンデンサ極板を支持する柔軟なばね作用の隔膜
の過大な電圧負荷が係止点の厚さの選択によって回避さ
れる。更に、前記係止点が対向位置にあるコンデンサ極
板間に空間を開口状態に維持してこの領域内へのガスの
流入および迅速な回復を許容するため、空圧作用の停滞
作用が阻止される。
本文に開示された各方法により典型的とされる。
方法および製品は本発明の望ましい実施態様を形成する
ものであるが、本発明はこれらの特定の方法および製品
に限定されるものではなく、頭書の特許請求の範囲に規
定される本発明の範囲から逸脱することなくその内で変
更が可能である。例えば、本発明を構成する方法から開
発されたプロセスおよび製品は、本装置の明瞭な教示内
容から明らかなように、圧力型シリコン・トランスジュ
ーサの提供のため変更が可能である。
更に、当業者には理解されるように、素子の特定の用途
に応じて開口16の数を変更することができ、その結果
溝18の大きさおよび数も変更される。更に、単一のば
ね作用の隔膜11の代シに、中心の上部10の両面に1
つずつ2つの部分的なばね作用隔膜を形成することもで
きる。
更にまた、本発明によって、第2の外側の極板が第3の
容量性の要素となる対称的なシステムを形成することも
できる。このような構成においては、サイズミンク・マ
スまたは極板の両面に溝および係止点が形成される。極
板のいずれか片側に形成される間隙は実質的に等しいも
のである。
このような構成に関連して、前記サイズミンク・マスと
機械的に接触する作用力の集中領域として第2の外側の
層を用いて圧力形トランスジューサを形成することもで
きる。このような状況の下では、作用力の集中領域は加
えられた圧力に比例して質量に対して撓み力を加えるこ
とになる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の容量性トランスジューサを提供するサ
ンドイッチ状構造の中心部を形成する本発明のコンデン
サ極板を示す底面図、第2図は第1図の線2−2に関す
る断面図、第3図は第1図の線3−3に関する断面図、
第4図は本発明のサンドイッチ状構造の上面を示す本発
明の容量性トランスジューサの平面図、第5図はサンド
イッチ状構造の蓋部および頂部を取外した状態の本発明
の上部即ちコンデンサ極板の平面図、第6図は本発明の
上部のコンデンサ極板からサンドイッチ構造を取外した
状態の蓋部の底面を示す平面図、第7図は基部の層を取
外した状態の本発明のサンドゝインチ構造の中心の6部
即ちコンデンサ極板の第1図と類似の底面図、第8図は
本発明の中心の心細極板部分と対面する基部の内側の上
面を示す本発明のサンドイッチ構造の基部の平面図、お
よび第9図は本発明の容量性トランスジューサのサンド
イッチ構造を示す側面図である。 10・・・コンデンサ極板、11・・・隔膜、12・・
・凹部、14・・・係止点、15・・・可動極板、16
・・・通路、18・・・溝、20・・・極板、22・・
・突起、24・・・凹部、26・・・面、27・・・傾
斜部、29・・・傾斜部、30・・・結合リム部、32
.34.35・・・凹部、33・・・バー、38・・・
基部の接点、40・・・6部の接点、46・・・ビット
、50・・・蓋部、52・・・パイレックス漠、56・
・・基部、58・・・リム部、60・・・剥き出しのシ
リコン部分、62・・・接点。 64・・・接点、70・・・リム面。 特許出願人 ベクトン・デイツキンソン・アンド・□1
0 F/q6

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)容量性検出装置において可動コンデンサとして使
    用される極板において、 (a) 単結晶シリコンからなシ、 (b) 前記極板の周部を形成するリム部と、(c) 
    前記極板上にあって前記リム部から各側リム部上に隔て
    られた中心部のサイズミンク・マスと、 (a) 前記サイズミンク・マスを包囲して前記リム部
    に対する全ての縁部におけるその結合部を形成する隔膜
    ばねと、 (e)容量性の検出装置に取付けられる時、前記サイズ
    ミンク・マスが前記極板の面に対して直角をなす面内で
    運動するように前記隔膜上に支持され、 (f)容量性検出装置に取付けられる時、前記各サイズ
    ミンク・マス間に流体の流通状態を生じるため該マスに
    形成された少なくとも1つの開口と、 (g)゛前記極板の1つの面内に形成された複数の溝と
    を設け、 (h) 該溝は前記開口からこのl1i)l)tゝら?
    ThzらをIb&)メ糾^、まで劃を乙釦内、(=延6
    し。 (i) 前記溝は、前記開口からの距離に正比例するよ
    うに徐々に減少する断面を呈し、(j) 容量性検出装
    置に取付けられる時前記極板の測定された刺激を伝達す
    る前記極板上の電気的接点装置を設けることを特徴とす
    る極板。 (2) (a) 前記サイズミンク・マスの前記の1つ
    の面から延在する複数の離間した誘電体の突起を設け、 (b) 前記極板が容量性検出装置において運動するよ
    うに取付けられる時、前記突起と反対側の面と係合する
    ことを更に特徴とする特許請求の範囲第1項記載の極板
    。 (3)(a) 前記サイズミンク・マス上に離間された
    複数の前記開口と、 (b) 該開口の各々から延在する複数の前記溝とを設
    けることを更に特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    極板。 (4)容量性の検出装置において (a)3つの層、即ち略々同じ大きさの内側の極板層と
    、第1の外側の層と、第2の外側層からなるラミネート
    を設け、 (b) 前記3つの層の各々は単結晶シリコンからなり
    、 (c) 前記第1と第2の外側の層は前記の内側の極板
    層から絶縁され、 (d)前記内側の極板の周囲を形成するリム部と、 (e) 前記の外側の各層が、前記極板のリム部の1つ
    の縁部に対してその周部において接合され封止され、 (f)前記装置の可動容量性極板を形成し、かつ第1と
    第2の面を有する前記極板上の中心部のサイズミンク・
    マスとを設け、該マスは前記リム部から各縁部において
    離間され、(g) その各側縁部において前記サイズミ
    ック・マスを包囲し、かつ前記リム部に対するその結合
    部を形成する隔膜ばねとを設け、 (11)前記サイズミック・マスは、前記極板の面に対
    して直角の面内で運動するように前記隔膜上に支持され
    、 (1)前記マスの前記第1と第2の面の間に流体の流通
    を生じるため前記サイズミンク・マスに形成された少な
    くとも1つの開口と、(j) 前記サイズミンク・マス
    の第1の面に形成された複数の溝とを設け、 (k) 該溝は、前記開口からこの開口とは隔てられた
    地点まで前記面内で延在し。 (1)前記溝は、前記開口からの距離に正比例するよう
    に徐々に減少する断面を呈し、(m) 前記第1の外側
    の層は、前記容量性検出装置の固定極板を形成し、 (n) 前記第2の外側の層は、前記サイズミンク・マ
    スを密閉し、かつ前記第1の外側の層から離れる方向の
    その運動を制限し、 (o)前記外側の層および前記リム部は気体を保有する
    ための腔部を形成し、 (p) 前記極板上および前記外側の層の少なくとも1
    つの上にあって前記装置の測定された刺激を伝達する共
    働する電気的な接点装置を設けることを特徴とする装置
    。 (5) (a) 前記第1の面から延在する複数の離間
    された誘電体の突起を設け、 (b) 該突起が前記第1の外側の層と係合することを
    更に特徴とする特許請求の範囲第4項記載の極板。 (61(a) 複数の前記開口が前記サイズミック・マ
    ス上に距離を隔てて置かれ。 (b) 複数の前記溝が前記第1の面の前記各開口から
    延在することを更に特徴とする特許請求の範囲第4項記
    載の極板。 (力 前記の共働する電気的接点が、 (a) 前記内側の極板層上の複数の金属の突起と、 (b) 正の電気的接点における前記の金属突起と係合
    する変形可能な金属シートとからなることを更に特徴と
    する特許請求の範囲第4項記載の極板。 (8)容量性の検出装置において、 (a)3つの層、即ち略々同じ大きさの内側の極板層と
    、第1の外側の層と、第2の外側層からなるラミネート
    を設け、 (b) 前記内部の極板層は単結晶のシリコンからなり
    、前記外側の層はシリコンと実質的に同じ膨張特性を有
    するホウケイ酸塩からなり、(c) 前記内部の極板層
    の周囲を形成するリム部を設け、該リム部はその両側面
    に前記の対向する第1と第2の外側層に対して結合され
    たホウケイ酸塩のガラス膜を有し、前記の内部の極板層
    を前記第1と第2の外側層に対して結合してこれを絶縁
    し、 (a) 前記第1の外側の層上に金属膜を設け、該金属
    膜は前記装置の固定コンデンサ極板を形成し、 (e)前記極板上の接点部のサイズミック・マスは、前
    記装置の可動容量性極板を形成し、かつ第1と第2の面
    を有し、前記マスは前記リム部から各側縁部において離
    間され、(f)その各側縁部において前記サイズミック
    ・マスを包囲し、かつ前記リム部に対するその結合部を
    形成する隔膜ばねを設け、 (g) 前記サイズミンク・マスは、前記極板の面に対
    して直角の面内で運°動するように前記隔膜上に支持さ
    れ、 (h) 前記マスの前記第1と第2の面の間に流体の流
    通を生じるため前記サイズミンク・マスに形成された少
    なくとも1つの開口と、(1)前記サイズミック・マス
    の第1の面に形成された複数の溝とを設け、 (j) 該溝は、前記開口からこの開口とは隔てられた
    地点まで前記面内で延在し、 (k)前記溝は、前記開口からの距離に正比例するよう
    に徐々に減少する断面を呈し、(1) 前記第2の外側
    の層は、前記サイズミック・マスを密閉し、かつ前記第
    1の外側の層から離れる方向のその運動を制限し。 (m) 前記外側の層および前記リム部は気体を保有す
    るための腔部を形成し、 (n) 前記極板上および前記外側の層の少なくとも1
    つの上にあって前記装置の測定された刺激を伝達する共
    働する電気的な接点装置を設けることを特徴とする装置
    。 (9) (a) 前記サイズミンク・マスの前記の第1
    の面から延在する複数の離間した誘電体の突起を設け、 (b) 該突起は前記第1の外側の層と係合することを
    更に特徴とする特許請求の範囲第8項記載の装置。 αω (a) 前記サイズミンク・マス上に離間された
    複数の前記開口と、 (b) 前記第1の面において該開口の各々から延在す
    る複数の前記溝とを設けることを特徴とする特許請求の
    範囲第8項記載の装置。 aυ 前記の共働する電気的接点が、 仏)前記内側の極板層上の複数の金属の突起と、 (b) 正の電気的接点における前記の金属突起と係合
    する変形可能な金属シートとからなることを更に特徴と
    する特許請求の範囲第8項記載の装置。
JP60075255A 1984-05-18 1985-04-09 容量性トランスジユ−サ Granted JPS60244864A (ja)

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