TWI416081B - Small inclination, vibration sensor and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

小型傾斜、振動感測器及其製造方法 技術領域
本發明係有關於一種傾斜、振動感測器，其係於非導電性盒體之內部配置有複數電極，並且可自由移動地收納有導電性球體，藉由該盒體傾斜時或振動時之該球體的移動變位而進行ON、OFF動作，可藉此檢測出傾斜或振動者。
 背景技術
目前，此種感測器已代替使用有害物質之水銀作為可動電極之水銀式感測器，廣泛地使用安裝於家電製品、電子機器及其他各種製品、機器等，可檢測出該等製品、機器等之傾斜或振動，而最近，隨著該使用對象機器漸趨小型化，或對數位相機、行動電話等小型高科技電子機器之搭載需要大幅增加等，對其小型化、高性能化、高信賴性化之市場要求更趨強烈。
關於此種傾斜、振動感測器，迄今多採用例如特開平10-12107號公報、特開平11-195359號公報等所示之使複數細長金屬引線框突出於感測器盒體外側型者。
然而，上述具有金屬引線框之傾斜、振動感測器中，一般而言，於其盒體之空洞部配置複數個金屬電極板，並且為了將前述金屬引線框固定於該盒體上，必須具有複數個配件等之安裝構件，因而難以將感測器全體之外型尺寸大幅地小型化，故無法對於使用小型電子零件高密度安裝 技術之表面安裝技術(SMT)的印刷電路板進行自動焊接安裝。因此，在將該型感測器安裝於印刷電路板時，不得不仰賴於印刷電路板上設置複數引入穿孔，分別將前述金屬引線框插入該等引入穿孔之所謂引入安裝方式。
因此，為了使傾斜、振動感測器小型化，必須使感測器盒體小型化，因而提出了使用耐熱性較高之熱可塑性合成樹脂盡可能地小型加工成形該盒體本體及/或蓋體，並且將可使用表面安裝技術直接焊接於印刷電路板上之連接端子突出設置於感測器盒體型之小型感測器，且該感測器之外形尺寸設定為長寬3mm左右。
 發明揭示
然而，為了更促進感測器因應對行動電話等小型高科技電子機器的搭載需要增加而小型化，除了使構成感測器盒體之盒體本體及/或蓋體之厚度較習知者更薄外，還必須對應感測器之小型化而使收納於其內部、即空洞部之可動電極的導電性球體球徑更小。而且，即使如上述般使感測器大幅小型化，也不能因此而有損感測器之性能乃至於動作感度、耐久性、信賴性等。因此，必須克服隨著感測器小型化而產生的以下問題。
首先，第1，如果讓含有濕氣之空氣滲入感測器盒體之空洞部，則不僅容易受濕氣的黏性影響而使作為可動電極之導電性球體的動作變慢，也容易受附著在設置於空洞部內之固定電極或該球體表面的水分黏性影響，而使該球體 之動作具有磁滯現象，故感測器之動作感度會變遲鈍。該現象在空洞部內存在有細微灰塵等粒子狀不純物時會更為明顯。第2，在使用SMT之表面安裝作業的迴焊(reflow)步驟中，業已網版印刷於印刷電路板之銲膏中所含有之作為黏合劑的焊劑會因加熱而蒸發，由於該蒸氣或揮發部份中含有氯及其他會腐蝕前述電極及球體之有害氣體，因此若讓上述氣體滲入感測器空洞部，則會因上述有害氣體之氧化作用或侵蝕作用而腐蝕電極及球體的表面，不僅會使感測器的動作感度變鈍，還會使其耐用壽命變短。第3，若感測器盒體之空洞部內的溫度上升，則位於該空洞部內之氣體溫度會上升，又由於小型化而使感測器盒體厚度變薄，因此容易有因為該空氣壓力而破壞感測器盒體的危險。第4，隨著小型化，前述電極與前述球體間之距離會減少，由於該距離之減少會造成電性絕緣距離減少，因此若水分或不純物附著於電極等，則會明顯地減少絕緣電阻、容易產生會損傷電極之弧形放電，而對感測器之耐久性或性能帶來不良影響。第5，由於感測器空洞部之容積明顯變小，故於其內部設置以銅板等導電性金屬所作成之共有電極板也明顯地較為困難。第6，若為金屬球之導電性球體與由絕緣體所構成之感測器盒體之內壁面部份摩擦接觸產生靜電而帶電，則會因其引力或反作用力，有時該球體會產生不規則動作，使感測器應檢出之傾斜或振動之檢測精度惡化。所謂靜電，是在「絕緣物彼此間」或「絕緣物與導體」之間產生之現象，不會在「導體彼此之間」產生。相同物質 無論怎麼摩擦都不會帶電。當任一方都不是絕緣物時已帶電之電荷會在兩者之接觸中被中和。這就是「導體彼此間」不能帶電的理由。
本發明藉由解決隨著感測器盒體之大幅小型化而產生之上述各種問題，主要目的在於提供一種高性能、高動作感度，且具有耐久性及高信賴性之小型傾斜、振動感測器及其製造方法。
而本發明之其他目的在於可量產且廉價地提供、並且可多方向地進行傾斜或振動等檢測之小型傾斜、振動感測器及其製造方法。
為了達成上述目的，本發明之小型傾斜、振動感測器包含有：盒體，係由具有上面開口之空洞部的盒體本體與可氣密地封閉該空洞部開口的蓋體所構成者；電極，係由等間隔相鄰設置於前述空洞部周壁面之至少4個以上的導電性覆膜所構成者；平面電極，係由設置於該空洞部底面上之1個導電性覆膜所構成者；及導電性球體，係收納於該空洞部並可自由移動，且接觸相鄰之任2個前述電極或前述電極中任1個與前述平面電極，作為電性接點者，而當前述盒體傾斜、振動時，該導電性球體會隨之移動，並藉由該移動進行ON、OFF動作，且前述盒體本體與前述蓋體係分別由氣體屏障性及耐熱性優異之非導電性材料形成，並且，前述空洞部已除去會對因前述球體移動而產生之ON、OFF動作帶來不良影響的水分及細微塵埃等粒子狀不純物，且使前述空洞部內為真空。
又，本發明之小型傾斜、振動感測器包含有：盒體，係由具有上面開口之空洞部的盒體本體與可氣密地封閉該空洞部開口的蓋體所構成者；電極，係由等間隔相鄰設置於前述空洞部周壁面之至少4個以上的導電性覆膜所構成者；平面電極，係由設置於該空洞部底面上之1個導電性覆膜所構成者；及導電性球體，收納於該空洞部並可自由移動，接觸相鄰之任2個前述電極或前述電極中任1個與前述平面電極，作為電性接點者，當前述盒體傾斜、振動時，該導電性球體會隨著該盒體而移動，並藉由該移動進行ON、OFF動作，且前述盒體本體與前述蓋體係分別由氣體屏障性及耐熱性優異之非導電性材料形成，並且，前述空洞部內封入有減壓至預定真空度以上之優異電絕緣性氣體者。
此外，本發明之小型傾斜、振動感測器係如申請專利範圍第1或2項者，其中前述盒體本體係將複數片以前述非導電性材料成形加工之矩形片材上下氣密地接合而形成的積層構造體。
而且，本發明之小型傾斜、振動感測器係如申請專利範圍第1或2項者，其中前述盒體本體係以前述非導電性材料一體成形之長方體。
又，本發明之小型傾斜、振動感測器係如申請專利範圍第1或2項者，其中前述空洞部形成為橫截面大致呈正方形之角孔，而其四周壁面分別形成1個1個構成各獨立電極之導電性覆膜。
且，本發明之小型傾斜、振動感測器係如申請專利範圍第1或2項者，其中前述非導電性材料係精密陶瓷、玻璃或該等之混合體。
此外，本發明之小型傾斜、振動感測器係如申請專利範圍第1或2項者，其中於前述盒體本體底部下面側分別設有平坦連接端子部，且前述平坦連接端子部由分別電性連接於前述各電極之導電性覆膜構成。
並且，本發明之小型傾斜、振動感測器係如申請專利範圍第1或2項者，其中前述盒體本體與前述蓋體使用封接用玻璃互相接合。
而且，本發明之小型傾斜、振動感測器係如申請專利範圍第1或2項者，其中前述導電性覆膜使用薄膜印刷、塗膜、真空蒸鍍、濺鍍、離子電鍍等成膜技術而形成薄膜。
此外，本發明之小型傾斜、振動感測器係如申請專利範圍第1或2項者，其外形尺寸為2.5mm×2.5mm×2.0mm~1.5mm×1.5mm×1.0mm。
又，本發明之小型傾斜、振動感測器之製造方法，包含有以下步驟：於氣體屏障性及耐熱性優異之非導電性片材上，如圍棋盤格子般縱橫地連續設置多數盒體本體，而該等盒體本體係具有於上面開口，且於內部設置由複數導電性覆膜所構成之電極的空洞部，並且於底部之下面側設置由分別電性連接該等電極之複數導電性覆膜所構成的平坦接續端子部者；將可與前述電極接離之導電性球體收納於該等盒體本體之空洞部內並使之可移動；藉由構成可氣 密地封閉前述各空洞部之上面開口部之蓋體的氣體屏障性及耐熱性優異之非導電性覆蓋片材，氣密地封閉連續設置多數盒體本體之前述非導電性片材之上面側；此時，前述各盒體本體之空洞部除去會對因前述球體移動而產生之ON、OFF動作帶來不良影響的水分及細微塵埃等粒子狀不純物，且使該空洞部內為真空；及沿著顯示於前述覆蓋片材上之縱橫切塊線，依序切斷該覆蓋片材及前述片材，而得到作為組合體之各感測器。
此外，本發明之小型傾斜、振動感測器之製造方法係如前者，其中分別構成前述盒體本體及蓋體之片材及覆蓋片材係由陶瓷、玻璃或該等混合體所構成，並且，構成該盒體本體之片材係將複數片以該等材料成形加工之矩形片材上下氣密地接合而形成的積層構造體。
圖式簡單說明
第1圖係本發明一實施例之傾斜、振動感測器的正面圖。
第2圖係同上感測器之盒體本體的平面圖。
第3圖係同上感測器的底面圖。
第4圖係盒體本體加蓋狀態時之第2圖A-A' 線之模式圖的縱截面圖。
第5圖係圖解同上感測器之動作態樣的模式圖。
第6A圖係顯示可取多數個同上感測器而形成之片狀積層構造物之一例的概要平面圖。
第6B圖係第6A圖所示之積層構造物的放大側視圖。
第6C圖係第6A圖所示者除去構成蓋體之覆蓋片材及金屬導電球而顯示的概要平面圖。
第6D圖係第6C圖所示者的放大側視圖。
 實施發明之最佳型態
以下對於本發明之實施形態，以以下所述之實施例為中心進行詳細說明。
第1~4圖係顯示本發明一實施例之傾斜、振動感測器A者，第2圖係盒體本體之平面圖，第3圖係其底面圖，第4圖於盒體本體加蓋狀態之第2圖A-A' 線的縱截面圖。在該等圖示中，1係感測器A之非導電性盒體，2係該盒體之空洞部，3A、3B、3C、3D、3E係電極，4係可轉動地收納於空洞部2之金屬導電球。
前述感測器盒體1之構成為：盒體本體5與可氣密地封住其開口於上面中央部之開口部6的片狀蓋體7，而盒體本體5與蓋體7係由可阻止對因前述金屬導電球4之移動或轉動而引起之ON、OFF動作帶來不良影響之氣體滲透的優氣體屏障性及耐熱性優異之非導電性材料(例如，精密陶瓷)分別形成者，又，前述4個電極3A、3B、3C、3D係藉由例如實施電鍍加工等而成膜之導電性覆膜而形成於前述空洞部2之周壁面，並且，該等電極分別透過電路電性連接至由設置於該盒體本體5底部下面側之導電性覆膜所構成的4個平坦連接端子8A、8B、8C、8D。
在前述實施例中，如第1圖及第4圖所示，前述盒體本 體5係使用例如不將低融點封接用玻璃等接合材料加熱至融點，而利用在融點以下固體狀態之界面擴散現象來接合之技術的固體擴散接合技術，上下氣密地接合以前述非導電性材料分別成形加工之3片矩形片材5A、5B、5C而成的3層積層構造體，而於該積層構造體中設有具有可移動地收納前述金屬導電球4之尺寸、橫截面大致為正方形的空洞部2，該空洞部2係由上下貫通構成前述積層構造體之最下層(即底部)之片材5A以外之2片片材5B、5C各中央部的大致正方形角孔9與該最下層片材5A的上面所形成，而於該空洞部2之四周壁面，分別立體地形成有導電性覆膜，其係構成為從下面數來第3層(即最上層)之片材5C中央部角孔之四周壁部9A、9B、9C、9D互相絕緣的各獨立電極3A、3B、3C、3D。片材5B、5C之各角孔9在片材材料為陶瓷之情況下，在燒成片材前之片材狀態下穿透設置。附帶一提，於前述實施例中，在構成前述積層構造體之各片材5A~5C中，作為最上層片材之片材5C具有最大的厚度。該等片材之片數、厚度、尺寸等可因應感測器之用途而增減。又，於最下層片材5A之上面、即空洞部2之底面上，在構成從下數來第2層之片材5B中央部、形成為較片材5C中央部各角孔9稍大的各孔9內，與前述各電極獨立地設有由導電性覆膜構成之單一平面電極3E。在圖示之例中，構成為電極3A、3B、3C、3D可分別使用為負電極，又電極3E可作為正電極。
又，前述實施例中，於具有3層積層構造之前述盒體本體5，分別形成有可作為第1導電路之金屬膜11A、11B、 11C、11D，其係於最上層片材5C之下面，分別連接作為各獨立電極3A、3B、3C、3D之導電性覆膜(參照第2圖及第4圖)，並且，一端分別連接前述4個金屬膜11A、11B、11C、11D作為第2導電路之導電體12A、12B、12C、12D，分別填充至上下貫通由下數來第1層及第2層之2片積層片材5A、5B的引入穿孔12A' 、12B' 、12C' 、12D' 內，而另一端則分別接續至可直接焊接安裝於印刷電路板之前述連接端子8A、8B、8C、8D。又，前述空洞部底面上之電極3E透過填充於最下層片材5A中央部之引入穿孔12E' 之作為導電路的導電體12E，電性連接至由設於該片材5A下面側之導電性覆膜所構成之平坦連接端子8E。前述金屬膜11A~11D、連接端子8A~8E也可與前述電極3A~3D一樣，藉由例如電鍍處理等而形成。
於如前述構造之盒體本體5之上面，收納金屬導電球4於空洞部2內後，使用例如不會透過氣體之如玻璃熔塊的低融點封接用玻璃等，氣密地接合可氣密地封閉其開口部6的片狀蓋體7，此時，從藉由盒體本體5與蓋體7之接合而形成的感測器盒體1內部(即空洞部2)除去會對感測器之ON、OFF動作帶來不良影響的水分及細微塵埃等粒子狀不純物等，並且使前述空洞部內為真空，或者將電絕緣性優異的氣體，例如：乾燥空氣、氮氣、氦、氬、氙、六氟化硫等中任一氣體或該等之混合氣體，減壓至預定之真空度(例如，10之1氣壓以上)封入該空洞部內。上述空洞部2之真空化或氣體減壓封入，可藉由可導入內部之環境氣體種類 多、且具有可提高導入氣體純度之真空至換機能之熱處理爐的多種環境氣體真空熱處理爐來實施。
使用陶瓷作為感測器盒體1之構造材料時，宜使用例如如Al2 O3 般具優異絕緣性且熱膨脹性低的陶瓷、或玻璃陶瓷，即混合了預定量的玻璃的陶瓷之低溫化至燒成溫度為900℃以下之低溫共燒陶瓷(LTCC=Low Temperature Cp-fired Ceramic)。又，感測器盒體1之構造材料可使用陶瓷以外之耐熱性及氣體屏障性優異的非導電性材料，例如，石英玻璃、硼矽酸系玻璃、磷矽酸系玻璃等低熱膨脹性玻璃或該等之一與陶瓷的混合體。
前述電極、連接端子等，不限於使用電鍍，也可使用薄膜印刷、塗膜、真空蒸鍍、濺鍍等成膜技術來形成。而，使用於該等成膜之材料可列舉如：導電性優異之純銠、純釘、加入銠之硬質白金、加入釘之硬質白金、純白金、硬質鈀、加入鈷之硬質金、其他硬質金、鎳等。該等材料中，鎳宜使用於可用來強化覆膜之基層電鍍加工。
作為可動電極之金屬導電球4直徑越小，其質量越輕，故為了使其運動性及與電極3A~3E之接觸性佳，宜使用例如鎢球、不銹鋼球、鋼球等比重較大的材質者，並且於其表面實施鍍鎳作為基層鍍層後，更於其上實施導電性良好之鍍金層來完成精加工。又，雖會多少增加成本，但也可以加入鈷之硬質金形成金屬導電球。
又，盒體本體及/或蓋體在SMT之迴焊步驟中，也可使用除了不會產生熱變形程度的高耐熱性外，還具有氣體屏 障性以及可阻止水分、外部氣體等滲透程度之優異物性且已改良的工程塑料或超級工程塑料，來作為母材，並藉由射出成形或高溫壓縮燒結成形加工。如上述者可列舉如PBI、尼龍合金等。
且，也可藉由使用與前述實施例同樣地可阻止因前述金屬導電球之移動變位而產生之ON、OFF動作帶來不良影響之氣體透過之氣體屏障性及耐熱性優異的非導電性材料，例如前述之Al2 O3 之陶瓷等，分別形成一體成形之盒體本體與氣密地封閉開口於上面中央部之開口部的片狀蓋體而構成前述感測器盒體。
第6A~6D圖顯示本發明之小型傾斜、振動感測器製法之一例，X係使用封接用玻璃等接合材料上下氣密地接合矩形之3片陶瓷片材5A' 、5B' 、5C' 而形成，並作為如圍棋盤格子般多數縱橫地連續設置盒體本體5之積層構造體的非導電性片材，將金屬導電球4收納於設有複數電極3A~3E之各盒體本體5的空洞部2內後，使用封接用玻璃等接合材料，將構成蓋體7之非導電性覆蓋片材Y氣密地接合於可氣密地封閉各空洞部之上面開口部6的前述片材X之上面側。此時，從前述各盒體本體之空洞部除去會對因前述金屬導電球移動而產生之ON、OFF動作帶來不良影響的水分及細微塵埃等粒子狀不純物，且使該空洞部內為真空，或者於前述空洞部內封入有減壓至預定真空度以上之優異電絕緣性氣體。然後，藉由沿著顯示於覆蓋片材Y上之縱橫切塊線S、S' 依序切斷由該兩片材X、Y所構成之片狀積層構造物， 而可得到作為組合體之各感測器。此外，第6A~6D圖中為了避免複雜化，省略了連接端子或導電路的圖示。在此例中，可得到具有外形尺寸之高為2.0mm、縱橫各2.5mm的感測器100個，也可輕易得到更多感測器，例如900個。因此，本發明之感測器可大量生產，並且可廉價地提供。
接著，說明前述之本發明一實施例之傾斜、振動感測器A的動作。
當感測器A向前後左右任一方向傾斜，金屬導電球4會在空洞部底面之電極3E上向感測器A之傾斜方向轉動，接觸4個電極3A、3B、3C、3D中相鄰之任2個電極，使之與電極3E互相導通，3點接觸之狀態下呈開關ON之狀態，檢測出1方向。
亦即，於第5圖中，當感測器A向左下方傾斜，金屬導電球4向箭號所示之左方向轉動，並接觸2個電極3A、3B而使該2個電極與電極3E互相導通，呈現開關ON的狀態。由該開關ON狀態，感測器A可檢測出往左方向傾斜之狀態。當與此相反、感測器A向右下方傾斜時，金屬導電球4向箭號所示之右方向轉動，接觸2個電極3C、3D而使該2個電極與電極3E互相導通，呈開關ON狀態。根據該開關ON狀態，感測器A可檢測出往右方向傾斜的狀態。
接著，當感測器A向前下方傾斜，金屬導電球4向箭號所示之前方轉動，並接觸2個電極3A、3D而使該2個電極與電極3E互相導通，呈現開關ON的狀態。由該開關ON狀態，感測器A可檢測出往前方傾斜之狀態。當與此相反、感測器 A向後下方傾斜時，金屬導電球4向箭號所示之後方轉動，接觸2個電極3B、3C而使該2個電極與電極3E互相導通，呈開關ON狀態。根據該開關ON狀態，感測器A可檢測出往後方傾斜的狀態。如上述藉由接觸角孔之角的3點，可更安定、確實地檢測出傾斜方向。
又，當感測器A向左下方與前下方之中間方向、左下方與後下方之中間方向、右下方與前下方之中間方向或右下方與後下方之中間方向傾斜時，金屬導電球5在電極3E上向該中間方向轉動，呈現接觸電極3A、3B、3C或3D之2點接觸狀態，此時在該2點接觸狀態下使兩電極互相導通，而為開關ON狀態，藉此可檢測出各方向。
如上所述，在本感測器中，藉由進行上述之3點接觸與2點接觸兩者，即藉由將角孔之角的3點接觸狀態作為一方向，電極3E透過金屬導電球4接觸任一壁面之電極膜之2點接觸狀態作為一方向，也可使用作為檢測出8個方向的感測器。
接著，當施加振動於感測器A，不論該振動為左右方向的振動、前後方向的振動、上下方向或其他方向的振動，在該振動持續期間，金屬導電球4會移動變位，反覆進行與電極3A、3B、3C、3D中相鄰任2個電極或任1個電極與底面電極3E之接觸、非接觸，而反覆導通、非導通的狀態。藉由反覆該導通、非導通狀態，可檢測出感測器A正進行振動。
在上述傾斜檢測感測器A中，由於以可阻止因金屬導電球4之轉動而產生之ON、OFF動作帶來不良影響之氣體透過 之氣體屏障性及耐熱性優異的非導電性材料製作感測器盒體1，並除去其內部之水分或不純物等，且使其內部為真空或者將優異電絕緣性之氣體減壓至預定之真空度以上封入其內部，故即使其外形尺寸大幅減小(例如，長寬2mm左右的超小型)，因不容許濕氣或有害氣體滲入其內部(即空洞部)，所以傾斜時等之金屬導電球4的動作會迅速且順暢，可維持良好的動作感度而進行檢測傾斜或振動，並且增長使用壽命。
前述實施例之構造為於空洞部之周壁面具有4個電極膜、其底面具有1個共有電極3E，其變形例之一也可使空洞部之橫截面形狀為6角形或8角形，於該各周壁面形成電極膜。於以上任一情況，由於皆無須如習知例之金屬引線框或金屬引線及該等之安裝構件，故可使構造單純且大量生產大幅小型化之感測器。
前述實施例中，設置於空洞部2底面作為電極3E之電極膜除了可作為共通電極膜外，也可作為防止或除去為金屬球之金屬導電球4帶靜電的機構。
亦即，有時因為某些原因，於感測器內會產生靜電，因此，前述實施例之其他變形例藉由不將底面作為電極3E之電極膜作為共通電極膜，而僅使用為金屬導電球4之防止或除去帶電機構，可防止電荷蓄積於內部。
此外，在只有該機構還不完全之情況下，也可於蓋體7之裏面設置與底面作為電極3E之電極膜相同之電極膜。
產業上利用之可能性
根據本發明，可使傾斜、振動感測器大幅地小型化，並且除了大幅小型化，可得到高性能及動作感度，且具耐久性極高信賴性之感測器。因此，根據本發明，當然可利用於檢測機器的傾斜或振動，例如，可利用為僅傾斜行動電話便可捲動其畫面的開關、或因應數位相機之方向自動補正畫面縱橫之感測器等，另外也可提供適於使用於高科技電子機器之超小型傾斜、振動感測器。
不僅如此，由於由本發明所得之小型傾斜、振動感測器可與一般稱為晶片之電容器、電阻等小型電子零件同樣地自動焊接安裝至使用可用晶片貼片機之表面安裝技術(SMT)的印刷電路板，故可大幅提昇使用對象機器之生產性。
根據本發明，可使全體大幅小型化，並且得到高性能及動作感度，且具耐久性及高信賴性之小型傾斜、振動感測器。
又，根據本發明，可大量生產且廉價地提供，並且可得到可進行全方位傾斜或振動等檢測之小型傾斜、振動感測器。
A‧‧‧傾斜、振動感測器
S、S' ‧‧‧切塊線
X‧‧‧片材
Y‧‧‧覆蓋片材
1‧‧‧感測器盒體
2‧‧‧盒體1之空洞部
3A、3B、3C、3D、3E‧‧‧電極
4‧‧‧金屬導電球
5‧‧‧盒體本體
5A、5B、5C‧‧‧矩形片材
5A' 、5B' 、5C' ‧‧‧陶瓷片材
6‧‧‧開口部
7‧‧‧蓋體
8A、8B、8C、8D‧‧‧連接端子
9‧‧‧角孔
9A、9B、9C、9D‧‧‧角孔之四周壁部
11A、11B、11C、11D‧‧‧金屬膜
12A、12B、12C、12D、12E‧‧‧導電體
12A' 、12B' 、12C' 、12D' 、12E' ‧‧‧引入穿孔
第1圖係本發明一實施例之傾斜、振動感測器的正面圖。
第2圖係同上感測器之盒體本體的平面圖。
第3圖係同上感測器的底面圖。
第4圖係盒體本體加蓋狀態時之第2圖A-A' 線之模式圖 的縱截面圖。
第5圖係圖解同上感測器之動作態樣的模式圖。
第6A圖係顯示可取多數個同上感測器而形成之片狀積層構造物之一例的概要平面圖。
第6B圖係第6A圖所示之積層構造物的放大側視圖。
第6C圖係第6A圖所示者除去構成蓋體之覆蓋片材及金屬導電球而顯示的概要平面圖。
第6D圖係第6C圖所示者的放大側視圖。
A‧‧‧傾斜、振動感測器
1‧‧‧感測器盒體
2‧‧‧盒體1之空洞部
3B、3C、3D、3E‧‧‧電極
4‧‧‧金屬導電球
5‧‧‧盒體本體
5A、5B、5C‧‧‧矩形片材
6‧‧‧開口部
7‧‧‧蓋體
8B、8C‧‧‧連接端子
9‧‧‧角孔
9B、9C‧‧‧角孔之四周壁部
11B、11D‧‧‧金屬膜
12B、12D、12E‧‧‧導電體
12B' 、12D' 、12E' ‧‧‧引入穿孔

Claims (12)

  1. 一種小型傾斜、振動感測器，包含有：盒體，係由具有上面開口之空洞部的盒體本體與可氣密地封閉該空洞部開口的蓋體所構成者；立體的複數電極，係由等間隔相鄰設置於前述空洞部周壁面之至少4個以上的導電性覆膜所構成者；及金屬導電球，係收納於該空洞部內並可自由移動，且接觸前述電極中相鄰之任2個電極而使該電極相互導通者，且前述盒體本體由積層構造體構成，該積層構造體為上下重合複數張片材並以低溫同時燒成而成，該複數張片材分別以混合了預定量的低熱膨脹性玻璃的陶瓷成形，且當前述盒體傾斜、振動時，該金屬導電球會隨之移動，並藉由該移動進行ON、OFF動作，又，前述小型傾斜、振動感測器之特徵在於：前述金屬導電球由加入鈷之硬質金成形且未加鍍敷之球體所形成，前述蓋體係以氣體屏障性及耐熱性優異之低熱膨脹性玻璃形成，使其可用肉眼從外部通過該蓋體檢查該盒體本體的空洞部內的前述金屬導電球之動作，且將平面之導電性覆膜設置於前述空洞部之底面上及前述蓋體的下面側，作為用以防止及/或去除前述金屬導電球之帶靜電的手段，又，從前述空洞部除去會對因該導電球移動而產生之ON、OFF動作帶來不良影響的水分及細微塵埃等不純 物，且前述空洞部內封入有減壓至預定真空度以上之電絕緣性優異的氣體。
  2. 一種小型傾斜、振動感測器，包含有：盒體，係由具有上面開口之空洞部的盒體本體與可氣密地封閉該空洞部開口的蓋體所構成者；立體的複數電極，係由等間隔相鄰設置於前述空洞部周壁面之至少4個以上的導電性覆膜所構成者；及金屬導電球，收納於該空洞部內並可自由移動，且接觸前述電極中相鄰之任2個電極而使該電極相互導通者，且前述盒體本體由積層構造體構成，該積層構造體為上下重合複數張片材並氣密地接合而成，該複數張片材分別以氣體屏障性及耐熱性優異之低熱膨脹性玻璃成形，且當前述盒體傾斜、振動時，該金屬導電球會隨之移動，並藉由該移動進行ON、OFF動作，又，前述小型傾斜、振動感測器之特徵在於：前述金屬導電球由加入鈷之硬質金成形且未加鍍敷之球體所形成，前述蓋體係以氣體屏障性及耐熱性優異之低熱膨脹性玻璃形成，使其可用肉眼從外部通過該蓋體檢查該盒體本體的空洞部內的前述金屬導電球之動作，且將平面之導電性覆膜設置於前述空洞部之底面上及前述蓋體的下面側，作為用以防止及/或去除前述金屬導電球之帶靜電的手段，，又，從前述空洞部除去會對因該導電球移動而產生之ON、OFF動作帶來不良影響 的水分及細微塵埃等不純物，且前述空洞部內封入有減壓至預定真空度以上之電絕緣性優異的氣體。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之小型傾斜、振動感測器，其中使設置於前述盒體本體的空洞部的底面上之前述導電性覆膜可作為共通電極膜發揮功能。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之小型傾斜、振動感測器，其中前述盒體本體係代替前述陶瓷或前述低熱膨脹性玻璃而以超級工程塑料作為母材，藉由射出成形方式或高溫壓縮燒結成形方式一體地成形加工而成之長方體，該超級工程塑料具有在SMT(表面安裝技術)之迴焊步驟不會產生熱變形程度的高耐熱性，以及可阻止水分、外部氣體等透過的優異氣體屏障性。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之小型傾斜、振動感測器，其中前述空洞部形成為橫截面大致呈正方形之角孔，而其四周壁面分別形成1個1個構成各獨立電極之導電性覆膜。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之小型傾斜、振動感測器，其中感測器殼體的蓋體由平板狀的玻璃片材構成。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之小型傾斜、振動感測器，其中於前述盒體本體底部下面側分別設有平坦連接端子部，且前述平坦連接端子部由分別電性連接於前述各電極之導電性覆膜構成。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之小型傾斜、振動感測器，其中前述盒體本體與前述蓋體使用為不透過氣體之封接 用玻璃的熔合玻璃互相氣密地接合。
  9. 如申請專利範圍第1或2項之小型傾斜、振動感測器，其中前述導電性覆膜使用薄膜印刷、塗膜、真空蒸鍍、濺鍍、離子電鍍等成膜技術而形成薄膜。
  10. 如申請專利範圍第1或2項之小型傾斜、振動感測器，其外形尺寸為對於印刷電路板可使用貼片機(chip mounter)之表面安裝技術的適用可能範圍內者。
  11. 一種小型傾斜、振動感測器之製造方法，其特徵在於包含有以下步驟：將積層構造的盒體本體如圍棋盤格子般多數縱橫地連續設置於上下重合的複數片陶瓷片材並加以低溫燒成，而該等積層構造的盒體本體係具有於上面開口，且於內部設置由複數導電性覆膜所構成之電極的空洞部，並且於底部之下面側設置由分別電性連接該等電極之複數導電性覆膜所構成的平坦接續端子部者；將可與前述電極接離之金屬導電球以加入鈷之硬質金成形並使其可轉動地收納於該等盒體本體之空洞部內；在各空洞部之底面上形成平面之導電性覆膜，作為用以防止及/或去除前述金屬導電球之帶靜電的手段；藉由構成可氣密地封閉各空洞部之上面開口部之蓋體且氣體屏障性及耐熱性優異之低熱膨脹性玻璃片材，氣密地封閉連續設置多數盒體本體之前述陶瓷片材之上面側； 此時，從各盒體本體之空洞部除去會對因前述金屬導電球移動而產生之ON、OFF動作帶來不良影響的水分及細微塵埃等之不純物，且於該空洞部內封入減壓至預定真空度以上之電絕緣性優異的氣體；及沿著顯示於前述玻璃片材上之縱橫切塊線，依序切斷該玻璃片材及前述陶瓷片材，而得到作為組合體之各感測器。
  12. 如申請專利範圍第11項之小型傾斜、振動感測器之製造方法，其中構成前述盒體本體之前述陶瓷片材及構成前述蓋體之前述低熱膨脹性玻璃片材分別形成為矩形。
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