JP2008039664A - マルチレンジ加速度センサー - Google Patents

Abstract

【課題】 測定レンジの大きく異なる複数の３軸加速度センサーを小さい面積に低コスト
で製造する。また、複数のセンサーの加速度検出軸の向きを高精度に一致させる。
【解決手段】 枠部と、対を成す梁部２対を介して枠部に保持される錘部と、梁部に設け
られた半導体ピエゾ抵抗素子からなる第一３軸加速度センサー素子の枠部内に、第一３軸
加速度センサー素子より単位加速度あたりの出力電圧が小さい第二３軸加速度センサー素
子を形成する。枠部を共有するため小型化でき、フォトリソやエッチングなどの工程で一
つのチップに一括形成できるので製造コストが低く、かつ複数のセンサー素子の加速度検
出軸をフォトリソマスク精度で高精度に一致させることができる。

【選択図】 図１

Description

本発明は、携帯端末機器や玩具、自動車、航空機等に用いられる加速度検出用の半導体
加速度センサーに関するものである。

加速度センサーは、自動車のエアーバッグ作動用に多く用いられ、自動車が衝突した衝
撃を加速度としてとらえていた。自動車ではＸ軸とＹ軸の加速度を測定するため、１軸も
しくは２軸機能で充分であった。また、測定する加速度が非常に大きいため、加速度を検
知する加速度センサー素子も頑丈に製作されている。最近は、携帯端末機器やロボット等
にも加速度センサーが使用されることが多くなって来ている。３次元空間の動きを検出す
るためＸ，Ｙ，Ｚ軸の加速度が測定できる３軸加速度センサーが要求されてきている。こ
れらの用途では、数Ｇから数十Ｇの小さな加速度の検出が要求されるだけでなく、高分解
能であることが求められる。

ピエゾ抵抗素子型３軸加速度センサーに関して出願人は広範囲に多数出願している。特
許文献１から特許文献６で、錘部の形状や梁部の形状、ピエゾ抵抗素子の配置、ピエゾ抵
抗素子の接続方法、梁部と枠部の接合部の形状等を明らかにしている。図１１に３軸加速
度センサーの分解斜視図、図１２ａ）に図１１のｈ−ｈ’方向の断面図、図１２ｂ）にセ
ンサーチップの平面図を示す。３軸加速度センサー２０は、ケース１にセンサーチップ２
と規制板３が樹脂などの接着剤１６で所定の間隔で固着されている。センサーチップ２の
チップ端子４はワイヤー５でケース端子６に接続され、センサーの信号は外部端子７から
取り出す。ケース１にはケース蓋８を例えばＡｕＳｕはんだ等の接着剤１７で固着し密封
されている。センサーチップ２には、３軸加速度センサー素子９が形成されている。３軸
加速度センサー素子９は、方形の枠部１０と錘部１１と対を成す梁部１２で構成され、錘
部１１が２対の梁部１２で枠部１０の中央に保持されている。梁部１２にはピエゾ抵抗素
子が形成されている。一対の梁にはＸ軸ピエゾ１３とＺ軸ピエゾ１５が、他の一対の梁に
はＹ軸ピエゾ１４が形成されている。図１２ａ）の錘部１１の下面とケース１の内底面と
の間隔ｇ４と、錘部１１の上面と規制板３の間隔ｇ３は、衝撃の様な過度な加速度がセン
サーに加わったとき、錘部１１の動き量を規制して梁部１２の破損を防ぐものである。本
願のピエゾ抵抗素子型３軸加速度センサーの基本的な構造はこれら特許文献と同じである
ので、特に断りのない限り詳細説明は省略する。

特開２００３−１７２７４５号 公報 特開２００３−２７９５９２号 公報 特開２００４−１８４３７３号 公報 特開２００６−０９８３２３号 公報 特開２００６−０９８３２１号 公報 ＷＯ２００５／０６２０６０ Ａ１

携帯型小型機器の落下状態検知や振って操ると言う様なユーザーインターフェースなど
の用途では数Ｇレベルであるが、衝撃検知の様な用途では数百から数千Ｇの値となる。例
えば、磁気ディスクを内蔵する携帯機器においては、落下時の衝撃で磁気ディスクが破壊
しないように、落下を検知した時点でヘッドを待避させ、衝撃時の破壊を防止するという
用途がある。それに加え、製品の損傷時の修理に際しては、製品がどのような衝撃を受け
たかという来歴を知りたいという要求がある。落下検知と組合せて衝撃加速度の来歴を効
率的に記録する手法についても出願人は特許文献７で明らかにしている。このように、一
つの製品で、数Ｇレベルの落下検知と、数百から数千Ｇレベルの衝撃検知を行いたいとい
う要求がある。その場合、数Ｇと数百から数千Ｇの加速度を高い精度で得るには、１つの
加速度センサーでは難しい。これは、数百から数千Ｇの加速度を測定する加速度センサー
で、数Ｇの加速度を検出する場合、検出の分解能（精度）が得られないためである。

特開２００５−２４１５０３号公報

数百から数千Ｇの大きな値の加速度と数Ｇ程度の小さな値の加速度を同じ分解能で検知
するには、数百から数千Ｇを測定する加速度センサーと数Ｇを測定する加速度センサーを
別個に準備する必要があった。図１３は、数Ｇ、数十Ｇ、数百Ｇの測定レンジを持つ加速
度センサー２１、２２、２３各１個を回路基板２４に実装して、高分解能で数Ｇから数百
Ｇの加速度を測定できる加速度センサー装置２５である。加速度センサーを３個使用して
いるため、少なくとも加速度センサー装置の価格は、加速度センサーの数倍になることは
容易に理解できる。また、小型化も難しいことも容易に理解できる。

複数の加速度センサーを用いた加速度センサー装置２５では、加速度センサー間の検出
軸方向の合わせが非常に難しい。回路基板に半田で加速度センサーを接続するときに、加
速度センサー間で加速度センサー素子の検出軸の角度ずれを略ゼロとするとすることは難
しい。加速度センサーの外形の一部を基準に組み立てたとしても、その外形基準と加速度
センサー素子の軸が一致していなければ軸ずれは発生してしまう。加速度センサー間で検
出軸の角度ずれがあると、例えば数Ｇの加速度センサーの測定値と数十Ｇの加速度センサ
ーの測定値が、同じ軸方向の加速度として測定できないことが起こる。

小型化と低価格化を実現し、検出軸の角度ずれをなくすことが出来るマルチレンジ加速
度センサーが、特許文献８に開示されている。図１４にその構造を示す。マルチレンジ加
速度センサー３０は、枠３１内に２つ以上のセンサー素子を設けた構造で、センサー素子
は梁３２の一方の端を枠３１に、他方は錘３３に接続されている。梁３２は枠３１との接
続点を支点として錘３３が力点となった片持梁の構造となっている。錘３３の動きを、錘
３３と所定の間隔をあけて配された電極３４との間の静電容量変化により測定し、加速度
を検出するものである。センサー素子は梁の長さや錘の質量を変えることで、測定する加
速度の範囲を決めている。

特開平８−１３６５７４号 公報

特許文献８の加速度センサーは、ワンチップに測定範囲の異なるセンサー素子を形成し
ているので、センサー素子間で軸のずれをなくすことができる。軸ずれはフォトリソ用の
フォトマスクとフォトリソ時の誤差で発生するが、殆んど無視して良いレベルであり軸ず
れはなしと考えて良い。しかし、特許文献８は１軸のセンサー素子であるため、３軸の加
速度を測定するには、３個のセンサー素子を各９０度異なった位置に配置する必要がある
。Ｘ，Ｙ，Ｚ軸を正確に出して３個のセンサー素子を配置するのが非常に難しいことは理
解できる。また、３個のセンサー素子を組み合わせる必要があるので、小型化が難しいこ
とも容易に理解できる。この特許文献８のマルチレンジ１軸加速度センサ−を用いて、マ
ルチレンジ３軸加速度センサーを得るのは、実質的に図１３で示した従来の加速度センサ
ー装置と、加速度センサーの数や価格、大きさ的に大差がないものである。

特許文献８の加速度センサー構造では、センサー素子間で干渉する恐れがあり、その対
策も必要となる。枠３１の１つの辺に複数の梁３２が形成されているため、一方のセンサ
ー素子の動きが、他方のセンサー素子の測定に影響を与えてしまいやすい。また、梁３２
の幅方向に加速度が加わったときに他のセンサー素子と錘３３がぶつからないようにする
必要があり、センサー素子間を開ける等の配慮も必要となる。

本発明の目的は、ワンチップに測定範囲の異なるセンサー素子を形成し、測定範囲の異
なるセンサー素子間で各軸のずれがない、高精度で小型なマルチレンジ３軸加速度センサ
ーを安価に提供するものである。

本願発明のマルチレンジ３軸加速度センサーは、枠部と、対を成す梁部２対を介して枠
部に保持される錘部と、梁部に設けられた半導体ピエゾ抵抗素子と、それらを接続する配
線を有し、梁部が形成された面内の２軸と、前記面に略垂直な軸の３軸の加速度を検出可
能な３軸加速度センサー素子を、少なくとも２つ以上同一チップに形成したマルチレンジ
センサーチップを有するマルチレンジ３軸加速度センサーであって、マルチレンジセンサ
ーチップの複数の３軸加速度センサー素子は、第一から第ｎの３軸加速度センサー素子ま
で順に単位加速度当たりの出力電圧が小さくなることが好ましい。

前記３軸加速度センサー素子は、加速度が錘部に作用することで梁部が変形し、梁部に
形成した半導体ピエゾ抵抗素子に応力が発生して電気抵抗が変化し、それを電位差（出力
電圧）に変換して出力する仕組みである。第一から第ｎの３軸加速度センサー素子は、単
位加速度に対する出力電圧が順に小さくなるように形成されている。

例えば測定レンジ±３Ｇの第１の３軸加速度センサー素子は、加速度１Ｇあたりの出力
電圧を１Ｖに、測定レンジ３００Ｇの第ｎの３軸加速度センサー素子は、加速度１Ｇあた
りの出力電圧を０．０１Ｖにすることで、各３軸加速度センサー素子の測定レンジに対応
する出力電圧のフルレンジを±３Ｖに合わせることができ、それぞれ±３Ｖを同じ分解能
で検出すれば、異なる加速度レンジのそれぞれで高精度な検出が可能になる。

各加速度センサー素子の単位加速度あたり出力は、測定レンジにおいて出力電圧が直線
性を保つ領域になるように設定される。測定レンジの広いセンサー素子に対して、単位加
速度あたりの出力電圧を高く設定しすぎると、測定レンジ内で梁部の変形が非線形の領域
に達してしまい、出力電圧の直線性が保たれない恐れがある。

前記第一から第ｎの３軸加速度センサー素子は、同一チップ内に形成する。そのため、
それぞれの素子の形成に個別の工程を必要とせず、フォトマスクに各素子の形状を描画し
ておき、フォトリソやエッチングの工程を用いて一括形成することで、低コストに製造で
きる。

また、第一から第ｎの３軸加速度センサー素子は、同一のチップ面に形成されるため、
チップ面に垂直な方向の検出軸（Ｚ軸）を高精度に一致させることが容易に可能である。
さらに、チップ面に平行な２つの検出軸（Ｘ、Ｙ軸）についても、フォトリソのマスク精
度に従って、高精度に一致させることが容易に可能である。

マルチレンジセンサーチップの上下に規制板を配置することにより、測定レンジを超え
る加速度が発生した場合に、錘部が規制板に当たることでそれ以上の変位を規制し、梁部
の破壊を防ぐことができ、信頼性の高いマルチレンジ加速度センサーを実現できる。

上下の規制板は、マルチレンジセンサーチップと熱膨張率が近い材料が望ましく、例え
ばガラス、シリコン、セラミック、ＦｅＮｉ合金などの材質を用いることができる。３軸
加速度センサー素子との間にギャップを形成するように、接着剤や金属接合などを用いて
接着される。

また、上の規制板は、検出回路として用いるＩＣチップを用いてもよい。また、マルチ
レンジ加速度センサーをケース内に設置して上部に蓋をしたパッケージに納める場合、ケ
ースの内底を下の規制板の代わりとしてもよい。

各３軸加速度センサー素子の錘部と、規制板との間隔は、同じにすることにより、規制
板が平坦でよく製造のし易さの点で望ましい。その際は、全ての３軸加速度センサー素子
について、上記間隔が、測定レンジ内において錘部が規制板に衝突せず、かつ錘部が規制
板に衝突する前に梁部が破損しないような間隔となるようにする。また、上記を満たす間
隔が得られない、あるいはより信頼性を重視する場合には、測定レンジが大きいほど、錘
部と規制板の間隔が狭くなるように規制板を配置する。その際は、例えば規制板に深さの
異なるキャビティ部を形成することで実現できる。また、測定レンジが大きい第ｎから逆
順にいくつかの３軸加速度センサー素子については、発生が想定される加速度に対して梁
が破損する恐れがない場合に、その上下に規制板が配置されていなくてもよい。

本願発明のマルチレンジ３軸加速度センサーは、マルチレンジセンサーチップの第一か
ら第ｎの３軸加速度センサー素子は、第一の３軸加速度センサー素子を構成する枠部の少
なくとも１つ以上の枠辺の中に、第二から第ｎの３軸加速度センサー素子が形成されてい
ることが好ましい。

３軸加速度センサー素子は、略正方形の領域に形成され、周辺４辺に配置された４つの
枠辺がセンサー素子の枠部を構成する。第二から第ｎの３軸加速度センサー素子を第一の
３軸加速度センサー素子の枠辺の中に形成することにより、各３軸加速度センサー素子が
枠部を共有し、小さな面積の中に複数のレンジの３軸加速度センサー素子を配置すること
ができる。また、各３軸加速度センサー素子はそれぞれの枠部により分離されており、各
々の振動が他の３軸加速度センサー素子に影響を与えることがなく、また錘部が他の加速
度センサー素子の錘部に干渉することがない。

本願発明のマルチレンジ３軸加速度センサーは、全ての３軸加速度センサー素子の梁部
の厚みが同じであることが好ましい。

本願の３軸加速度センサー素子においては、梁部の厚みが変化すると、単位加速度に対
する出力電圧が敏感に変化するため、梁部の厚みを精度よく形成することが望ましい。そ
こで薄いシリコン層と厚いシリコン層をシリコン酸化膜層を介して積層したＳＯＩ（Ｓｉ
ｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を用いて加工することが望ましい。エッチ
ングによりシリコン層を加工して、薄いシリコン層に梁部を、薄いシリコン層から厚いシ
リコン層にかけて錘部を形成する。本願のマルチレンジ３軸加速度センサーでは、全ての
３軸加速度センサー素子の梁部の厚さを同じにすることで、薄いシリコン層に厚さの異な
る梁を形成する必要がないので、薄いシリコン層の厚みをそのまま利用して、全ての３軸
加速度センサー素子の梁部形成を一度のエッチングで一括しで行うことができ、製造の工
数が少なく低コストにできる。

本願発明のマルチレンジ３軸加速度センサーは、全ての３軸加速度センサー素子の錘部
の厚みが同じであることが好ましい。

梁部と同様に錘部も全ての３軸加速度センサー素子で厚みが同じにすることにより、厚
いシリコン層の厚みをそのまま利用して、全ての３軸加速度センサー素子の錘部を一度の
エッチングで一括して形成できることから、製造の工数が少なく低コストにできる。

本願発明のマルチレンジ３軸加速度センサーは、全ての３軸加速度センサー素子の錘部
および枠部の厚みが同じであることが好ましい。

錘部と枠部の厚みも同じにすることで、厚いシリコン層の厚みをそのまま利用して錘
部と枠部を一度のエッチングで一括して形成することができ、製造の工数が少なく低コス
トにできる。

また、枠部と錘部の下面の位置が同一面内に揃うことから、枠部の少なくとも３箇所に
おいて、同じ高さのスペーサを介してマルチレンジ加速度センサーチップと下の規制板を
配置することで、錘下面と規制板の間隔を全ての３軸加速度センサー素子で同一にするこ
とが容易に可能である。

本願発明のマルチレンジ３軸加速度センサーは、第一から第ｎの３軸加速度センサー素
子まで順に、錘部の質量が小さくなることが好ましい。

錘部の質量を小さくすることにより、単位加速度に対して錘部に作用する力が小さくな
るので、単位加速度あたりの出力電圧を小さくできる。本願発明のマルチレンジ３軸加速
度センサーにおいては、前述のように錘部の厚さを同じにすることが望ましいので、チッ
プ面内における寸法を小さくすることで錘部の質量を小さくするのが望ましい。

本願発明のマルチレンジ３軸加速度センサーは、第一から第ｎの３軸加速度センサー素
子まで順に、梁部の長さが短くなることが好ましい。

梁部の長さを短くすることで、梁部の曲げ剛性が大きくなるので、単位加速度に対して
梁部に発生する応力が小さくなり、単位加速度に対する出力電圧を小さくできる。

本願発明のマルチレンジ３軸加速度センサーは、第一から第ｎの３軸加速度センサー素
子まで順に、梁部の幅が広くなることが好ましい。

梁部の幅を広く短くすることで、梁部の曲げ剛性が大きくなるので、単位加速度に対し
て梁部に発生する応力が小さくなり、単位加速度に対する出力電圧を小さくできる。本願
発明のマルチレンジ３軸加速度センサーにおいては、同一チップに一括で形成するため梁
部の厚さを同じにすることが望ましいので、上記のように、梁部の長さを短く、あるいは
幅を広くして、梁部の曲げ剛性を高くすることが望ましい。

本願発明のマルチレンジ３軸加速度センサーは、第一から第ｎの３軸加速度センサー素
子まで順に、対を成す梁部の枠部と接続する端部間の距離が小さくなることが好ましい。

対をなす梁部の枠部と接続する端部間の距離とは、すなわち枠部の内部領域の寸法であ
り、３軸加速度センサー素子のチップ面内に占める寸法と言い換えられる。その寸法が小
さいほど、錘部の寸法が小さく、また梁部の長さが短くなるため、錘部に作用する力が小
さくなり、また梁部の曲げ剛性が高くなり、単位加速度あたりの出力電圧を小さくできる
。

本願発明のマルチレンジ３軸加速度センサーは、第二から第ｎのうち少なくとも１つ以
上の３軸加速度センサー素子が、枠部と、対を成す梁部で枠部に保持される錘部と、梁部
に設けられた半導体ピエゾ抵抗素子と、それらを接続する配線を有し、梁部が形成される
面内の第一の軸と、前記面におおよそ垂直な第二の軸の加速度を検出可能な２軸加速度セ
ンサー素子２個を、第一の軸同士が互いに直交するように配置することが好ましい。

２軸加速度センサー素子は対を成す梁部が１対であるところが３軸加速度センサー素子
と異なる。梁部に形成した半導体ピエゾ抵抗素子により、梁部の長手方向である第一の軸
（Ｘ軸）と、チップ面に垂直な第二の軸（Ｚ軸）の加速度を検出可能である。この２軸加
速度センサー素子２つを第一の軸が直交するように配置することで、２つの素子それぞれ
の第一の軸方向である２軸（Ｘ，Ｙ軸）と、Ｚ軸の３軸を検出することができる。Ｚ軸の
検出は、２つの素子のどちらか一方で行ってもよいし、両方の素子を用いてもよい。一方
で、３軸加速度センサー素子は、直交した２対の梁部を有し、それぞれの梁部の長手方向
である２つの軸（Ｘ、Ｙ軸）と、チップ面に垂直な軸（Ｚ軸）の加速度を検出可能である
。Ｚ軸の検出は、２つの梁対のどちらか一方で行ってもよいし、両方用いてもよい。

２軸加速度センサー素子は、梁部が１対であるため、梁部が２対ある３軸加速度センサ
ー素子よりも梁部の合計の曲げ剛性が小さく、単位加速度あたりの出力電圧を同じにする
ための錘部の寸法を小さくできる。梁部も一方向にしか伸びていないため、よってより小
さい枠部内に収めることができる。２素子の合計では、３軸加速度センサー素子よりも面
積が大きいが、第二以降の加速度センサー素子を２軸素子２つとし、最も寸法の大きい第
一の３軸加速度センサーの周囲に配置することで、マルチレンジ加速度センサー素子全体
の寸法を小さくすることができる。すなわち、第一の３軸加速度センサー素子は１素子で
３軸とし、第二以降の３軸加速度センサー素子は、１素子で３軸とするか、２軸加速度セ
ンサー素子を２つとするかを選択可能である。

２つの２軸加速度センサー素子のそれぞれの梁部は、他の３軸加速度センサー素子の２
つの梁部と平行に配置することで、異なるレンジの加速度検出を軸ずれなく行うことがで
きる。

本願発明のマルチレンジ３軸加速度センサーは、全ての２軸加速度センサー素子と３軸
加速度センサー素子の梁部の厚みが同じであることが好ましい。

２軸加速度センサー素子を用いた前記の構成においても、全ての３軸加速度センサー素
子と２軸加速度センサー素子の梁部の厚さを同じにすることで、薄いシリコン層に厚さの
異なる梁を形成する必要がないので、薄いシリコン層の厚みをそのまま利用して、全ての
素子の梁部形成を一度のエッチングで一括しで行うことができ、製造の工数が少なく低コ
ストにできる。

本願発明のマルチレンジ３軸加速度センサーは、全ての２軸加速度センサー素子と３軸
加速度センサー素子の錘部の厚みが同じであることが好ましい。

梁部と同様に錘部も全ての３軸加速度センサー素子と２軸加速度センサー素子で厚みを
同じにすることにより、厚いシリコン層の厚みをそのまま利用して、全ての素子の錘部を
一度のエッチングで一括して形成できることから、製造の工数が少なく低コストにできる
。

本願発明のマルチレンジ３軸加速度センサーは、全ての２軸加速度センサー素子と３軸
加速度センサー素子の錘部および枠部の厚みが同じであることが好ましい。

錘部と枠部の厚みも同じにすることで、厚いシリコン層の厚みをそのまま利用して錘部
と枠部を一度のエッチングで一括して形成することができ、製造の工数が少なく低コスト
にできる。

また、枠部と錘部の下面の位置が同一面内に揃うことから、枠部の少なくとも３箇所に
おいて、同じ高さのスペーサを介してマルチレンジ加速度センサーチップと下の規制板を
配置することで、錘下面と規制板の間隔を全ての３軸加速度センサー素子および２軸加速
度センサー素子で同一にすることが容易に可能である。

本願発明のマルチレンジ加速度センサーによれば、複数の３軸加速度センサー素子を同
一チップに一括形成できることから、素子ごとに個別の加工工程を必要とせず、枠部も共
有化できて、複数レンジの３軸加速度検出可能なマルチレンジ加速度センサーを小型かつ
安価に提供できる。

以下本発明を図面を参照しながら実施例に基づいて詳細に説明する。説明を判り易くす
るため、同一の部品、部位には同じ符号を用いている。

本発明の第一実施例のマルチレンジ加速度センサーについて、図１から図３を用いて以
下説明する。図１は、第一実施例のマルチレンジ加速度センサーの展開図、図２はマルチ
レンジセンサーチップの拡大図である。図３は図１のｈ−ｈ’断面図である。図１におい
て、マルチレンジ加速度センサー４０は、センサー素子が形成されたマルチレンジセンサ
ーチップ４１と、検出回路が形成され、センサー素子の動きを規制する役割も持つＩＣ規
制板４２を、アルミナ製のケース１内に設置し、アルミナ製のケース蓋８で封止した構成
とした。マルチレンジセンサーチップ４１のチップ端子４と、ＩＣ規制板のＩＣ端子４３
の間、およびケース１の外部端子７と接続しているケース端子６と、ＩＣ端子４３との間
を、ワイヤー５で接続することで、センサーの検出信号が外部端子７から取り出される。

図３に示すように、マルチレンジセンサーチップ４１はケース１の内底に、第一接着剤
１６を用いて固着した。第一接着剤１６はプラスチック球が混練されており、センサー素
子の錘部とケース３内底の間に一定の間隔が形成される。ＩＣ規制板４２も同様にプラス
チック球が混練された第一接着材１６によりマルチレンジセンサーチップ４１上に接着し
、センサー素子の錘部とＩＣ規制板４２の間も一定の間隔が形成されるようにした。ケー
ス蓋８をケース１に第二接着剤１７で固着して密封し、マルチレンジ３軸加速度センサー
４０を形成した。

図２を用いてマルチレンジセンサーチップ４１の構造を説明する。マルチレンジセンサ
ーチップ４１には、第一３軸加速度センサー素子４４と第二３軸加速度センサー素子４５
が形成されている。第一３軸加速度センサー素子４４は、第一素子枠部４６内に、第一素
子錘部４７が、それぞれ２本の梁から成る第一素子第一梁部４８および第一素子第二梁部
４９によって支持されている。マルチレンジセンサーチップ４１の平面方向にＸ軸および
Ｙ軸、垂直方向にＺ軸を設定したとき、Ｘ軸に沿って形成した第一素子第一梁部４８上に
Ｘ軸方向加速度検出用のピエゾ抵抗素子であるＸ軸ピエゾ１３を、Ｙ軸に沿って形成した
第一素子第二梁部４９上にＹ軸方向加速度検出用のＹ軸ピエゾ１４を形成した。Ｚ軸加速
度検出用のＺ軸ピエゾ１５はどちらの梁部上でもよいが、ここでは第一素子第一梁部４８
上に形成した。ピエゾ抵抗素子は各軸ごとに４本形成し、図示していない配線により接続
してブリッジ回路を構成した。加速度により錘部に力がかかって変位し、梁部が変形する
ことでピエゾ抵抗素子の電気抵抗が変化し、４本のピエゾ抵抗素子の抵抗変化量差による
電位差をブリッジ回路で取り出すことで、加速度を検出できる。

同様に第二３軸加速度センサー素子４５は、第二素子枠部５０内に、第二素子錘部５１
が、それぞれ２本の梁から成る第二素子第一梁部５２および第二素子第二梁部５３によっ
て支持されている。Ｘ軸に沿った第二素子第一梁部５２上にＸ軸ピエゾおよびＺ軸ピエゾ
を、Ｙ軸に沿った第二素子第二梁部５３上にＹ軸ピエゾを形成した。

第二３軸加速度センサー素子４５は、第一３軸加速度センサー素子４４と比べて、単位
加速度あたりの出力電圧が小さくなるようにした。すなわち出力電圧のフルスケールに対
して、第二３軸加速度センサー素子４５の方が測定レンジが広くなるようにした。例えば
、第一３軸加速度センサー素子４４の測定レンジを±数Ｇとして落下検出に用い、第二３
軸加速度センサー素子４５の測定レンジを±数百Ｇとして衝撃検知に用いることができる
。またマルチレンジセンサーチップ上には、チップ端子４が複数形成されている。

加速度センサー素子の製造方法と寸法関係を簡単に説明する。約４００μｍ厚のシリコ
ン板に数μｍのシリコン酸化層と６μｍのシリコン層を有するＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ
ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウエハーを使用した。フォトレジストでパターニングを行い
シリコン層にボロンを１〜３ｘ１０^１８原子／ｃｍ^３打ち込みピエゾ抵抗を形成し、ピエ
ゾ抵抗に接続する配線を、金属スパッタ−とドライエッチング装置を用いて形成した。シ
リコン層とシリコン板をフォトリソとドライエッチング装置を用いて加工し、シリコン層
に形成される梁部、およびシリコン層からシリコン板に渡って形成される錘部の形状を作
成した。シリコン酸化層はシリコンのドライエッチングの際にエッチングストッパーとし
て機能する。１枚のウエハーに多数のチップを作製し、ドライエッチングあるいはダイシ
ングにより単体チップに分離した。

本実施例のマルチレンジ加速度センサーにおいては、第一３軸加速度センサー素子４４
および第二３軸加速度センサー素子４５を、一つのマルチレンジセンサーチップ４１に一
括して形成可能である。シリコンドライエッチングのマスクに両者の形状を作りこみ、同
時に加工して形成することで、プロセスの追加なく測定レンジの異なる２つのセンサー素
子を形成でき、製造コストを低くできる。また、第一３軸加速度センサー素子４４の枠部
４６を構成する４つの枠辺のうちの一つに、第二３軸加速度センサー素子４５を形成する
ため、２つのセンサー素子の枠部を共通化して小さい面積に収めることができ、マルチレ
ンジ加速度センサーを小型化できる。また、２つのセンサー素子の梁部の方向をマスクパ
ターンにより合わせられるので、２つのセンサー素子の加速度検出軸を高精度に一致させ
ることが可能である。

第一実施例のマルチレンジセンサーチップ４１の概略寸法を示す。第一３軸加速度セン
サー素子４４は、梁部の１本の梁の長さを４００μｍ、幅を４０μｍとし、錘部は外形寸
法を９００×９００μｍとした。錘部と梁部を小さい面積に収めるため、錘部を、梁部の
接続部分がえぐれた形状とした。それにより錘部は図２に示したようなクローバー形にな
る。第二３軸加速度センサー素子４５は、梁の長さを１２０μｍ、幅を１００μｍとし、
錘部の外形寸法を２００×２００μｍとした。第二３軸加速度センサー素子については、
錘をクローバー形状にすることによる面積低減効果が小さいので、錘は四角形とした。梁
の厚さは、２つのセンサー素子ともに、ＳＯＩウエハーのシリコン層の厚さとなり６μｍ
、錘の厚さも２つのセンサー素子ともに、ＳＯＩウエハーの全体の厚さとなり、シリコン
酸化膜層が１μｍであるので４０７μｍとなった。

このとき、入力電圧３Ｖのときの加速度１Ｇに対する出力電圧は、第一３軸加速度セン
サー素子４４ではＸ、Ｙ、Ｚ軸ともに約２．０ｍＶ、第二３軸加速度センサー素子４５で
はＸ、Ｙ軸が約０．０１５ｍＶ、Ｚ軸が約０．０１ｍＶであった。出力電圧を比較すると
、差の大きいＺ軸で比較して、第一３軸加速度センサー素子４４の方が約２００倍大きく
なった。アンプ回路により同じ増幅率で増幅して、フルスケールの出力電圧も同じにした
場合、第一３軸加速度センサー素子４４の測定レンジは、第二３軸加速度センサー素子４
５の１／２００になる。例えば増幅率を１５０倍、フルスケール出力電圧を±９００ｍＶ
とすると、測定レンジは第一３軸加速度センサー素子４４が±３Ｇ、第二３軸加速度セン
サー素子４５が±６００Ｇとなる。以上のようなマルチレンジ加速度センサーにより、１
Ｇ以下の小さい加速度から、数百Ｇの大きな加速度まで、さまざまな強度の加速度を測定
したところ、±３Ｇの範囲は第一３軸加速度センサー素子４４を、±６００Ｇの範囲は第
二３軸加速度センサー素子４５を用い、それぞれ直線性よく測定することができた。

上記寸法例のように、第二３軸加速度センサー素子４５の方が、第一３軸加速度センサ
ー素子４４よりも単位加速度あたりの出力電圧を小さくするためには、梁の長さを短く、
梁の幅を広くして、梁の曲げ剛性を高くすることが望ましい。また、錘の外形寸法を小さ
くし、錘の重量を軽くすることが望ましい。それにより、錘部と梁部が配置される領域は
、第二３軸加速度センサー素子４５の方が小さくなることが望ましい。すなわち枠部内部
の空間領域が小さくなる、すなわち梁部の２本の梁の、枠部との接続点を結ぶ距離が小さ
くなることが望ましい。

また、上記寸法のセンサー素子としたときの共振周波数は、第一３軸加速度センサー素
子４４で約１．５ｋＨｚ、第二３軸加速度センサー素子４５で約２５ｋＨｚとなった。衝
撃加速度の検出の場合、センサーが搭載された機器の衝突の衝撃により、加速度センサー
の共振周波数付近の振動が加速度センサーに与えられると、共振周波数での振動が減衰さ
れずに残留して、検出波形に不具合を生じる恐れがある。そのため、衝撃検知では、共振
周波数を高くする必要がある。高加速度レンジを測定する第二３軸加速度センサー素子４
５は、梁の曲げ剛性を高く、錘の重量を軽くするため、センサー素子の共振周波数も高く
なることから、衝撃検出に用いやすいという特徴が得られた。

低加速度レンジを測定する第一３軸加速度センサー素子４４は、測定レンジを大きく超
える加速度が与えられると、梁に過大な応力がかかり、梁が破損する恐れがある。そのた
め、センサー素子の錘部の上下に、ある間隔を与えて規制板を配置した。本実施例では、
錘部の上方には検出回路を形成したＩＣチップであるＩＣ規制板４２を配置し、錘部の下
方はケース１の内底を規制板として用いた。ＩＣ規制板４２およびケース１とは別に独立
した規制板を設置するよりもセンサー全体の厚さを薄くできる。規制板と錘部との間隔は
、測定レンジ内で錘部が規制板に衝突することがなく、かつ梁が破損するほど梁が変形す
る前に錘部が規制板に衝突するような間隔とする。本実施例では１５μｍとした。間隔を
精度良く形成するため、第一接着剤１６に外径がほぼ一定なプラスチック球を混練してお
き、プラスチック球をスペーサとして間隔を規制できるようにした。測定レンジが大きい
第二３軸加速度センサー素子４５は、想定される最大の加速度がかかっても梁が破壊に至
らない場合があり、そのときは第二３軸加速度センサー素子４５の上下には規制板がなく
てもよい。すなわちＩＣ規制板４２は第一３軸加速度センサー素子４４上方をカバーし、
第二３軸加速度センサー素子４５上方はカバーしない領域に配置しても良い。

本発明の第二実施例のマルチレンジ３軸加速度センサーについて以下説明する。図４は
第二実施例のマルチレンジセンサーチップ４１の構造を示す。第一実施例における第二３
軸加速度センサー素子４５を、２つの２軸加速度センサー素子から構成した点が異なる。
マルチレンジセンサーチップ４１は、第一実施例と同様に、第一素子枠部４６内に、第一
素子錘部４７を、それぞれ２本の梁から成る第一素子第一梁部４８および第一素子第二梁
部４９によって支持した構造の、第一３軸加速度センサー素子４４を有する。一方、第二
３軸加速度センサー素子４５は、第二素子第一枠部５６内に、第二素子第一錘部５７を、
２本の梁から成る第二素子第一梁部５８によって支持した構造の第一２軸加速度センサー
素子５４と、第二素子第二枠部５９内に、第二素子第二錘部６０を、２本の梁から成る第
二素子第二梁部６１によって支持した構造の第二２軸加速度センサー素子５５から構成し
た。

２軸加速度センサー素子は対を成す梁部が１対であるところが３軸加速度センサー素子
と異なる。梁部に形成した半導体ピエゾ抵抗素子により、梁部の長手方向である第一の軸
（Ｘ軸）と、チップ面に垂直な第二の軸（Ｚ軸）の加速度を検出可能である。この２軸加
速度センサー素子２つを第一の軸が直交するように配置することで、２つの素子それぞれ
の第一の軸方向である２軸（Ｘ軸およびＹ軸）と、Ｚ軸の３軸を検出することができる。
Ｚ軸の検出は、２つの素子のどちらか一方で行ってもよいし、両方の素子を用いてもよい
。本実施例では、第一２軸加速度センサー素子５４の第二素子第一梁部５８をＸ軸に沿っ
て配置し、Ｘ軸ピエゾおよびＺ軸ピエゾを形成した。そして、第二２軸加速度センサー素
子５５の第二素子第二梁部６１をＹ軸に沿って配置し、Ｙ軸ピエゾを形成した。

２軸加速度センサー素子は、梁部が１対であるため、梁部が２対ある３軸加速度センサ
ー素子よりも梁部の合計の曲げ剛性が小さく、単位加速度あたりの出力電圧を同じにする
ための錘部の寸法を小さくできる。梁部も一方向にしか伸びていないため、より小さい枠
部内に収めることができる。２素子の合計では、３軸加速度センサー素子よりも面積が大
きいが、第二以降の加速度センサー素子を２軸素子２つとし、最も寸法の大きい第一の３
軸加速度センサーの枠辺内に配置することで、マルチレンジ加速度センサー素子全体の寸
法を小さくすることができる。すなわち、第一の３軸加速度センサー素子は１素子で３軸
とし、第二以降の３軸加速度センサー素子は、１素子で３軸とするか、２軸加速度センサ
ー素子を２つとするかを選択可能である。

第二実施例のマルチレンジセンサーチップの概略寸法を示す。第一３軸加速度センサー
素子４４は第一実施例と同様とした。第一２軸加速度センサー素子５４および第二２軸加
速度センサー素子５５は同一寸法とし、梁の長さを１２０μｍ、幅を１００μｍとし、錘
部の外形寸法を１５０×１５０μｍとした。このとき、入力電圧３Ｖのときの加速度１Ｇ
に対する出力電圧は、第一３軸加速度センサー素子ではＸ、Ｙ、Ｚともに約２．０ｍＶ、
第一および第二２軸加速度センサー素子ではＸ、Ｙ、Ｚともに約０．０１ｍＶとなった。
第一および第二２軸加速度センサー素子は、第一実施例の第一３軸加速度センサー素子の
錘形状より小面積の錘形状で、単位加速度に対する出力電圧を同等にすることができた。
上記寸法の第一および第二の２軸加速度センサー素子を、図４に示すように、第一３軸加
速度センサー素子の枠部の一つの枠辺内に配置することで、第一実施例よりもマルチレン
ジセンサーチップ全体のサイズを小さくすることができた。

第三実施例は、図５に示すように、第二実施例と同様の第一および第二２軸加速度セン
サー素子５４および５５を用い、第一３軸加速度センサー素子４４の枠部の枠辺のうちの
２つに、それぞれ配置した構造とした。梁部がＸ方向に配置する第一２軸加速度センサー
素子５４は、第一３軸加速度センサー４４のＸ軸に平行な枠辺内に、梁部がＹ方向に配置
する第二２軸加速度センサー素子５５は、第一３軸加速度センサー素子５４のＹ軸に平行
な枠辺内に配置した。第一および第二２軸加速度センサー素子は、素子全体の寸法が、梁
部の長手方向に長くなることから、マルチレンジセンサーチップ４１全体の平面縦横寸法
に対して、長い方の寸法をなるべく短くするためには本構成が望ましい。すなわち、マル
チレンジセンサーチップを略正方形に構成する場合は、本実施例で最小の面積に配置でき
る。

第四実施例は、加速度検出のレンジをさらに追加して、３つの異なるレンジで３軸加速
度が検出できるマルチレンジ加速度センサーとした。マルチレンジセンサーチップの概略
構造を図６に示す。第一実施例と同様の第一３軸加速度センサー素子４４の枠部の枠辺内
に、第二３軸加速度センサー素子４５および第三３軸加速度センサー素子６２を配置した
。第一から第三にかけて、単位加速度に対する出力電圧が小さくなるようにした。そうし
て、第一から第三の順に、加速度測定レンジが大きくなるようにする。例えば、第一を±
３Ｇ、第二を±３０Ｇ、第三を±６００Ｇというようにする。第一から第三まで順に単位
加速度に対する出力電圧が小さくなるようにするため、第一から第三まで順に錘部の寸法
が小さくなるようにし、また梁部の長さが短く、幅が広くなるようにした。

第二および第三３軸加速度センサー素子４５および６３は、２つの２軸加速度センサー
素子から構成されてもよい。例えば、第五実施例は、図７に示すように、第三３軸加速度
センサー素子６２を、Ｘ、Ｚ軸加速度を検出する第一２軸加速度センサー素子５４と、Ｙ
軸加速度を検出する第二２軸加速度センサー素子５５からなる構成とした。第一２軸加速
度センサー素子５４を第二３軸加速度センサー素子４５と一緒に、第一３軸加速度センサ
ー素子の枠部のＸ軸に沿った枠辺内に、第二２軸加速度センサー素子５５をＹ軸に沿った
別の枠辺内に配置した。

また図８に示す第六実施例では、第二３軸加速度センサー素子４５を、Ｘ、Ｚ軸加速度
を検出する第一２軸加速度センサー素子５４と、Ｙ軸加速度を検出する第二２軸加速度セ
ンサー素子５５からなる構成とし、同様に第三３軸加速度センサー素子６２を、Ｘ、Ｚ軸
加速度を検出する第三２軸加速度センサー素子６３と、Ｙ軸加速度を検出する第四２軸加
速度センサー素子６４からなる構成とした。第一および第三２軸加速度センサー素子５４
および６３を、第一３軸加速度センサー素子４４の枠部のＸ軸に沿った枠辺内に、第二お
よび第四２軸加速度センサー素子４５および６４を、第一３軸加速度センサー素子４４の
枠部のＹ軸に沿った枠辺内に配置した。

第二から第六実施例のマルチレンジ加速度センサーにおいても、１Ｇ以下から数百Ｇま
でさまざまな強度の加速度に対し、加速度強度に適した３軸加速度センサー素子を用いて
、その測定レンジ内において直線性よく測定することができた。

本発明のマルチレンジ加速度センサーの全体構成は、第一実施例に示した構成に限るも
のではない。マルチレンジセンサーチップ４１にウエハーレベルパッケージングを適用し
た場合の第七実施例について、図９および図１０の断面図を用いて説明する。図９に示す
ように、マルチレンジセンサーチップ４１の上下に第一キャップ７０および第二キャップ
７１を接合した。第一キャップ７０および第二キャップ７１は中央にキャビティを７２有
し、周辺部でマルチレンジセンサーチップ４１と接合されている。接合部はマルチレンジ
センサーチップ４１のセンサー素子形成領域の外側に配置し、よってセンサー素子は第一
キャップ７０および第二キャップ７１で囲まれた気密パッケージ内に保護され、湿度や異
物などの影響でセンサー素子の特性が変動しないようにした。

また、センサー素子の錘部と第一キャップ７０および第二キャップ７１の間に適切な間
隔を有し、過大な加速度がかかったときに錘部の変位を規制して梁部が破損するのを防ぐ
規制板の役割をする。マルチレンジセンサーチップ４１の表面にはチップ保護膜７３を形
成し、気密パッケージの外部に配置されるチップ端子６と、ピエゾ抵抗素子とをつなぐ配
線７４は、チップ保護膜７３の下から気密パッケージ外部に引き出されるようにした。第
一キャップ７０および第二キャップ７１はシリコンウエハーを用い、シリコンの異方性エ
ッチングまたはドライエッチングでキャビティを加工した。マルチレンジセンサーチップ
４１と第一キャップ７０および第二キャップ７１の接合はウエハーレベルで行い、接合後
に個々のセンサーチップパッケージ７５に個片化した。接合方法はＡｕ／Ｓｎのはんだ接
合を用いた。その他にも、各種金属のはんだ接合および共晶接合、表面活性化接合、陽極
接合、低融点ガラス接合などを用いることができる。個片化の際には、チップ電極を露出
する必要があるため、第一キャップには、チップ電極の上方領域にもキャビティを形成し
ておき、第一キャップ７０のみを第一ダイシング部７６で切断することで、チップ電極６
を露出した。その後、マルチレンジセンサーチップ４１と第二キャップ７１を第二ダイシ
ング部７７で切断して個片化した。

センサー素子が気密パッケージ内に保護されているので、センサー全体のパッケージに
は一般的に利用されている安価なプラスチックパッケージを適用できる。金属リードフレ
ームと樹脂封止を用いた構成例を図１０に示した。金属リードフレーム８５のチップ支持
板７８上に樹脂製の第一接着剤７９によりＩＣチップ８０を、ＩＣチップ８０上に樹脂製
の第二接着剤８１によりセンサーチップパッケージ７５を接着した。そして、センサーチ
ップパッケージ７５のチップ端子６と、ＩＣチップ８０のＩＣ端子８２、およびＩＣ端子
８２と金属リードフレーム８５の外部端子８３との間をＡｕ製のワイヤー５により接続し
た後、エポキシ製の封止樹脂８４により封止した。

第一実施例のマルチレンジ加速度センサーの全体構造を示す斜視図である。 第一実施例のマルチレンジセンサーチップの構造を示す斜視図である。 図１のｈ−ｈ’断面図である。 第二実施例のマルチレンジセンサーチップの構造を示す斜視図である。 第三実施例のマルチレンジセンサーチップの構造を示す斜視図である。 第四実施例のマルチレンジセンサーチップの構造を示す斜視図である。 第五実施例のマルチレンジセンサーチップの構造を示す斜視図である。 第六実施例のマルチレンジセンサーチップの構造を示す斜視図である。 第七実施例のセンサーチップパッケージの構造を示す断面図である。 第七実施例のマルチレンジ加速度センサーの全体構造を示す断面図である。 従来の３軸加速度センサーの全体構造を示す斜視図である。 図１１のｈ−ｈ’断面図およびセンサーチップの平面図である。 従来のマルチレンジ加速度センサーの構造を示す斜視図である。 従来のマルチレンジ加速度センサーの構造を示す斜視図である。

符号の説明

１ ケース、２ センサーチップ、
３ 規制板、４ チップ端子、
５ ワイヤー、６ ケース端子、
７ 外部端子、８ ケース蓋、
９ ３軸加速度センサー素子、１０ 枠部、
１１ 錘部、１２ 梁部、
１３ Ｘ軸ピエゾ、１４ Ｙ軸ピエゾ、
１５ Ｚ軸ピエゾ、１６ 第一接着剤、
１７ 第二接着剤、２０ ３軸加速度センサー、
２１ 数Ｇ用加速度センサー、２２ 数１０Ｇ用加速度センサー、
２３ 数百Ｇ用加速度センサー、２４ 回路基板、
２５ 加速度センサー装置、３１ 枠、
３２ 梁、３３ 錘、
３４ 電極、４０ マルチレンジ加速度センサー、
４１ マルチレンジセンサーチップ、４２ ＩＣ規制板、
４３ ＩＣ端子、４４ 第一３軸加速度センサー素子、
４５ 第二３軸加速度センサー素子、４６ 第一素子枠部、
４７ 第一素子錘部、４８ 第一素子第一梁部、
４９ 第一素子第二梁部、５０ 第二素子枠部、
５１ 第二素子錘部、５２ 第二素子第一梁部、
５３ 第二素子第二梁部、５４ 第一２軸加速度センサー素子、
５５ 第二２軸加速度センサー素子、５６ 第二素子第一枠部、
５７ 第二素子第一錘部、５８ 第二素子第一梁部、
５９ 第二素子第二枠部、６０ 第二素子第二錘部、
６１ 第二素子第二梁部、６２ 第三３軸加速度センサー素子、
６３ 第三２軸加速度センサー素子、６４ 第四２軸加速度センサー素子、
７０ 第一キャップ、７１ 第二キャップ、
７２ キャビティ、７３ チップ保護膜、
７４ 配線、７５ センサーチップパッケージ、
７６ 第一ダイシング部、７７ 第二ダイシング部、
７８ チップ支持板、７９ 第一接着剤、
８０ ＩＣチップ、８１ 第二接着剤、
８２ ＩＣ端子、８３ 外部端子、
８４ 封止樹脂、８５ 金属リードフレーム。

Claims (13)

1. 枠部と、対を成す梁部２対を介して枠部に保持される錘部と、梁部に設けられた半導体
   ピエゾ抵抗素子と、それらを接続する配線を有し、梁部が形成された面内の２軸と、前記
   面に略垂直な軸の３軸の加速度を検出可能な３軸加速度センサー素子を、２つ以上同一チ
   ップに形成したマルチレンジセンサーチップを有するマルチレンジ３軸加速度センサーで
   あって、マルチレンジセンサーチップの複数の３軸加速度センサー素子は、第一から第ｎ
   の３軸加速度センサー素子まで順に単位加速度当たりの出力電圧が小さくなることを特徴
   とするマルチレンジ３軸加速度センサー。
2. マルチレンジセンサーチップの第一から第ｎの３軸加速度センサー素子は、第一の３軸
   加速度センサー素子を構成する枠部の少なくとも１つ以上の枠辺の中に、第二から第ｎの
   ３軸加速度センサー素子が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のマルチレン
   ジ３軸加速度センサー。
3. 全ての３軸加速度センサー素子の梁部の厚みが同じであることを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載のマルチレンジ３軸加速度センサー。
4. 全ての３軸加速度センサー素子の錘部の厚みが同じであることを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載のマルチレンジ３軸加速度センサー。
5. 全ての３軸加速度センサー素子の錘部および枠部の厚みが同じであることを特徴とする
   請求項１または２に記載のマルチレンジ３軸加速度センサー。
6. 第一から第ｎの３軸加速度センサー素子まで順に、錘部の質量が小さくなることを特徴
   とする請求項１または２に記載のマルチレンジ加速度センサー。
7. 第一から第ｎの３軸加速度センサー素子まで順に、梁部の長さが短くなることを特徴と
   する請求項１または２に記載のマルチレンジ加速度センサー。
8. 第一から第ｎの３軸加速度センサー素子まで順に、梁部の幅が広くなることを特徴とす
   る請求項１または２に記載のマルチレンジ加速度センサー。
9. 第一から第ｎの３軸加速度センサー素子まで順に、対を成す梁部の枠部と接続する端部
   間の距離が小さくなることを特徴とする請求項１または２に記載のマルチレンジ加速度セ
   ンサー。
10. 第二から第ｎのうち少なくとも１つの３軸加速度センサー素子が、枠部と、対を成す梁
    部で枠部に保持される錘部と、梁部に設けられた半導体ピエゾ抵抗素子と、それらを接続
    する配線を有し、梁部が形成される面内の第一の軸と、前記面に略垂直な第二の軸の加速
    度を検出可能な２軸加速度センサー素子２個を、第一の軸同士が互いに直交するように配
    置してなる３軸加速度センサー素子により構成されていることを特徴とする請求項１また
    は２に記載のマルチレンジ３軸加速度センサー。
11. 全ての２軸加速度センサー素子と３軸加速度センサー素子の梁部の厚みが同じであるこ
    とを特徴とする請求項１０に記載のマルチレンジ３軸加速度センサー。
12. 全ての２軸加速度センサー素子と３軸加速度センサー素子の錘部の厚みが同じであるこ
    とを特徴とする請求項１０に記載のマルチレンジ３軸加速度センサー。
13. 全ての２軸加速度センサー素子と３軸加速度センサー素子の錘部および枠部の厚みが同
    じであることを特徴とする請求項１０に記載のマルチレンジ３軸加速度センサー。
    

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