[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP2015059830A - Acceleration sensor - Google Patents

Acceleration sensor Download PDF

Info

Publication number
JP2015059830A
JP2015059830A JP2013193679A JP2013193679A JP2015059830A JP 2015059830 A JP2015059830 A JP 2015059830A JP 2013193679 A JP2013193679 A JP 2013193679A JP 2013193679 A JP2013193679 A JP 2013193679A JP 2015059830 A JP2015059830 A JP 2015059830A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fixed
acceleration sensor
substrate
pair
electrode
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
Application number
JP2013193679A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
伸明 葛谷
Nobuaki Kuzutani
伸明 葛谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2013193679A priority Critical patent/JP2015059830A/en
Publication of JP2015059830A publication Critical patent/JP2015059830A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Pressure Sensors (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a structure capable of suppressing the movement of a movable electrode in a surface direction parallel to the surface of a substrate in a seesaw type capacitance type acceleration sensor.SOLUTION: A first spring part 70 includes: a first linear beam part 71 inclined to a perpendicular direction perpendicular to the longitudinal direction of a pair of connection parts 53 in a plane direction parallel to a surface 23 of a substrate 20; and a second linear beam part 72 inclined to the direction opposite to the first beam 71 for the perpendicular direction. The first beam part 71 and the second beam part 72 are arranged in such a manner that a spacing between the sides of both fixing parts 60 becomes narrower than the spacing between the sides of the pair of connection parts 53, thereby being arranged in a V-shape. In the same way, a second spring part 80 has a third beam part 81 and a fourth beam part 82, and a third beam part 81 and a fourth beam part 82 are also arranged in the V-shape.

Description

本発明は、シーソー型静電容量式の加速度センサに関する。   The present invention relates to a seesaw type capacitive acceleration sensor.

従来より、シーソー型静電容量式の加速度センサが、例えば特許文献1で提案されている。具体的には、加速度センサは、基板と、第1固定電極及び第2固定電極と、アンカー部と、可動電極と、を備えている。各固定電極は基板上に離間して配置されており、アンカー部は各固定電極の間に配置されている。   Conventionally, a seesaw-type capacitive acceleration sensor has been proposed in, for example, Patent Document 1. Specifically, the acceleration sensor includes a substrate, a first fixed electrode and a second fixed electrode, an anchor portion, and a movable electrode. Each fixed electrode is spaced apart on the substrate, and the anchor portion is disposed between each fixed electrode.

また、可動電極は、第1固定電極に対向配置された部分と第2固定電極に対向配置された部分とが連結されていると共に、直線状のねじれ梁を介してアンカー部に支持されている。さらに、可動電極は、当該可動電極の周囲に配置されていると共に、当該可動電極に接続された質量体を有している。質量体は、基板の表面に垂直な方向に印加される加速度を受けることにより可動電極を移動させる役割を果たす。   In addition, the movable electrode is connected to a portion disposed opposite to the first fixed electrode and a portion disposed opposite to the second fixed electrode, and is supported by the anchor portion via a linear torsion beam. . Further, the movable electrode is disposed around the movable electrode and has a mass body connected to the movable electrode. The mass body plays a role of moving the movable electrode by receiving an acceleration applied in a direction perpendicular to the surface of the substrate.

そして、可動電極はねじれ梁を中心軸として第1固定電極側または第2固定電極側に回転する。すなわち、可動電極は、ねじれ梁を回転軸としてシーソーのように回動する。したがって、質量体が加速度を受けると各固定電極と可動電極との距離が変化する。これにより、各固定電極と可動電極との間の静電容量の変化に基づいて加速度が検出される。   The movable electrode rotates to the first fixed electrode side or the second fixed electrode side with the torsion beam as the central axis. That is, the movable electrode rotates like a seesaw with the torsion beam as a rotation axis. Therefore, when the mass body receives acceleration, the distance between each fixed electrode and the movable electrode changes. Thereby, acceleration is detected based on the change in capacitance between each fixed electrode and the movable electrode.

国際公開第03/044539号International Publication No. 03/044539

しかしながら、上記従来の技術では、可動電極は直線状のねじれ梁によってアンカー部に固定されているので、質量体が基板の表面に平行な面方向に加速度を受けた場合に可動電極を当該面方向に移動させてしまう。このため、各固定電極と可動電極との対向面積が変化してしまうので、静電容量の変化の測定精度が低下してしまうという問題があった。   However, in the above conventional technique, since the movable electrode is fixed to the anchor portion by a linear torsion beam, when the mass body receives acceleration in a plane direction parallel to the surface of the substrate, the movable electrode is moved in the plane direction. Will be moved to. For this reason, since the opposing area of each fixed electrode and the movable electrode changes, there is a problem that the measurement accuracy of the change in capacitance is lowered.

本発明は上記点に鑑み、シーソー型静電容量式の加速度センサにおいて、基板の表面に平行な面方向に可動電極の移動を抑制することができる構造を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a structure capable of suppressing the movement of a movable electrode in a plane direction parallel to the surface of a substrate in a seesaw-type capacitive acceleration sensor.

上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、表面(23)を有する基板(20)と、基板(20)の表面(23)に配置された第1固定電極(30)と、基板(20)の表面(23)に配置されていると共に、第1固定電極(30)から離間して配置された第2固定電極(40)と、を備えている。   In order to achieve the above object, in the invention according to claim 1, the substrate (20) having the surface (23), the first fixed electrode (30) disposed on the surface (23) of the substrate (20), And a second fixed electrode (40) disposed on the surface (23) of the substrate (20) and spaced apart from the first fixed electrode (30).

第1固定電極(30)に対向配置された第1対向部(51)と、第2固定電極(40)に対向配置された第2対向部(52)と、第1対向部(51)と第2対向部(52)とを連結する直線状の一対の連結部(53、54)と、を有する可動電極(50)を備えている。   A first facing portion (51) disposed opposite to the first fixed electrode (30), a second facing portion (52) disposed facing the second fixed electrode (40), a first facing portion (51), The movable electrode (50) which has a pair of linear connection part (53, 54) which connects a 2nd opposing part (52) is provided.

また、基板(20)の表面(23)のうち第1対向部(51)、第2対向部(52)、及び一対の連結部(53、54)に対応する部分に囲まれた領域に配置された固定部(60)と、一対の連結部(53、54)のうちの一方と固定部(60)とを接続する第1バネ部(70)と、一対の連結部(53、54)のうちの他方と固定部(60)とを接続する第2バネ部(80)と、を備えている。   Moreover, it arrange | positions in the area | region enclosed by the part corresponding to a 1st opposing part (51), a 2nd opposing part (52), and a pair of connection part (53,54) among the surfaces (23) of a board | substrate (20). The fixed portion (60), the first spring portion (70) connecting one of the pair of connecting portions (53, 54) and the fixing portion (60), and the pair of connecting portions (53, 54). A second spring part (80) for connecting the other of the first part and the fixing part (60).

そして、可動電極(50)が加速度を受けると、第1バネ部(70)及び第2バネ部(80)のねじれによって、第1対向部(51)が第1固定電極(30)側に回転または第2対向部(52)が第2固定電極(40)側に回転することにより、第1固定電極(30)及び第2固定電極(40)と可動電極(50)との間の静電容量の変化に基づいて加速度を検出するように構成されている。   When the movable electrode (50) receives an acceleration, the first opposing portion (51) rotates toward the first fixed electrode (30) due to the torsion of the first spring portion (70) and the second spring portion (80). Alternatively, when the second facing portion (52) rotates toward the second fixed electrode (40), the static electricity between the first fixed electrode (30) and the second fixed electrode (40) and the movable electrode (50) is obtained. An acceleration is detected based on a change in capacitance.

さらに、第1バネ部(70)及び第2バネ部(80)は、基板(20)の表面(23)に平行な面方向において、一対の連結部(53、54)の長手方向に垂直な方向に対して傾けられた直線状の第1梁部(71、81)と、垂直方向に対して第1梁部(71、81)とは反対側に傾けられた直線状の第2梁部(72、82)と、をそれぞれ有していることを特徴とする。   Further, the first spring portion (70) and the second spring portion (80) are perpendicular to the longitudinal direction of the pair of connecting portions (53, 54) in the plane direction parallel to the surface (23) of the substrate (20). Linear first beam portion (71, 81) inclined with respect to the direction and linear second beam portion inclined to the opposite side of the first beam portion (71, 81) with respect to the vertical direction (72, 82), respectively.

これによると、可動電極(50)が基板(20)の表面(23)に平行な面方向に加速度を受けたとしても、第1バネ部(70)及び第2バネ部(80)が可動電極(50)に掛かった力をそのまま受けなくなる。すなわち、可動電極(50)に掛かった力が第1梁部(71、81)及び第2梁部(72、82)に分散されるので、可動電極(50)が第1梁部(71、81)及び第2梁部(72、82)によって当該面方向に動きにくくなる。したがって、当該面方向において可動電極(50)の移動を抑制することができる。   According to this, even if the movable electrode (50) receives acceleration in a plane direction parallel to the surface (23) of the substrate (20), the first spring portion (70) and the second spring portion (80) are movable electrodes. The force applied to (50) is no longer received. That is, since the force applied to the movable electrode (50) is distributed to the first beam portion (71, 81) and the second beam portion (72, 82), the movable electrode (50) is moved to the first beam portion (71, 81). 81) and the second beam portions (72, 82) make it difficult to move in the surface direction. Therefore, the movement of the movable electrode (50) in the surface direction can be suppressed.

なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

本発明の第1実施形態に係る加速度センサの平面図である。1 is a plan view of an acceleration sensor according to a first embodiment of the present invention. 図1のII−II断面図である。It is II-II sectional drawing of FIG. 連結部に係る力が梁部に分散される様子を示した図である。It is the figure which showed a mode that the force concerning a connection part was disperse | distributed to a beam part. 本発明の第2実施形態係る加速度センサの平面図である。It is a top view of the acceleration sensor which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.

(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について図を参照して説明する。本実施形態に係る加速度センサは、可動電極がシーソーのように移動することで可動電極と固定電極とで構成されるコンデンサの容量に基づいて加速度を検出するシーソー型静電容量式のものである。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The acceleration sensor according to the present embodiment is a seesaw type capacitive sensor that detects acceleration based on the capacitance of a capacitor formed by a movable electrode and a fixed electrode by moving the movable electrode like a seesaw. .

図1及び図2に示されるように、加速度センサ10は、基板20、第1固定電極30、第2固定電極40、可動電極50、固定部60、第1バネ部70、及び第2バネ部80を有して構成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the acceleration sensor 10 includes a substrate 20, a first fixed electrode 30, a second fixed electrode 40, a movable electrode 50, a fixed portion 60, a first spring portion 70, and a second spring portion. 80.

図2に示されるように、基板20は、Si基板等の半導体基板21と、この半導体基板21の上に形成されたSiO2等の絶縁膜22と、を有して構成されている。絶縁膜22のうちシリコン基板20とは反対側の面が基板20の表面23となる。半導体基板21には各固定電極30、40と可動電極50とで構成されるコンデンサの容量に応じた信号を演算・増幅処理して外部へ出力する等の機能を有する制御回路部等が形成されている。 As shown in FIG. 2, the substrate 20 includes a semiconductor substrate 21 such as a Si substrate and an insulating film 22 such as SiO 2 formed on the semiconductor substrate 21. The surface of the insulating film 22 opposite to the silicon substrate 20 is the surface 23 of the substrate 20. The semiconductor substrate 21 is formed with a control circuit unit having a function of calculating and amplifying a signal corresponding to the capacitance of the capacitor composed of the fixed electrodes 30 and 40 and the movable electrode 50 and outputting the signal to the outside. ing.

第1固定電極30及び第2固定電極40は、基板20の表面23に配置された電極部であり、例えば矩形状にレイアウトされている。第1固定電極30と第2固定電極40とは互いに離間して配置されている。各固定電極30、40は、例えばシリコン層等の導電層が所定の形状にパターニングされて形成されている。また、各固定電極30、40は図示しない配線を介して制御回路部に電気的に接続されている。   The first fixed electrode 30 and the second fixed electrode 40 are electrode portions arranged on the surface 23 of the substrate 20, and are laid out in a rectangular shape, for example. The first fixed electrode 30 and the second fixed electrode 40 are spaced apart from each other. Each of the fixed electrodes 30 and 40 is formed by patterning a conductive layer such as a silicon layer into a predetermined shape. The fixed electrodes 30 and 40 are electrically connected to the control circuit unit via wiring (not shown).

可動電極50は、第1対向部51、第2対向部52、及び一対の連結部53、54を有している。第1対向部51は第1固定電極30に対向配置された電極部であり、第2対向部52は第2固定電極40に対向配置された電極部である。各対向部51、52は各固定電極30、40と同様に矩形状にレイアウトされている。また、一対の連結部53、54は、第1対向部51と第2対向部52とを連結する直線状の接続部である。   The movable electrode 50 includes a first facing portion 51, a second facing portion 52, and a pair of connecting portions 53 and 54. The first facing portion 51 is an electrode portion disposed to face the first fixed electrode 30, and the second facing portion 52 is an electrode portion disposed to face the second fixed electrode 40. The opposing portions 51 and 52 are laid out in a rectangular shape like the fixed electrodes 30 and 40. The pair of connecting portions 53 and 54 are linear connecting portions that connect the first facing portion 51 and the second facing portion 52.

固定部60は、第1バネ部70及び第2バネ部80を介して可動電極50を基板20に固定する役割を果たす。図1に示されるように、固定部60は、基板20の表面23のうち第1対向部51、第2対向部52、及び一対の連結部53、54に対応する部分に囲まれた領域に配置されている。   The fixing part 60 plays a role of fixing the movable electrode 50 to the substrate 20 via the first spring part 70 and the second spring part 80. As shown in FIG. 1, the fixing portion 60 is in a region surrounded by a portion corresponding to the first facing portion 51, the second facing portion 52, and the pair of connecting portions 53 and 54 on the surface 23 of the substrate 20. Has been placed.

また、図2に示されるように、固定部60は絶縁膜22の上に配置されている。固定部60は、例えば、第1支持層61、絶縁膜62、及び第2支持層63の積層構造によって構成されている。そして、固定部60の第2支持層63が可動電極50と電気的に接続されている。さらに、第2支持層63は、例えば固定部60に形成された貫通電極等を介して制御回路部に電気的に接続されている。   Further, as shown in FIG. 2, the fixing portion 60 is disposed on the insulating film 22. The fixing unit 60 is configured by, for example, a stacked structure of a first support layer 61, an insulating film 62, and a second support layer 63. The second support layer 63 of the fixed portion 60 is electrically connected to the movable electrode 50. Further, the second support layer 63 is electrically connected to the control circuit unit through a through electrode formed in the fixed unit 60, for example.

第1バネ部70は、一対の連結部53、54のうちの一方の連結部53と固定部60とを接続する接続部である。第1バネ部70は、第1梁部71及び第2梁部72を有している。   The first spring portion 70 is a connecting portion that connects one connecting portion 53 of the pair of connecting portions 53 and 54 and the fixing portion 60. The first spring part 70 has a first beam part 71 and a second beam part 72.

図1に示されるように、第1梁部71は、基板20の表面23に平行な面方向すなわちX−Y平面において、一方の連結部53の長手方向(X方向)に垂直な垂直方向(Y方向)に対して傾けられた直線状の梁部分である。第2梁部72は、垂直方向(Y方向)に対して第1梁部71とは反対側に傾けられた直線状の梁部分である。第1梁部71は第1対向部51側に位置し、第2梁部72は第2対向部52側に位置している。そして、本実施形態では、第1梁部71及び第2梁部72は、垂直方向(Y方向)に平行な対称軸を基準として線対称にレイアウトされている。   As shown in FIG. 1, the first beam portion 71 has a vertical direction (in the plane direction parallel to the surface 23 of the substrate 20, that is, the XY plane, perpendicular to the longitudinal direction (X direction) of one connecting portion 53. It is a linear beam portion inclined with respect to (Y direction). The second beam portion 72 is a linear beam portion that is inclined to the opposite side of the first beam portion 71 with respect to the vertical direction (Y direction). The first beam portion 71 is located on the first facing portion 51 side, and the second beam portion 72 is located on the second facing portion 52 side. In the present embodiment, the first beam portion 71 and the second beam portion 72 are laid out in line symmetry with respect to an axis of symmetry parallel to the vertical direction (Y direction).

第2バネ部80は、一対の連結部53、54のうちの他方の連結部54と固定部60とを接続する接続部である。第2バネ部80は、第3梁部81及び第4梁部82を有して構成されている。   The second spring portion 80 is a connecting portion that connects the other connecting portion 54 of the pair of connecting portions 53 and 54 and the fixing portion 60. The second spring part 80 includes a third beam part 81 and a fourth beam part 82.

第3梁部81は、第1梁部71と同様に、他方の連結部54の長手方向(X方向)に垂直な垂直方向(Y方向)に対して傾けられた直線状の梁部分である。第4梁部82は、第2梁部72と同様に、垂直方向(Y方向)に対して第3梁部81とは反対側に傾けられた直線状の梁部分である。第3梁部81は第1対向部51側に位置し、第4梁部82は第2対向部52側に位置している。そして、第3梁部81及び第4梁部82は、垂直方向(Y方向)に平行な対称軸を基準として線対称にレイアウトされている。   Similar to the first beam portion 71, the third beam portion 81 is a linear beam portion that is inclined with respect to a vertical direction (Y direction) perpendicular to the longitudinal direction (X direction) of the other connecting portion 54. . Similar to the second beam portion 72, the fourth beam portion 82 is a linear beam portion inclined to the opposite side of the third beam portion 81 with respect to the vertical direction (Y direction). The third beam portion 81 is located on the first facing portion 51 side, and the fourth beam portion 82 is located on the second facing portion 52 side. The third beam portion 81 and the fourth beam portion 82 are laid out in line symmetry with respect to an axis of symmetry parallel to the vertical direction (Y direction).

本実施形態では、第1梁部71及び第2梁部72は、固定部60側の互いの間隔が、一対の連結部53、54側の互いの間隔よりも狭くなるように配置されたことでV字型にレイアウトされている。第3梁部81及び第4梁部82も同様にV字型にレイアウトされている。言い換えると、第1バネ部70及び第2バネ部80はX型にレイアウトされているとも言える。このように、各バネ部70、80がV字型に構成されているので、各バネ部70、80の基板20の表面23に平行な面方向の剛性を高くするよう配置することができる。   In this embodiment, the 1st beam part 71 and the 2nd beam part 72 were arrange | positioned so that the mutual space | interval by the side of the fixing | fixed part 60 might become narrower than the mutual space | interval by the side of a pair of connection parts 53 and 54. It is laid out in a V shape. The third beam portion 81 and the fourth beam portion 82 are similarly laid out in a V shape. In other words, it can be said that the first spring portion 70 and the second spring portion 80 are laid out in an X shape. Thus, since each spring part 70 and 80 is comprised by V shape, it can arrange | position so that the rigidity of the surface direction parallel to the surface 23 of the board | substrate 20 of each spring part 70 and 80 may be made high.

さらに、第1梁部71のうちの固定部60側と、第2梁部72のうちの固定部60側と、が固定部60に対して1点で固定されている。同様に、第3梁部81のうちの固定部60側と、第4梁部82のうちの固定部60側と、が固定部60に対して1点で固定されている。このように、2つの梁が1点で固定されているので、各バネ部70、80のねじれを阻害しないようにすることができる。すなわち、可動電極50の回転を阻害しないようにすることができる。   Furthermore, the fixed portion 60 side of the first beam portion 71 and the fixed portion 60 side of the second beam portion 72 are fixed to the fixed portion 60 at one point. Similarly, the fixed portion 60 side of the third beam portion 81 and the fixed portion 60 side of the fourth beam portion 82 are fixed to the fixed portion 60 at one point. Thus, since the two beams are fixed at one point, it is possible to prevent the springs 70 and 80 from being twisted. That is, the rotation of the movable electrode 50 can be prevented from being hindered.

なお、各固定電極30、40、可動電極50、固定部60、及び各バネ部70、80は、例えばSOI基板の各層がエッチングされることで所定のパターンにレイアウトされている。このため、固定部60が3層構造となる。   The fixed electrodes 30, 40, the movable electrode 50, the fixed portion 60, and the spring portions 70, 80 are laid out in a predetermined pattern by etching each layer of the SOI substrate, for example. For this reason, the fixing portion 60 has a three-layer structure.

以上が、本実施形態に係る加速度センサ10の全体構成である。上記の構成において、可動電極50が基板20の表面23に垂直な方向すなわちZ方向に加速度を受けると、第1バネ部70及び第2バネ部80にねじれが生じる。これに伴い、第1対向部51が第1固定電極30側に回転または第2対向部52が第2固定電極40側に回転する。これにより、第1固定電極30と第1対向部51との間の距離、及び第2固定電極40と第2対向部52との間の距離が変化する。したがって、基板20に設けられた制御回路部は、当該距離の変化に応じた静電容量を取得し、当該静電容量に対応した加速度を取得する。   The above is the overall configuration of the acceleration sensor 10 according to the present embodiment. In the above configuration, when the movable electrode 50 receives acceleration in a direction perpendicular to the surface 23 of the substrate 20, that is, in the Z direction, the first spring portion 70 and the second spring portion 80 are twisted. Accordingly, the first facing portion 51 rotates to the first fixed electrode 30 side or the second facing portion 52 rotates to the second fixed electrode 40 side. Thereby, the distance between the 1st fixed electrode 30 and the 1st opposing part 51 and the distance between the 2nd fixed electrode 40 and the 2nd opposing part 52 change. Therefore, the control circuit unit provided on the substrate 20 acquires a capacitance corresponding to the change in the distance, and acquires an acceleration corresponding to the capacitance.

続いて、各バネ部70、80が上記のようにV字型に構成されていることの効果について説明する。例えば、可動電極50が基板20の表面23に平行なX方向(第1対向部51側から第2対向部52側)に加速度を受けたとする。この場合、図3に示されるように、一方の連結部53と第1梁部71との接続部分では、X方向に掛かる加速度が一方の連結部53と第1梁部71とに分散される。図示しないが、他方の連結部54と第3梁部81との接続部分においても、X方向に掛かる加速度が他方の連結部54と第3梁部81とに分散される。   Then, the effect that each spring part 70 and 80 is comprised in V shape as mentioned above is demonstrated. For example, it is assumed that the movable electrode 50 receives acceleration in the X direction (from the first facing portion 51 side to the second facing portion 52 side) parallel to the surface 23 of the substrate 20. In this case, as shown in FIG. 3, the acceleration applied in the X direction is distributed to the one connection portion 53 and the first beam portion 71 at the connection portion between the one connection portion 53 and the first beam portion 71. . Although not shown, also in the connecting portion between the other connecting portion 54 and the third beam portion 81, the acceleration applied in the X direction is distributed to the other connecting portion 54 and the third beam portion 81.

このように、第1バネ部70及び第2バネ部80が可動電極50に掛かったX方向の加速度をそのまま受けなくなるので、可動電極50がX方向に動きにくくなる。これは、可動電極50がY方向に加速度を受けた場合も同様である。したがって、当該X−Y平面において可動電極50の移動を抑制することができる。すなわち、可動電極50の各対向部51、52と各固定電極30、40との対向面積の変化を小さくすることができるので、静電容量の変化の測定精度の低下を抑制することができる。   Thus, since the first spring part 70 and the second spring part 80 do not receive the X-direction acceleration applied to the movable electrode 50 as they are, the movable electrode 50 becomes difficult to move in the X direction. This is the same when the movable electrode 50 receives acceleration in the Y direction. Therefore, the movement of the movable electrode 50 can be suppressed in the XY plane. That is, since the change in the facing area between the facing portions 51 and 52 of the movable electrode 50 and the fixed electrodes 30 and 40 can be reduced, it is possible to suppress a decrease in measurement accuracy of the change in capacitance.

なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、第3梁部81が特許請求の範囲の「第1梁部」に対応し、第4梁部82が特許請求の範囲の「第2梁部」に対応する。   As for the correspondence between the description of the present embodiment and the description of the claims, the third beam portion 81 corresponds to the “first beam portion” in the claims, and the fourth beam portion 82 claims. This corresponds to the “second beam portion” in the range.

(第2実施形態)
本実施形態では、第1実施形態と異なる部分について説明する。図4に示されるように、第1バネ部70の第1梁部71及び第2梁部72は、一対の連結部53、54側の互いの間隔が、固定部60側の互いの間隔よりも狭くなるように配置されたことでV字型にレイアウトされている。第3梁部81及び第4梁部82も同様にV字型にレイアウトされている。言い換えると、第1バネ部70及び第2バネ部80は◇型にレイアウトされているとも言える。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, parts different from the first embodiment will be described. As shown in FIG. 4, the first beam portion 71 and the second beam portion 72 of the first spring portion 70 are spaced apart from each other on the paired connecting portions 53 and 54 side than on the fixed portion 60 side. Is also arranged so as to be narrow, so that it is laid out in a V shape. The third beam portion 81 and the fourth beam portion 82 are similarly laid out in a V shape. In other words, it can be said that the first spring part 70 and the second spring part 80 are laid out in a ◇ shape.

さらに、第1梁部71のうちの一方の連結部53側と、第2梁部72のうちの一方の連結部53側と、が固定部60に対して1点で固定されている。同様に、第3梁部81のうちの他方の連結部54側と、第4梁部82のうちの他方の連結部54側と、が固定部60に対して1点で固定されている。   Further, one connecting portion 53 side of the first beam portion 71 and one connecting portion 53 side of the second beam portion 72 are fixed to the fixing portion 60 at one point. Similarly, the other connecting portion 54 side of the third beam portion 81 and the other connecting portion 54 side of the fourth beam portion 82 are fixed to the fixing portion 60 at one point.

以上のように、第1バネ部70及び第2バネ部80を◇型にレイアウトしても、第1実施形態と同様にX−Y平面に印加された加速度を分散させることができる。   As described above, even if the first spring portion 70 and the second spring portion 80 are laid out in a square shape, the acceleration applied to the XY plane can be dispersed similarly to the first embodiment.

(他の実施形態)
上記各実施形態で示された加速度センサ10の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、加速度センサ10はSOI基板等に基づいて構成されていたが、これは構成の一例であり、他の基板を用いて構成されていても良い。
(Other embodiments)
The configuration of the acceleration sensor 10 shown in each of the above embodiments is an example, and is not limited to the configuration shown above, and may be another configuration that can realize the present invention. For example, the acceleration sensor 10 is configured based on an SOI substrate or the like, but this is an example of the configuration, and may be configured using another substrate.

上記各実施形態では、第1バネ部70の各梁部71、72は線対称にレイアウトされているので、長手方向のそれぞれの長さは同じになっていたがこれはレイアウトの一例である。したがって、各梁部71、72は長さがそれぞれ異なるもの、つまり線対称にレイアウトされていなくても良い。第2バネ部80の各梁部81、82についても同様である。   In each of the above embodiments, the beam portions 71 and 72 of the first spring portion 70 are laid out in line symmetry, so that the lengths in the longitudinal direction are the same, but this is an example of a layout. Therefore, the beam portions 71 and 72 do not have to have different lengths, that is, be laid out in line symmetry. The same applies to the beam portions 81 and 82 of the second spring portion 80.

上記各実施形態では、第1、第2梁部71、72はV字型にレイアウトされていたが、V字型ではなく他のレイアウトでも良い。また、第1、第2梁部71、72は一方の連結部53または固定部60に対して1点で固定されていたが、第1、第2梁部71、72は離間して一方の連結部53または固定部60に固定されていても良い。これは第3、第4梁部81、82についても同様である。   In each of the embodiments described above, the first and second beam portions 71 and 72 are laid out in a V shape, but other layouts may be used instead of the V shape. In addition, the first and second beam portions 71 and 72 are fixed at one point to the one connection portion 53 or the fixed portion 60, but the first and second beam portions 71 and 72 are separated from each other. It may be fixed to the connecting portion 53 or the fixing portion 60. The same applies to the third and fourth beam portions 81 and 82.

20 基板
23 表面
30、40 固定電極
50 可動電極
51、52 対向部
53、54 連結部
60 固定部
70、80 バネ部
71、72、81、82 梁部
20 Substrate 23 Surface 30, 40 Fixed electrode 50 Movable electrode 51, 52 Opposing part 53, 54 Connection part 60 Fixed part 70, 80 Spring part 71, 72, 81, 82 Beam part

Claims (5)

表面(23)を有する基板(20)と、
前記基板(20)の表面(23)に配置された第1固定電極(30)と、
前記基板(20)の表面(23)に配置されていると共に、前記第1固定電極(30)から離間して配置された第2固定電極(40)と、
前記第1固定電極(30)に対向配置された第1対向部(51)と、前記第2固定電極(40)に対向配置された第2対向部(52)と、前記第1対向部(51)と前記第2対向部(52)とを連結する直線状の一対の連結部(53、54)と、を有する可動電極(50)と、
前記基板(20)の表面(23)のうち前記第1対向部(51)、前記第2対向部(52)、及び前記一対の連結部(53、54)に対応する部分に囲まれた領域に配置された固定部(60)と、
前記一対の連結部(53、54)のうちの一方と前記固定部(60)とを接続する第1バネ部(70)と、
前記一対の連結部(53、54)のうちの他方と前記固定部(60)とを接続する第2バネ部(80)と、
を備え、
前記可動電極(50)が加速度を受けると、前記第1バネ部(70)及び前記第2バネ部(80)のねじれによって、前記第1対向部(51)が前記第1固定電極(30)側に回転または前記第2対向部(52)が前記第2固定電極(40)側に回転することにより、前記第1固定電極(30)及び前記第2固定電極(40)と前記可動電極(50)との間の静電容量の変化に基づいて前記加速度を検出するシーソー型静電容量式の加速度センサであって、
前記第1バネ部(70)及び前記第2バネ部(80)は、前記基板(20)の表面(23)に平行な面方向において、前記一対の連結部(53、54)の長手方向に垂直な垂直方向に対して傾けられた直線状の第1梁部(71、81)と、前記垂直方向に対して前記第1梁部(71、81)とは反対側に傾けられた直線状の第2梁部(72、82)と、をそれぞれ有していることを特徴とする加速度センサ。
A substrate (20) having a surface (23);
A first fixed electrode (30) disposed on a surface (23) of the substrate (20);
A second fixed electrode (40) disposed on the surface (23) of the substrate (20) and spaced apart from the first fixed electrode (30);
A first opposing portion (51) disposed opposite to the first fixed electrode (30); a second opposing portion (52) disposed opposite to the second fixed electrode (40); and the first opposing portion ( 51) and a pair of linear connecting portions (53, 54) that connect the second facing portion (52), and a movable electrode (50) having
A region surrounded by a portion of the surface (23) of the substrate (20) corresponding to the first facing portion (51), the second facing portion (52), and the pair of connecting portions (53, 54). A fixing part (60) arranged in
A first spring part (70) for connecting one of the pair of coupling parts (53, 54) and the fixing part (60);
A second spring part (80) for connecting the other of the pair of connecting parts (53, 54) and the fixing part (60);
With
When the movable electrode (50) receives an acceleration, the first opposing portion (51) is turned into the first fixed electrode (30) by the torsion of the first spring portion (70) and the second spring portion (80). The first fixed electrode (30), the second fixed electrode (40), and the movable electrode (52) are rotated to the side or the second facing portion (52) is rotated to the second fixed electrode (40) side. 50) and a seesaw-type capacitive acceleration sensor that detects the acceleration based on a change in capacitance between
The first spring part (70) and the second spring part (80) are arranged in a longitudinal direction of the pair of connection parts (53, 54) in a plane direction parallel to the surface (23) of the substrate (20). A linear first beam portion (71, 81) inclined with respect to a vertical direction perpendicular to the vertical direction and a linear shape inclined to the opposite side of the first beam portion (71, 81) with respect to the vertical direction. Each of the second beam portions (72, 82).
前記第1梁部(71、81)及び前記第2梁部(72、82)は、前記固定部(60)側の互いの間隔が、前記一対の連結部(53、54)側の互いの間隔よりも狭くなるように配置されたことでV字型にレイアウトされていることを特徴とする請求項1に記載の加速度センサ。   The first beam portion (71, 81) and the second beam portion (72, 82) are spaced apart from each other on the fixed portion (60) side. The acceleration sensor according to claim 1, wherein the acceleration sensor is laid out in a V shape by being arranged so as to be narrower than the interval. 前記第1梁部(71、81)のうちの前記固定部(60)側と、前記第2梁部(72、82)のうちの前記固定部(60)側と、が前記固定部(60)に対して1点で固定されていることを特徴とする請求項2に記載の加速度センサ。   The fixed portion (60) side of the first beam portion (71, 81) and the fixed portion (60) side of the second beam portion (72, 82) are the fixed portion (60). The acceleration sensor according to claim 2, wherein the acceleration sensor is fixed at one point. 前記第1梁部(71、81)及び前記第2梁部(72、82)は、前記一対の連結部(53、54)側の互いの間隔が、前記固定部(60)側の互いの間隔よりも狭くなるように配置されたことでV字型にレイアウトされていることを特徴とする請求項1に記載の加速度センサ。   The first beam portion (71, 81) and the second beam portion (72, 82) are spaced apart from each other on the fixed portion (60) side. The acceleration sensor according to claim 1, wherein the acceleration sensor is laid out in a V shape by being arranged so as to be narrower than the interval. 前記第1梁部(71、81)のうちの前記一対の連結部(53、54)側と、前記第2梁部(72、82)のうちの前記一対の連結部(53、54)側と、が前記一対の連結部(53、54)に対して1点で固定されていることを特徴とする請求項4に記載の加速度センサ。   The pair of connecting portions (53, 54) side of the first beam portions (71, 81) and the pair of connecting portions (53, 54) side of the second beam portions (72, 82). The acceleration sensor according to claim 4, wherein the acceleration sensor is fixed at one point with respect to the pair of connecting portions (53, 54).
JP2013193679A 2013-09-19 2013-09-19 Acceleration sensor Pending JP2015059830A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013193679A JP2015059830A (en) 2013-09-19 2013-09-19 Acceleration sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013193679A JP2015059830A (en) 2013-09-19 2013-09-19 Acceleration sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015059830A true JP2015059830A (en) 2015-03-30

Family

ID=52817478

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013193679A Pending JP2015059830A (en) 2013-09-19 2013-09-19 Acceleration sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2015059830A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11755017B2 (en) 2019-06-28 2023-09-12 Seiko Epson Corporation Inertial sensor, electronic instrument, and vehicle

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007298383A (en) * 2006-04-28 2007-11-15 Matsushita Electric Works Ltd Electrostatic capacity sensor
JP2008170402A (en) * 2007-01-15 2008-07-24 Fujitsu Ltd Capacitance sensing type physical quantity sensor
JP2008207306A (en) * 2007-02-28 2008-09-11 Fujitsu Ltd Method of manufacturing packaged micro movable element, and packaged micro movable element
JP2010210424A (en) * 2009-03-10 2010-09-24 Panasonic Electric Works Co Ltd Acceleration sensor
JP2012152890A (en) * 2011-01-24 2012-08-16 Freescale Semiconductor Inc Mems sensor with zigzag torsion spring

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007298383A (en) * 2006-04-28 2007-11-15 Matsushita Electric Works Ltd Electrostatic capacity sensor
JP2008170402A (en) * 2007-01-15 2008-07-24 Fujitsu Ltd Capacitance sensing type physical quantity sensor
JP2008207306A (en) * 2007-02-28 2008-09-11 Fujitsu Ltd Method of manufacturing packaged micro movable element, and packaged micro movable element
JP2010210424A (en) * 2009-03-10 2010-09-24 Panasonic Electric Works Co Ltd Acceleration sensor
JP2012152890A (en) * 2011-01-24 2012-08-16 Freescale Semiconductor Inc Mems sensor with zigzag torsion spring

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11755017B2 (en) 2019-06-28 2023-09-12 Seiko Epson Corporation Inertial sensor, electronic instrument, and vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6020392B2 (en) Acceleration sensor
JP4996771B2 (en) Electronic devices
US8910523B2 (en) Capacitive accelerometer
JP6020341B2 (en) Capacitive physical quantity sensor and manufacturing method thereof
US9725300B2 (en) Capacitive MEMS-sensor element having bond pads for the electrical contacting of the measuring capacitor electrodes
WO2017033717A1 (en) Composite sensor
US9804233B2 (en) MEMS magnetic field sensor
JP2015059830A (en) Acceleration sensor
JP6354603B2 (en) Acceleration sensor and acceleration sensor mounting structure
US20170192033A1 (en) Acceleration sensor
CN103842830A (en) Acceleration sensor
JP5494804B2 (en) Dynamic sensor
JP5368214B2 (en) Micro electromechanical element
US20240061010A1 (en) Acceleration sensor
JP6036609B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
TW201928352A (en) Yaw-rate sensor with a substrate having a main plane of extent, production method for a yaw-rate sensor
JP2006184013A (en) Acceleration sensor
JP2006208272A (en) Semiconductor multiaxial acceleration sensor
JP2006317182A (en) Acceleration sensor
JP2010216843A (en) Sensor for detecting dynamic quantity
US20140144236A1 (en) Acceleration sensor
JP6044320B2 (en) Physical quantity sensor
JP2014238281A (en) Acceleration sensor
TW201527204A (en) Electrode arrangement for a micromechanical component
KR101715629B1 (en) Touch Panel

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20151216

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160930

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161004

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20170328