DE10105395A1

DE10105395A1 - Beschleunigungssensor

Info

Publication number: DE10105395A1
Application number: DE10105395A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Tanaka; Hiroshi Ishikawa; Osamu Ikata
Original assignee: Fujitsu Ltd; Fujitsu Media Devices Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd; Fujitsu Media Devices Ltd
Priority date: 2000-02-18
Filing date: 2001-02-07
Publication date: 2001-09-06
Also published as: US20030106373A1; KR20010100778A; JP2001228168A; US20050016274A1; US20010049961A1; US6796181B2

Abstract

Ein Beschleunigungssensor enthält eine piezoelektrische Einzelplatte mit einem Gewichtsteil und einem Detektionsteil. Die piezoelektrische Einzelplatte ist z. B. eine X-Schnittplatte aus LiNbO¶3¶.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ei nen Beschleunigungssensor, der eine auf ein Objekt angewende te Erschütterung oder Beschleunigung abfühlt. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Beschleunigungssen sor eines piezoelektrischen Typs, der einen Betrag eines Merkmals abfühlt, das durch eine aufgrund einer Beschleuni gung in einem Objekt hervorgerufene Trägheitskraft erzeugt wird.

In jüngster Zeit ist die Verkleinerung elektronischer Ge räte fortgeschritten, und tragbare elektronische Geräte wie z. B. notebookartige Personalcomputer haben Verbreitung gefun den. Gewöhnlich sind die tragbaren elektronischen Geräte da für ausgelegt, eine auf sie unerwartet angewendete Erschütte rung abzufühlen und einen gegebenen Prozeß auszuführen, um die Zuverlässigkeit aufrechtzuerhalten. Falls z. B. ein in ei nen notebookartigen Personalcomputer eingebautes Festplatten laufwerk eine Erschütterung erfährt, wird die aktuelle Schreib/Wiedergabeoperation unterbrochen, und vielmehr wird ein Prozeß zum Vermeiden eines Auftretens eines Fehlers ein geleitet. Ein Beschleunigungssensor kann verwendet werden, um eine auf das Festplattenlaufwerk angewendete Erschütterung abzufühlen. Der Beschleunigungssensor kann auch verwendet werden, um eine Erschütterung abzufühlen, um ein Luftsack- oder Airbaggerät sofort zu aktivieren, um einen Passagier ei nes Fahrzeuges vor einer infolge eines Unfalles auf dieses angewendeten Erschütterung zu schützen.

Die jüngsten verkleinerten elektronischen Geräte erfor dern kompakte, dünne, weniger teure Beschleunigungssensoren, während die ursprüngliche Abfühlleistung beibehalten wird.

2. Beschreibung der verwandten Technik

Verschiedene Typen von Beschleunigungssensoren sind be kannt. In jüngster Zeit hat ein Beschleunigungssensor eines piezoelektrischen Typs begonnen, Aufmerksamkeit auf sich zu ziehen. Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 11-51960 offenbart einen Beschleunigungssensor, der ein piezo elektrisches Element aufweist, an dem ein Gewichtelement an gebracht ist. Der Beschleunigungssensor fühlt eine Beschleu nigung unter Verwendung einer Trägheitskraft ab, die in der gemeinsam genutzten Richtung zwischen dem Gewichtelement und dem piezoelektrischen Element zur Zeit eines Empfangs einer Erschütterung hervorgerufen wird.

Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 10-96742 oder die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 11-211748 offenbart einen Beschleunigungssensor, der ein piezo elektrisches Element aufweist, das aus miteinander verbunde nen piezoelektrischen Platten besteht, und eine Beschleuni gung aus einer Ablenkung oder Biegung des piezoelektrischen Elements zur Zeit einer Vibration abfühlt.

Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 6-273439 offenbart einen Beschleunigungssensor, welcher eine Ausleger struktur eines piezoelektrischen Elements aufweist, das aus miteinander verbundenen piezoelektrischen Platten besteht, und welcher eine Beschleunigung aus einer Biegung des piezo elektrischen Elements abfühlt, das infolge einer Trägheits kraft verformt wird.

Die herkömmlichen Typen oben erwähnter Beschleunigungs sensoren weisen jedoch die folgenden Nachteile auf.

Der in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 11-51960 oder dergleichen offenbarte Beschleunigungssensor erfordert eine schwierige Arbeit zum Anbringen des Gewicht elements an dem piezoelektrischen Element. Außerdem ist er forderlich, daß das Gewichtelement ein ausreichendes Gewicht hat, um eine Scherkraft hervorzurufen, die einer Beschleuni gung geeignet entspricht, um eine Beschleunigung bei einer gegebenen Empfindlichkeit abzufühlen. Daher kann geschlossen werden, daß der Beschleunigungssensor dieser Zeit Schwierig keiten hat, leichte dünne Beschleunigungssensoren zu reali sieren.

Die Beschleunigungssensoren des Typs, bei dem eine Be schleunigung aus einer Biegung des piezoelektrischen Elements abgefühlt wird, erfordern, eine Mehrzahl sehr dünner piezo elektrischer Platten zu schichten, um zu bewirken, daß das piezoelektrische Element unter Verwendung der geschichteten Platten als Antwort auf eine Beschleunigung ausreichend gebo gen wird. Die geschichtete Struktur kann nur durch einen sehr komplizierten Prozeß hergestellt werden und ist folglich teu er.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung be steht darin, einen Beschleunigungssensor zu schaffen, in wel chem die obigen Nachteile beseitigt sind.

Eine konkretere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen kompakten, dünnen, weniger teuren Beschleunigungssensor mit verbesserter Empfindlichkeit zu schaffen.

Die obigen Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden durch einen Beschleunigungssensor gelöst, der eine piezoelek trische Einzelplatte mit einem Gewichtteil und einem Detekti onsteil enthält. Die piezoelektrische Einzelplatte ist z. B. eine X-Schnittplatte aus LiNbO₃.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung ersichtlicher werden, wenn sie in Verbindung mit den beilie genden Zeichnungen gelesen wird, in welchen:

Fig. 1A eine perspektivische Ansicht einer Einzelplatte einer piezoelektrischen Einzelplatte ist, auf die eine Be schleunigung ausgeübt wird;

Fig. 1B ein Diagramm einer Trägheitskraft ist, die in der piezoelektrischen Einzelplatte hervorgerufen wird, welche die Beschleunigung empfängt;

Fig. 2A eine graphische Darstellung einer Dehnungsvertei lung ist, die beobachtet wird, wenn auf die piezoelektrische Einzelplatte eine Beschleunigung angewendet wird;

Fig. 2B eine perspektivische Ansicht einer Anordnung ei ner Detektionselektrode und einer Erdungselektrode eines Be schleunigungssensors ist;

Fig. 3A, 3B und 3C jeweils perspektivische Ansichten von Beschleunigungssensoren gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Beschleuni gungssensors gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung ist;

Fig. 5A eine perspektivische Ansicht eines Beschleuni gungssensors gemäß einer dritten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung ist;

Fig. 5B eine graphische Darstellung einer Beziehung zwi schen der Lage einer Sensorhaltefläche und einer normierten Sensorausgabe des Beschleunigungssensors gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 6A eine perspektivische Ansicht eines Beschleuni gungssensors gemäß einer vierten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung ist;

Fig. 6B eine graphische Darstellung einer Beziehung zwi schen Nebensprechen und der Lage einer Sensorhaltefläche ist;

Fig. 6C eine perspektivische Ansicht einer Variation des in Fig. 6A gezeigten Beschleunigungssensors ist;

Fig. 7A eine perspektivische Ansicht eines Beschleuni gungssensors gemäß einer fünften Ausführungsform der vorlie genden Erfindung;

Fig. 7B eine graphische Darstellung zwischen einem Ver hältnis eines Gewichtteils zu einem Detektionsteil und einer normierten Sensorausgabe des in Fig. 7A gezeigten Beschleuni gungssensors ist;

Fig. 8A eine perspektivische Ansicht eines Beschleuni gungssensors gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung ist;

Fig. 8B eine graphische Darstellung zwischen einem Ver hältnis eines sich ausdehnenden Abschnitts der Detektions elektrode zur Länge der Sensorhaltefläche des in Fig. 8A ge zeigten Beschleunigungssensors ist;

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines Beschleuni gungssensors gemäß einer siebten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung ist;

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht eines Beschleuni gungssensors gemäß einer achten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung ist;

Fig. 11 eine perspektivische Ansicht eines Beschleuni gungssensors gemäß einer neunten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung ist;

Fig. 12A, 12B und 12C perspektivische Ansichten eines Be schleunigungssensors gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind;

Fig. 13 eine perspektivische Ansicht eines Beschleuni gungssensors gemäß einer elften Ausführungsform der vorlie genden Erfindung ist;

Fig. 14 eine perspektivische Ansicht eines Beschleuni gungssensors gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorlie genden Erfindung ist;

Fig. 15 eine perspektivische Ansicht eines Beschleuni gungssensors gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der vor liegenden Erfindung ist;

Fig. 16 eine perspektivische Ansicht eines Beschleuni gungssensors gemäß einer vierzehnten Ausführungsform der vor liegenden Erfindung ist;

Fig. 17 eine perspektivische Ansicht eines Beschleuni gungssensors gemäß einer fünfzehnten Ausführungsform der vor liegenden Erfindung ist;

Fig. 18A und 18B perspektivische Ansichten von Beschleu nigungssensoren gemäß einer sechzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind;

Fig. 19 eine perspektivische Ansicht eines Beschleuni gungssensors gemäß einer siebzehnten Ausführungsform der vor liegenden Erfindung ist;

Fig. 20 eine perspektivische Ansicht eines Beschleuni gungssensors gemäß einer achtzehnten Ausführungsform der vor liegenden Erfindung ist;

Fig. 21A, 21B und 21C jeweils perspektivische Ansichten eines Beschleunigungssensors gemäß einer neunzehnten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung sind;

Fig. 22A eine perspektivische Ansicht eines Beschleuni gungssensors gemäß einer zwanzigsten Ausführungsform der vor liegenden Erfindung ist;

Fig. 22B ein Schaltungsdiagramm eines Vorverstärkers und einer Detektionsschaltung ist, die mit einer piezoelektri schen Einzelplatte gemäß der zwanzigsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zusammenmontiert sind;

Fig. 22C ein Schaltungsdiagramm einer anderen Konfigura tion des Vorverstärkers ist;

Fig. 23 eine Querschnittansicht eines Beschleunigungssen sors gemäß einer einundzwanzigsten Ausführungsform der vor liegenden Erfindung ist;

Fig. 24A eine perspektivische Ansicht eines Beschleuni gungssensors gemäß einer zweiundzwanzigsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; und

Fig. 24B eine perspektivische Ansicht einer Variation des in Fig. 24A gezeigten Beschleunigungssensors ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Zuerst wird mit Verweis auf Fig. 1A, 1B, 2A und 2B eine Beschreibung des Prinzips eines Beschleunigungssensors der vorliegenden Erfindung gegeben.

Fig. 1A ist eine perspektivische Ansicht, die eine auf einer piezoelektrischen Platte 1 angewendete Beschleunigung α zeigt, und Fig. 1B ist ein Diagramm, das eine Trägheitskraft beschreibt, die in der piezoelektrischen Platte 1 mit einer darauf angewendeten Beschleunigung α hervorgerufen wird.

Die piezoelektrische Platte 1 wird bezugnehmend auf Fig. 1A gebildet durch Formen eines piezoelektrischen Einzelele ments in einer rechtwinkligen Form und hat Hauptflächen, die eine X-Achsenrichtung (die Hauptachsenrichtung X) enthalten, in der eine zu detektierende Beschleunigung α angewendet wird, und sind parallel zur Hauptachsenrichtung X angeordnet. Die piezoelektrische Platte 1 hat einen großen elektromecha nischen Kopplungskoeffizienten in der Hauptachsenrichtung, während der elektromechanische Kopplungskoeffizient in einer anderen Achsenrichtung Y (Y-Achsenrichtung), die senkrecht zu den Hauptflächen ist, ungefähr Null ist.

Der Beschleunigungssensor der Erfindung fühlt eine Be schleunigung α in erster Linie wie folgt ab. Wenn auf einen Gewichtabschnitt der piezoelektrischen Platte 1 eine Be schleunigung α angewendet wird, wird in einem Detektionsab schnitt D der piezoelektrischen Platte 1 eine von der Be schleunigung α abhängige Dehnung hervorgerufen. Die Beschleu nigung α wird durch Detektieren einer durch die Dehnung her vorgerufenen Ladung (elektrisches Signal) abgefühlt.

Eine Haltefläche S ist definiert, in der die piezoelek trische Einzelplatte 1 gehalten wird, wie später beschrieben wird. Wenn eine Beschleunigung α auf die in der Haltefläche S gehaltene piezoelektrische Einzelplatte 1 angewendet wird, wird in der Umgebung eines Endes der Haltefläche S (die Seite der Haltefläche S, die näher zum Gewichtabschnitt W liegt) eine maximale Dehnung hervorgerufen. Die Beschleunigung α kann durch Detektieren eines elektrischen Signals abgefühlt werden, das in dem Abschnitt der piezoelektrischen Einzel platte 1 erzeugt wird, in welchem die maximale Dehnung her vorgerufen wird. Der Detektionsabschnitt D des Beschleuni gungssensors der Erfindung hängt relativ von der Basis der Haltefläche ab, in der die piezoelektrische Einzelplatte 1 gehalten wird. Wenn die Haltefläche S bestimmt ist, ist dann der Gewichtabschnitt W bestimmt.

Fig. 1B zeigt die oben erwähnte Beziehung zwischen dem Detektionsabschnitt D und der Haltefläche S. Insbesondere zeigt Fig. 1B die piezoelektrische Einzelplatte 1, die in ei ner freitragenden Weise gehalten wird. Der obere Teil von Fig. 1B zeigt einen Zustand, in welchem eine Beschleunigung α auf die piezoelektrische Platte 1 angewendet wird, und deren unterer Teil zeigt schematisch eine Beziehung zwischen einer Trägheitskraft M, einer Masse m des Gewichtabschnitts W und einer Länge G von der Schwingungsmitte zum Schwerpunkt des Gewichtabschnitts W, wobei angenommen wird, daß die gesamte Masse m des Gewichtabschnitts W sich im Schwerpunkt befindet.

Die Größe der Trägheitskraft M ist einer Beschleunigung α, die auf die Masse m eines Körpers (Gewichtteil W) angewen det wird, und der Länge G von der Schwingungsmitte zum Schwerpunkt des Gewichtteils W proportional (M = α m × G).

Die Trägheitskraft M verursacht die maximale Dehnung im De tektionsteil D. Folglich kann eine Beschleunigung α detek tiert werden, indem das durch die Dehnung im Detektionsteil D hervorgerufene elektrische Signal detektiert wird. Es wird angenommen, daß die Masse m des Gewichtteils W in dessen Schwerpunkt liegt, und die Trägheitskraft M kann als M = α m × G ausgedrückt werden. Die piezoelektrische Einzelplatte hat keine geschichtete Struktur, sondern ist eine Einzelplatte. Folglich kann die Empfindlichkeit des Beschleunigungssensors durch Verlängern der Länge G und somit Erhöhen der Trägheits kraft M verbessert werden.

Fig. 2A zeigt eine Dehnungsverteilung, die beobachtet wird, wenn eine Beschleunigung α auf die in der Haltefläche 5 gehaltene piezoelektrische Einzelplatte 1 angewendet wird. Die Stelle, in der die maximale Dehnung hervorgerufen wird, ist ein Ende des Gewichtteils W, das sich in der Haltefläche S befindet. Der Detektionsteil D enthält einen Teil, in wel chem eine große Dehnung hervorgerufen wird. In einem Fall, in dem eine in Fig. 2B gezeigte Detektionselektrode 11 so ange ordnet ist, daß sie mit dem Ende des Gewichtteils W über lappt, in welchem die maximale Dehnung hervorgerufen wird, kann eine Beschleunigung α zuverlässiger abgefühlt werden.

Wie in Fig. 2B gezeigt ist, ist vorzugsweise eine Er dungselektrode auf einer Oberfläche F13 vorgesehen, die einer Oberfläche F11 gegenüberliegt, auf der die Detektionselektro den 11 vorgesehen sind. Außerdem kann auf der Oberfläche F11 eine weitere Erdungselektrode ausgebildet sein. Folglich ist es möglich, das Signal-Rausch-(S/N)-Verhältnis zu verbessern. Die Erdungselektroden 13 können eine Chrom/Metallschicht sein, die durch Verdampfung oder elektrolytisches Überziehen ohne Mustern gebildet wurde. Die Massenproduktivität kann so mit verbessert werden, und eine Kostenreduzierung kann er leichtert werden.

Es wird angenommen, daß in dem oben erwähnten Beschleuni gungssensor hervorgerufenes Nebensprechen aus einer Ladung resultiert, die durch Vibration in der Dickenrichtung erzeugt wird, die durch eine in dieser Richtung angewendete Beschleu nigung hervorgerufen wird. Es ist jedoch besonders zu erwäh nen, daß die piezoelektrische Einzelplatte 1 einen elektrome chanischen Kopplungskoeffizienten von ungefähr Null bezüglich einer Vibration in der Dickenrichtung hat. Somit weist der Beschleunigungssensor der Erfindung stark reduziertes Neben sprechen auf.

Es wird besonders erwähnt, daß der Beschleunigungssensor der vorliegenden Erfindung das Detektionsprinzip hat, daß von dem der herkömmlichen Beschleunigungssensoren ziemlich ver schieden ist. Dies wird im folgenden ausführlich beschrieben. Ein herkömmlicher Beschleunigungssensor vom Auslegertyp ist dafür ausgelegt, eine entlang den Oberflächen eines recht winkligen piezoelektrischen Elements angewendete Beschleuni gung abzufühlen (was der Y-Achsenrichtung entspricht, in der man nicht erwartet, daß eine Beschleunigung abgefühlt wird). Im Gegensatz dazu ist der Beschleunigungssensor der Erfindung dafür ausgelegt, eine Beschleunigung abzufühlen, die in der Breitenrichtung der piezoelektrischen Einzelplatte 1 angewen det wird. Die herkömmlichen Beschleuigungssensoren verwenden auch die geschichteten piezoelektrischen Elemente oder das Gewicht, um einen großen Betrag einer Trägheitskraft zu er zielen. Im Gegensatz dazu verwendet die vorliegende Erfindung die piezoelektrische Einzelplatte 1, die den Gewichtteil W sowie den Detektionsteil D enthält. Mit anderen Worten, der Gewichtteil W und der Detektionsteil D sind in der piezoelek trischen Einzelplatte 1 einteilig enthalten. Dies trägt zu einer Reduzierung der Dicke bei.

Eine Beschreibung von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird gegeben. Die folgenden Ausführungsformen nut zen eine X-Schnittplatte eines Einkristalls aus LiNbO₃ als die piezoelektrische Einzelplatte 1 (im folgenden wird auf solch eine Einzelplatte einfach als LNX-Schnittplatte Bezug genommen). Natürlich ist die piezoelektrische Einzelplatte 1 nicht auf die LNX-Schnittplatte beschränkt, sondern kann aus einem anderen Material wie z. B. einem Einkristall aus LiTaO₃ oder Quarz oder piezoelektrischer Keramik geschaffen sein.

Erste Ausführungsform

Ein Beschleunigungssensor gemäß einer ersten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung weist eine Anordnung auf, in der die vorher erwähnte Detektionselektrode in zwei Teile ge teilt ist, die Seite an Seite in der Hauptachsenrichtung X angeordnet sind, in der eine Beschleunigung α angewendet wird, um die Empfindlichkeit weiter zu verbessern und Rau schen zu reduzieren.

Fig. 3A, 3B und 3C veranschaulichen einen Beschleuni gungssensor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in Fig. 3A gezeigt ist, ist die Detektions elektrode 11 in zwei Detektionselektroden 11-1 und 11-2 ge teilt, die Seite an Seite in der Breitenrichtung der LNX- Schnittplatte 1 angeordnet sind. Wie in Fig. 3B gezeigt ist, sind über die Detektionselektroden 11-1 bzw. 11-2 aufgenomme ne elektrische Signale, die durch eine in der Hauptachsen richtung X angewendete Beschleunigung α hervorgerufen werden, um 180 Grad phasenverschoben. Bezüglich der zur Hauptachsen richtung X senkrechten Y-Achsenrichtung sind die über die De tektionselektroden 11-1 bzw. 11-2 aufgenommenen elektrischen Signale in Phase. Wenn die über die Detektionselektroden 11-1 und 11-2 erhaltenen elektrischen Signale einer Differenzver stärkungsoperation unterzogen werden, werden somit die die Hauptachse betreffenden Signalkomponenten verstärkt, wohinge gen die Signalkomponenten in der Y-Achsenrichtung gelöscht werden. Daher ist es möglich, die Empfindlichkeit zu verbes sern und Rauschen zu reduzieren.

Zweite Ausführungsform

Ein Beschleunigungssensor gemäß einer zweiten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung hat eine Anordnung, in der die vorher erwähnte Detektionselektrode in zwei Teile ge teilt ist, die Seite an Seite in einer Z-Achsenrichtung ange ordnet sind, die senkrecht zu der Richtung ist, in der eine Beschleunigung α angewendet wird, um die Produktionskosten zu reduzieren.

Fig. 4 ist ein Diagramm des Beschleunigungssensors gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Detektionselektrode 11 ist in Teile 11-3 und 11-4 geteilt, die Seite an Seite in der Längsrichtung Z der LNX-Schnitt platte angeordnet sind, die zu der Richtung senkrecht ist, in der eine Beschleunigung α angewendet wird.

Die Detektionselektroden 11-3 und 11-4 sind parallel zur X-Achsenrichtung angeordnet, in der eine Beschleunigung α an gewendet wird. Daher ist es möglich, die Detektionselektrode 11 in die Teile 11-3 und 11-4 durch Stapelverarbeitung zu der Zeit eines Teilens der LNX-Schnittplatte in die einzelnen LNX-Schnittplatten 1 mittels eines Zerteilers oder derglei chen leicht zu teilen. Eine Massenproduktivität kann somit verbessert werden, und eine Kostenreduzierung kann erreicht werden.

Dritte Ausführungsform

Ein Beschleunigungssensor gemäß einer dritten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung hat eine Anordnung, in der die LNX-Schnittplatte an einer Stelle gehalten wird, die ihren Schwerpunkt nicht enthält.

Bezugnehmend auf Fig. 5A befindet sich die Haltefläche S in einem Endteil der LNX-Schnittplatte 1. Folglich kann die effektive Länge L des Gewichtteils W verlängert werden, so daß eine Beschleunigung α mit höherer Empfindlichkeit abge fühlt werden kann.

Fig. 5B ist eine graphische Darstellung, die eine Bezie hung zwischen der Haltefläche S und einer normierten Sensor ausgabe darstellt. Die Empfindlichkeit hängt von der Halte fläche S ab. Insbesondere wird die Empfindlichkeit schlech ter, wenn ein in Fig. 5A gezeigtes Halteelement 2 näher zur Mitte der LNX-Schnittplatte 1 positioniert wird. Eine nor mierte Sensorausgabe von 1 ist definiert, wenn die Halteflä che S sich im Endteil der LNX-Schnittplatte 1 befindet. Die horizontale Achse der graphischen Darstellung von Fig. 5B be zeichnet die normierte Haltefläche S, in der eine normierte Position von 1 dem rechten (äußersten) Ende der LNX-Schnitt platte 1 vom linken Ende entspricht.

Vierte Ausführungsform

Ein Beschleunigungssensor gemäß einer vierten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung hat eine Anordnung, in der die LNX-Schnittplatte an einer Stelle gehalten wird, die ihren Schwerpunkt enthält.

Bezugnehmend auf Fig. 6A ist die Haltefläche S so defi niert, daß sie den Schwerpunkt der LNX-Schnittplatte 1 ent hält. Detektionselektroden 11-5 und 11-6 sind Seite an Seite in der Z-Achsenrichtung angeordnet. Elektrische Signale, die über die Detektionselektroden 11-5 und 11-6 infolge einer auf die Y-Achsenrichtung angewendeten Beschleunigung α erhalten werden, haben identische Amplituden und entgegengesetzte Pha sen. Wenn die elektrischen Signale einfach addiert werden, kann Nebensprechen stark reduziert werden, und das S/N-Ver hältnis kann verbessert werden.

Fig. 6B ist eine graphische Darstellung einer Beziehung zwischen einem Verhältnis L2/L1 und Nebensprechen, wobei L1 und L2 in Fig. 6A gezeigt sind. Wenn die Detektionselektroden 11-5 und 11-6 in der ungefähren zentralen Stelle der LNX-Schnitt platte 1 angeordnet sind, nämlich wenn L2/L1 gleich 1 ist, kann Nebensprechen am effektivsten unterdrückt werden.

Fig. 6C zeigt eine Elektrodenanordnung, die darauf ge richtet ist, die Empfindlichkeit sowie ein Reduzieren im Ne bensprechen zu verbessern. Die Haltefläche S ist so defi niert, daß sie den Schwerpunkt der LNX-Schnittplatte 1 ent hält. Die Detektionselektroden 11-7 und 11-8 sind Seite an Seite in der X-Achsenrichtung angeordnet, in der eine Be schleunigung α angewendet wird. Elektrische Signale, die über die Detektionselektroden 11-7 und 11-8 erhalten werden, sind um 180 Grad phasenverschoben. Über die Detektionselektroden 11-7 und 11-8 erhaltene elektrische Signalkomponenten, die durch eine in der Y-Achsenrichtung angewendete Beschleunigung α hervorgerufen werden, haben identische Amplituden und sind in Phase. Folglich werden die über die Detektionselektroden 11-7 und 11-8 erhaltenen elektrischen Signale differentiell verstärkt, so daß eine Beschleunigung α effizient abgefühlt werden kann, wobei Nebensprechen reduziert ist. Der so konfi gurierte Beschleunigungssensor hat ein verbesserts S/N-Ver hältnis.

Fünfte Ausführungsform

Ein Beschleunigungssensor gemäß einer fünften Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung hat eine vorzuziehende Beziehung zwischen der Länge LW des Gewichtteils W und der Länge LS des Halteteils S. Mit anderen Worten, dieser Be schleunigungssensor nutzt konstruktiv eine mit dem Gewicht teil W verbundene Trägheitskraft.

Wie in Fig. 7A gezeigt ist, kann die Empfindlichkeit des Beschleunigungssensors verbessert werden, indem die Länge LW des Gewichtteils W so lang wie möglich ausgewählt wird. Wie in Fig. 7B gezeigt ist, kann, wenn das Verhältnis der Länge LW zur Länge LS ungefähr gleich 1,5 oder größer wird, die Empfindlichkeit einer Beschleunigung α noch stärker verbes sert werden. Somit ist es in der Praxis vorzuziehen, das Ver hältnis LW/LS auf 1,5 oder größer einzustellen.

Sechste Ausführungsform

Ein Beschleunigungssensor gemäß einer sechsten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung hat eine vorzuziehende Beziehung zwischen der Detektionselektrode 11 und der Halte fläche S.

Bezugnehmend auf Fig. 8A ist die Haltefläche S auf solch eine Weise definiert, daß sie auf den Detektionselektroden 11 positioniert ist. Mit dieser Anordnung kann eine durch eine Beschleunigung α hervorgerufene Dehnung effizient abgefühlt werden. In Fig. 8A befindet sich die Haltefläche S in einem Endteil der LNX-Schnittplatte 1. Ein Bezugssymbol L11 be zeichnet die Länge einer Ausdehnung der Detektionselektroden 11, die vom Ende der Haltefläche S ausgehen. Die Länge der Detektionselektroden 11 ist als LS + L11 bezeichnet.

Fig. 8B ist eine graphische Darstellung einer Beziehung zwischen L11/LS und der normierten Sensorausgabe. Aus Fig. 8 kann man erkennen, daß die Sensorempfindlichkeit mit der An ordnung verbessert werden kann, in der die Detektionselektro de 11 sich in der Haltefläche S befindet und vom Ende der Haltefläche S ein wenig näher zum Gewichtteil W erstreckt. Dies gilt, weil eine aus einer Beschleunigung α resultierende Trägheitskraft M die maximale Dehnung in dem Endteil der Hal tefläche S hervorruft, der näher zum Gewichtteil W liegt. Es ist vorzuziehen, daß die Ausdehnung der vom Endteil der Hal tefläche S ausgehenden Detektionselektroden 11 0 bis 10% der Länge LS der Haltefläche S beträgt.

Wie oben beschrieben wurde, kann die Empfindlichkeit des Beschleunigungssensors durch Anordnen der Detektionselektro den in der Haltefläche S verbessert werden.

Siebte Ausführungsform

Ein Beschleunigungssensor gemäß einer siebten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung hat eine einzigartige Anordnung von Erdungselektroden.

Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht eines Beschleuni gungssensors gemäß der siebten Ausführungsform der vorliegen den Erfindung. Zusätzlich zur Erdungselektrode 13 auf der Seite F13A der LNX-Schnittplatte 1 ist eine Erdungselektrode 14 auf der Seite F11 vorgesehen, auf der die Detektionselek troden 11 vorgesehen sind. Durch Vorsehen der Erdungselektro den 13 und 14 auf den beiden gegenüberliegenden Seiten der LNX-Schnittplatte 1 ist es möglich, Rauschen weiter zu redu zieren und das S/N-Verhältnis zu verbessern.

Achte Ausführungsform

Ein Beschleunigungssensor gemäß einer achten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung ist eine Modifikation des in Fig. 9 gezeigten Beschleunigungssensors.

Fig. 10 ist eine perspektivische Ansicht eines Beschleu nigungssensors gemäß der achten Ausführungform der vorliegen den Erfindung. Die Erdungselektrode 13 hat eine Dicke 13t, die größer als die Dicke 21t der Detektionselektroden 11 ist. Mit dieser Struktur ist es möglich, eine auf die LNX-Schnitt platte 1 ausgeübte Trägheitskraft M zu erhöhen und die Empfindlichkeit des Beschleunigungssensors zu verbessern. Das heißt, die Empfindlichkeit kann auf solch eine einfache Weise verbessert werden, daß die Erdungselektrode 13 dicker ausge bildet wird, indem z. B. die Zeit zum Überziehen verlängert wird.

Neunte Ausführungsform

Ein Beschleunigungssensor gemäß einer neunten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung hat einen Aufbau, bei dem die Detektionselektroden und die Erdungselektroden eine Dichte ρm haben, die größer als eine Dichte ρ1 der LNX-Schnitt platte ist, um die Empfindlichkeit weiter zu verbes sern.

Fig. 11 ist eine perspektivische Ansicht eines Beschleu- . nigungssensors gemäß der neunten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung. Die Detektionselektroden 11 und die Er dungselektroden 13 und 14 haben eine Dichte ρm, die größer als die Dichte ρ1 der LNX-Schnittplatte 1 ist, um die Emp findlichkeit weiter zu verbessern. So kann die Masse der LNX-Schnitt platte 1 wesentlich erhöht werden. Daher kann die Trägheitskraft M erhöht werden, so daß die Empfindlichkeit des Beschleunigungssensors verbessert werden kann. Die Dichte ρ1 der LNX-Schnittplatte 1 ist ungefähr gleich 4,5 × 10^-3 Kg/cm³. Die Detektionselektroden 11 und die Erdungselektroden 13 und 14 können aus einem Metall wie z. B. Gold (Au), Nickel (Ni), Aluminium (Al), Kupfer (Cu) oder einer Legierung davon hergestellt sein.

Durch Erhöhen der Dichte ρm der Elektroden ist es mög lich, die Empfindlichkeit zu verbessern, wenn die LNX-Schnitt platte 1 eine konstante Größe hat, und im Gegensatz dazu die LNX-Schnittplatte 1 zu verdünnen, wenn die Empfind lichkeit konstant ist. Die vorliegende Erfindung kann ausge führt werden, indem lediglich eine Elektrodensubstanz mit ei ner höheren Dichte ausgewählt wird.

Es ist ebenfalls möglich, die in Fig. 11 gezeigte Anord nung zu modifizieren, so daß nur die Erdungselektrode 13, die auf der Oberfläche F13 ausgebildet ist, die der Oberfläche F11 gegenüberliegt, auf der die Detektionselektroden 11 vor gesehen sind, aus einem Material mit einer Dichte hergestellt ist, die größer als die Dichte ρ1 der LNX-Schnittplatte 1 ist.

Zehnte Ausführungsform

Ein Beschleunigungssensor gemäß einer zehnten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung hat eine Anordnung, die darauf gerichtet ist, Rauschen in den Beschleunigungssensoren gemäß den siebten bis neunten Ausführungsformen der vorlie genden Erfindung weiter zu reduzieren.

Fig. 12A, 12B und 12C sind Diagramme eines Beschleuni gungssensors gemäß der zehnten Ausführungsform der vorliegen den Erfindung. Wie in Fig. 12A gezeigt ist, sind die Erdungs elektroden 13 und 14 durch ein elektrisch leitendes Harz 3 elektrisch verbunden. Mit dieser Anordnung ist es möglich, Rauschen weiter zu reduzieren und das S/N-Verhältnis zu ver bessern. Das elektrisch leitende Harz 3 kann ein Epoxydharz sein, das ein Metall enthält, wie z. B. Silberpaste oder der gleichen.

Wie in Fig. 12B gezeigt ist, kann die ursprüngliche LNK- Schnittplatte, die nicht in die einzelnen Chips geteilt wor den ist, mit dem elektrisch leitenden Harz 3 durch Siebdruck beschichtet werden. Alternativ dazu kann, wie in Fig. 12C ge zeigt ist, das elektrisch leitende Harz 3 an der ursprüngli chen LNX-Schnittplatte durch einen Stempelprozeß aufgebracht werden, bei dem das Harz 3 an einer Kante eines Stempelin struments 10 angebracht ist.

Elfte Ausführungsform

Eine elfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen der Beschleunigungssensoren, bei dem ein Elektrodenmuster effizient gebildet werden kann, wo durch eine Kostenreduzierung erleichtert wird.

Fig. 13 ist eine perspektivische Ansicht einer Zwischen vorrichtung, aus der einzelne Beschleunigungssensoren herge stellt werden können. Die LNX-Schnittplatte 1 der Zwischen platte weist Schnittrillen 4 zum Teilen der Zwischenvorrich tung in Chips und Rillen 5A und 5B zum Definieren der Elek troden auf. Die Rillen 4, 5A und 5B können einfach durch Ät zen, Zerteilen oder Sandstrahl gebildet werden. Die Verwen dung der in Fig. 13 gezeigten Zwischenvorrichtung steigert die Massenproduktivität und reduziert die Kosten. Die aus ei nem piezoelektrischen Einkristall hergestellte piezoelektri sche Einzelplatte wird als das piezoelektrische Element ver wendet. Die erleichtert eine Massenproduktivität.

Zwölfte Ausführungsform

Ein Beschleunigungssensor gemäß einer zwölften Ausfüh rungform der vorliegenden Erfindung hat eine einzigartige An ordnung, in der seine Oberfläche verstärkt ist, um die Halt barkeit des Sensors zu steigern.

Fig. 14 ist eine perspektivische Ansicht eines Beschleu nigungssensors gemäß der zwölften Ausführungsform der vorlie genden Erfindung. Die Rille 5A zum Trennen des Gewichtteils W und des Detektionsteils D ist mit einem isolierenden Harz 6 gefüllt. Mit dieser Anordnung ist es möglich zu verhindern, daß infolge einer externen Erschütterung oder dergleichen in der Umgebung der Rille 5A ein Riß erzeugt wird. Obgleich nicht veranschaulicht ist es vorzuziehen, die Rillen 5A zwi schen den Detektionselektroden 11-1 und 11-2, die in Fig. 13 gezeigt sind, mit isolierendem Harz zu füllen. Das isolieren de Harz 6 kann ein Material auf Epoxydbasis oder Siliziumba sis sein.

Dreizehnte Ausführungsform

Eine dreizehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung verwendet ein Lithographieverfahren, um ein Elektroden muster auf den Oberflächen der LNX-Schnittplatte effizient zu bilden und somit die Fertigungskosten zu reduzieren.

Fig. 15 ist eine perspektivische Ansicht der dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine große Zahl von Elektrodenmustern P kann auf einem Wafer 20 (der eine piezoelektrische Einkristallplatte aus LiNbO₃ ist) sofort durch einen Lithographieprozeß einschließlich einer Resistbe schichtung, Musterbelichtung, Entwicklung und Resistbeseiti gung geschaffen werden. Der Wafer 20 wird durch Zerteilen oder dergleichen geschnitten, so daß eine große Zahl an LNX-Schnitt platten mit den darauf schon gebildeten Elektroden ef fizient erhalten werden kann. Dies trägt zu einer Kostenredu zierung bei.

Vierzehnte Ausführungsform

Eine vierzehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung ist ein Beschleunigungssensor, der mit einem Halteele ment zum Halten der LNX-Schnittplatte 1 ausgestattet ist.

Fig. 16 ist eine perspektivische Ansicht eines Beschleu nigungssensors gemäß der vierzehnten Ausführungsform der vor liegenden Erfindung. Die auf der LNX-Schnittplatte 1 vorgese henen Detektionselektroden 11-1 und 11-2 sind an einer Halte basis 31 einer Montagegruppe 30 mittels elektrisch leitender Haftmittel 33A und 33B angebracht. Zwei Elektrodenanschlüsse (durch die Haftmittel 33A und 33B in Fig. 16 verdeckt) zum Aufnehmen der elektrischen Signale, die durch eine auf die LNX-Schnittplatte 1 angewendete Beschleunigung α hervorgeru fen werden, sind auf der Haltebasis 31 so vorgesehen, daß sie voneinander isoliert sind. Die (in Fig. 16 verborgene) Detek tionselektrode 11-2 ist mit einem der Elektrodenanschlüsse durch das Haftmittel 33A elektrisch verbunden, und die Detek tionselektrode 11-1 ist durch das Haftmittel 33B mit dem an deren Elektrodenanschluß elektrisch verbunden. Die Haftmittel 33A und 33B sind so vorgesehen, daß sie voneinander isoliert sind.

Es ist besonders zu erwähnen, daß die elektrisch leiten den Haftmittel 33A und 33B dahingehend wirken, daß sie gleichzeitig elektrische und mechanische Verbindungen zwi schen der Haltebasis 31 und der LNX-Schnittplatte 1 herstel len. Daher ist es möglich, die Effizienz der Massenfertigung zu verbessern und eine Kostenreduzierung zu erzielen.

Fünfzehnte Ausführungsform

Ein Beschleunigungssensor gemäß einer fünfzehnten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung verwendet anisotrope elektrisch leitende Haftmittel.

Fig. 17 ist eine perspektivische Ansicht eines Beschleu nigungssensors gemäß der fünfzehnten Ausführungsform der vor liegenden Erfindung. Die Detektionselektroden 11-1 und 11-2 sind mit der Haltebasis 31 der Montagegruppe 30 durch ein anisotropes elektrisch leitendes Haftmittel 35 verbunden. Das Haftmittel 35 wirkt dahingehend, die Detektionselektroden 11-1 und 11-2 mit den entsprechenden (durch das Haftmittel 35 in Fig. 17 verborgenen) Elektrodenanschlüssen elektrisch zu ver binden, die auf der Haltebasis 31 ausgebildet sind, während die Detektionselektroden 11-1 und 11-2 voneinander elektrisch isoliert sind. Das heißt, das Haftmittel erlaubt, daß Ladun gen nur in der vertikalen Richtung bezüglich der Verbindungs flächen durchgehen, und erlaubt nicht, daß Ladungen in ir gendwelchen anderen Richtungen als der vertikalen Richtung fließen. Daher besteht keine Notwendigkeit, die Möglichkeit eines Kurzschlusses zwischen den benachbarten Elektroden zu berücksichtigen. Somit kann die Massenproduktivität weiter verbessert werden, und die Kosten können reduziert werden.

Sechzehnte Ausführungsform

Fig. 18A ist eine perspektivische Ansicht eines Beschleu nigungssensors gemäß einer sechzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die LNX-Schnittplatte 1 ist durch Lötkontakthügel 36A und 36B mit der Haltebasis 31 verbunden. Insbesondere sind die Detektionselektroden 11-1 und 11-2 mit den auf der Haltebasis 31 ausgebildeten Elektrodenanschlüssen durch die Lötkontakthügel 36B bzw. 36A elektrisch verbunden. Außerdem wirken die Lötkontakthügel 36A und 36B dahingehend, die LNX-Schnittplatte 1 durch die Haltebasis 31 mechanisch zu halten. In Fig. 18A sind zwei Lötkontakthügel 36B der Detek tionselektrode 11-2 zugeordnet, und zwei Lötkontakthügel 3GB sind der Detektionselektrode 11-1 zugeordnet. Die Lötkontakt hügel 36A und 36B sind voneinander elektrisch isoliert.

Fig. 18B zeigt eine Modifikation des in Fig. 18A gezeig ten Beschleunigungssensors. Die Lötkontakthügel 36A und 36B sind durch Schaumlötmittel 37A und 37B ersetzt, die durch ei nen Aufschmelzprozeß vorgesehen werden können.

Siebzehnte Ausführungsform

Fig. 19 ist eine perspektivische Ansicht eines Beschleu nigungssensors gemäß einer siebzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein biegsames Leiterplattenkabel 38 wird verwendet, um die elektrischen Signale von der LNX-Schnitt platte 1 aufzunehmen. Insbesondere enthält das bieg same Leiterplattenkabel 38 Drähte und Anschlüsse, die durch Punkte in Fig. 19 angegeben sind, welche Anschlüsse mit den Detektionselektroden 11-1 und 11-2 und der Erdungselektrode 13 verbunden sind. Die Erdungselektrode 14 ist wie z. B. in Fig. 12A gezeigt elektrisch verbunden. Die Verwendung des bieg samen Leiterplattenkabels 38 verbessert den Freiheitsgrad beim Verdrahten. Das biegsame Leiterplattenkabel 38 weist an dere Elektroden auf, die mit dem auf der Montagegruppe vorge sehenen Elektrodenanschlüssen verbunden werden sollen.

Achtzehnte Ausführungsform

Fig. 20 ist eine perspektivische Ansicht eines Beschleu nigungssensors gemäß einer achtzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Draht 39 wird verwendet, um die Erdungselektrode 13 und den auf der Haltebasis 31 gebildeten entsprechenden Elektrodenanschluß elektrisch zu verbinden. Der Draht 39 kann durch einen Bandbonder oder Drahtbonden vorgesehen werden. (Nicht dargestellte) Drähte können ähnlich verwendet werden, um Verbindungen zwischen den Detektions elektroden 11-1 und 11-2 und den auf der Haltebasis 31 ausge bildeten entsprechenden Elektrodenanschlüssen herzustellen. Solche Verbindungen können durch die elektrisch leitenden Haftmittel, Lötkontakthügel oder dergleichen hergestellt wer den.

Neunzehnte Ausführungsform

Fig. 21A, 21B und 21C sind perspektivische Ansichten ei nes Beschleunigungssensors gemäß einer neunzehnten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in Fig. 21A gezeigt ist, wird die LNX-Schnittplatte 1 durch die Haltebasis 31 auf irgendeine der oben erwähnten Arten gehalten und ist mit ihr elektrisch verbunden. Ein elektrisch leitendes Harz 41 ist ferner durch Vergießen oder dergleichen vorgesehen, um eine elektrische Verbindung zwischen der Erdungselektrode 13 und einem leitenden Muster (durch das leitende Harz 41 verdeckt) herzustellen, das auf der Montagegruppe 30 vorgesehen ist.

Wie in Fig. 21B gezeigt ist, wird z. B. das anistrope elektrisch leitende Haftmittel 35 verwendet, um elektrische und mechanische Verbindungen zwischen der LNX-Schnittplatte 1 und der Haltebasis 31 herzustellen. Selbst wenn das Haftmit tel 35 von den Verbindungsflächen überläuft, wird kein Pro blem auftreten, weil das Haftmittel 35 ein anisotropes Harz ist. Eine Erdungskontaktstelle 32 ist auf der inneren Boden fläche der Montagegruppe 30 vorgesehen und mit der Erdungs elektrode 13 durch das leitende Harz 41 elektrisch verbunden. Selbst wenn das leitende Harz 41 irgendeine der Detektions elektroden 11-1 und 11-2 berühren mag, wird kein Problem auf treten, weil das leitende Harz 41 anisotrop ist.

Fig. 21C zeigt eine Variation des in Fig. 21A und 21B ge zeigten Beschleunigungssensors. Eine Kontaktstelle 33 zum Er den ist auf der inneren Bodenfläche der Montagegruppe 30 vor gesehen. Eine Anschlußleitung 33A ist mit der Kontaktstelle 33 verbunden und ist mit der Erdungselektrode 14 auf irgend eine der oben erwähnten Arten elektrisch verbunden. Das ani sotrope elektrisch leitende Harz 41 verbindet die Erdungs elektroden 13 und 14. Daher ist es nicht länger notwendig, die in Fig. 12A gezeigte Methode zu verwenden, um die Elek troden 13 und 14 zu verbinden.

Gemäß der neunzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, durch die einfache Struktur unter Verwendung des leitenden Harzes 41 Rauschen zu reduzieren und somit das S/N-Verhältnis zu verbessern.

Zwanzigste Ausführungsform

Fig. 22A, 22B und 22C zeigen einen Beschleunigungssensor gemäß einer zwanzigsten Ausführungsform der vorliegenden Er findung.

Wie in Fig. 22A gezeigt ist, sind ein Vorverstärker PA und eine Detektionsschaltung DC zusammen mit der durch die Haltebasis 31 gehaltenen LNX-Schnittplatte 1 montiert. Der Vorverstärker PA und die Detektionsschaltung DC sind auf der inneren Bodenfläche der Montagegruppe 30 vorgesehen und be finden sich unter der LNX-Schnittplatte 1 so, daß sie Seite an Seite angeordnet sind. Da der Vorverstärker PA und die De tektionsschaltung DC montiert sind, können Verbindungen zwi schen diesen Bauelementen durch kurze Verdrahtungsleitungen hergestellt werden. Insbesondere kann die Verdrahtungsdistanz zwischen dem Vorverstärker PA und der Detektionsschaltung DC reduziert werden, so daß Rauschen sehr reduziert werden kann und das S/N-Verhältnis außerordentlich verbessert werden kann. Außerdem sind zusätzlich zu den obigen Vorteilen der Vorverstärker PA, die Detektionsschaltung DC und die LNX-Schnitt platte 1 in einer einzigen Montagegruppe 30 eingebaut, wodurch das kompakte Beschleunigungssensorsystem einschließ lich der Detektionsschaltung DC geschaffen werden kann.

Fig. 22B ist ein Schaltungsdiagramm des Vorverstärkers PA und der Detektionsschaltung DC. Der Vorverstärker PA ver stärkt die durch die Detektionselektroden 11-1 und 11-2 ein gefangenen elektrischen Signale mit Impedanzumwandlung. Der Vorverstärker PA enthält zwei Feldeffekttransistoren (FET), die mit den Detektionselektroden 11-1 bzw. 11-2 verbunden sind. Die Detektionsschaltung DC enthält einen Operationsver stärker, der als Differenzverstärker dient, der die elektri schen Signale von dem Verstärker PA verstärkt. Jeder der in Fig. 22B gezeigten FETs kann durch einen Verstärker unter Verwendung eines in Fig. 22C gezeigten Operationsverstärkers ersetzt werden.

Einundzwanzigste Ausführungsform

Fig. 23 ist eine Querschnittansicht eines vollkommen mon tierten Beschleunigungssensors gemäß einer einundzwanzigsten Ausführungform der vorliegenden Erfindung. Eine Montagegruppe 35 dichtet die Detektionsschaltung DC mit dem darin eingebau ten Vorverstärker PA und die durch die Haltebasis 31 gehalte ne LNX-Schnittplatte 1 hermetisch ab. Die Detektionsschaltung DC befindet sich unter der LNX-Schnittplatte 1.

Zweiundzwanzigste Ausführungsform

Fig. 24A und 24B zeigen einen Beschleunigungssensor gemäß einer zweiundzwanzigsten Ausführungsform der vorliegenden Er findung.

Bezugnehmend auf Fig. 24A ist eine Führungsbasis 36 zum Positionieren und Halten der LNX-Schnittplatte 1 auf der in neren Bodenfläche der Montagegruppe 30 vorgesehen. Die Füh rungsbasis 36 ist ein Aussparungsabschnitt, mit welchem die LNX-Schnittplatte 1 in Eingriff kommen kann. Elektrodenan schlüsse 36a und 36b sind im Aussparungsabschnitt der Füh rungsplatte 36 vorgesehen. Wenn die LNX-Schnittplatte 1 in den Aussparungsabschnitt der Führungsbasis 36 eingesetzt und an Ort und Stelle plaziert wird, sind die Detektionselektro den 11-1 und 11-2 der LNX-Schnittplatte 1 mit den Elektroden anschlüssen 36a und 36b in Kontakt gebracht.

Fig. 24B zeigt eine Führungsbasis 37a zum Positionieren und Halten der LNX-Schnittplatte 1. Eine Wand 37, die zwei, in den Längsrichtungen verlaufende Ränder der Montagegruppe 30 verbindet, ist ausgebildet. Die Führungsbasis 37a ist auf der Oberseite der Wand 37 vorgesehen, so daß ein Aussparungs abschnitt zum Unterbringen des Endes der LNX-Schnittplatte 1 definiert werden kann.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die konkret of fenbarten Ausführungsformen begrenzt, und Variationen und Mo difikationen können vorgenommen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Die vorliegende Anmeldung basiert auf der japanischen Prioritätsanmeldung Nr. 2000-42053, die am 28. Februar 2000 eingereicht wurde, deren Inhalte hiermit durch Bezugnahme miteinbezogen sind.

Claims

1. Beschleunigungssensor, aufweisend:
eine piezoelektrische Einzelplatte mit einem Gewichtteil und einem Detektionsteil.

2. Beschleunigungssensor nach Anspruch 1, ferner aufwei send:
eine Detektionselektrode, die auf einer ersten Oberfläche der piezoelektrischen Einzelplatte vorgesehen ist, wobei über die Detektionselektrode ein elektrisches Signal abgegeben wird, das durch eine auf den Gewichtteil ausgeübte Trägheits kraft hervorgerufen wird, die aus einer Beschleunigung resul tiert; und
eine Erdungselektrode, die auf einer zweiten Oberfläche der piezoelektrischen Einzelplatte vorgesehen ist, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt.

3. Beschleunigungssensor nach Anspruch 2, worin die De tektionselektrode zwei Elektrodenteile aufweist, die Seite an Seite in einer Richtung angeordnet sind, in der die Beschleu nigung auf den Beschleunigungssensor angewendet wird.

4. Beschleunigungssensor nach Anspruch 2, worin die De tektionselektrode zwei Elektrodenteile aufweist, die Seite an Seite in einer Richtung senkrecht zu einer anderen Richtung angeordnet sind, in der die Beschleunigung auf den Beschleu nigungssensor angewendet wird.

5. Beschleunigungssensor nach Anspruch 1, worin die pie zoelektrische Einzelplatte eine Haltestelle aufweist, die ei nen Schwerpunkt der piezoelektrischen Platte nicht enthält.

6. Beschleunigungssensor nach Anspruch 1, worin die pie zoelektrische Einzelplatte eine Haltestelle aufweist, die ei nen Schwerpunkt der piezoelektrischen Einzelplatte enthält.

7. Beschleunigungssensor nach Anspruch 1, worin die pie zoelektrische Einzelplatte eine Haltestelle aufweist, mit der die Detektionselektrode überlappt.

8. Beschleunigungssensor nach Anspruch 1, worin die pie zoelektrische Einzelplatte eine X-Schnittplatte aus LiNbO₃ ist.

9. Beschleunigungssensor nach Anspruch 2, ferner aufwei send eine weitere Erdungselektrode, die auf der ersten Ober fläche der piezoelektrischen Einzelplatte vorgesehen ist.

10. Beschleunigungssensor nach Anspruch 2, worin die Er dungselektrode dicker als die Detektionselektrode ist.

11. Beschleunigungssensor nach Anspruch 2, worin die De tektionselektrode und die Erdungselektroden jeweilige Dichten aufweisen, die größer als eine Dichte der piezoelektrischen Einzelplatte sind.

12. Beschleunigungssensor nach Anspruch 9, ferner aufwei send ein elektrisch leitendes Harz, das die Erdungselektrode und die andere Erdungselektrode elektrisch verbindet.

13. Beschleunigungssensor nach Anspruch 9, ferner aufwei send ein isolierendes Harz, das in einer Rille vorgesehen ist, die die Detektionselektrode und die andere Erdungs elektrode voneinander trennt.

14. Beschleunigungssensor nach Anspruch 2, ferner aufwei send:
eine Montagegruppe, an der die piezoelektrische Einzel platte angebracht ist;
einen auf der Montagegruppe vorgesehenen Elektrodenan schluß; und
ein elektrisch leitendes Haftmittel, das die piezoelek trische Einzelplatte an der Montagegruppe anbringt und die Detektionselektrode und den Elektrodenanschluß elektrisch verbindet.

15. Beschleunigungssensor nach Anspruch 2, ferner aufwei send:
eine Montagegruppe, an der die piezoelektrische Einzel platte angebracht ist;
einen auf der Montagegruppe vorgesehenen Elektrodenan schluß; und
ein anisotropes elektrisch leitendes Haftmittel, das die piezoelektrische Einzelplatte an der Montagegruppe anbringt und die Detektionselektrode und den Elektrodenanschluß elek trisch verbindet.

16. Beschleunigungssensor nach Anspruch 2, ferner aufwei send ein biegsames Leiterplattenkabel, mit dem die Detek tionselektrode und die Erdungselektrode verbunden sind.

17. Beschleunigungssensor nach Anspruch 2, ferner aufwei send Drähte, die die Detektionselektrode und die Erdungselek troden mit Elektrodenanschlüssen verbinden, die auf einem Element ausgebildet sind, durch das die piezoelektrische Ein zelplatte gehalten wird.

18. Beschleunigungssensor nach Anspruch 2, ferner aufwei send:
eine Montagegruppe, die die piezoelektrische Einzelplatte unterbringt; und
ein elektrisch leitendes Harz, welches die Erdungselek trode mit einem auf der Montagegruppe vorgesehenen Elektro denanschluß elektrisch verbindet.

19. Beschleunigungssensor nach Anspruch 1, ferner aufwei send:
eine elektrische Schaltung, die ein von der piezoelektri schen Einzelplatte abgegebenes elektrisches Signal verarbei tet; und
eine Montagegruppe, welche die elektrische Schaltung und die piezoelektrische Einzelplatte unterbringt.

20. Beschleunigungssensor nach Anspruch 19, worin die Montagegruppe mit einer Führungsbasis versehen ist, die die piezoelektrische Montageplatte positioniert und hält.

21. Beschleunigungssensor nach Anspruch 19, worin die elektrische Schaltung sich unter der piezoelektrischen Ein zelplatte befindet.