JP2003344445A - 慣性力センサ - Google Patents
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- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/125—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by capacitive pick-up
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- G01P2015/0808—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate
- G01P2015/0811—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate for one single degree of freedom of movement of the mass
- G01P2015/0814—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate for one single degree of freedom of movement of the mass for translational movement of the mass, e.g. shuttle type
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 慣性力による過度の変位に伴うセンサの損傷
を防止して、信頼性を向上させた慣性力センサを提供す
ること。 【解決手段】 可動電極部の変位を抑制するストッパー
部を、一対の可動部用梁部の外側の四隅に設ける一方、
可動電極部に突設された可動側片持ち梁と、可動部用支
持部あるいは固定部用支持部から突設された固定側片持
ち梁と、から成るダンパ部を、可動電極部が可動部用支
持部及び固定部用支持部に当接するに先立って、可動側
片持ち梁と固定側片持ち梁とが互いに接触するように配
設した。
を防止して、信頼性を向上させた慣性力センサを提供す
ること。 【解決手段】 可動電極部の変位を抑制するストッパー
部を、一対の可動部用梁部の外側の四隅に設ける一方、
可動電極部に突設された可動側片持ち梁と、可動部用支
持部あるいは固定部用支持部から突設された固定側片持
ち梁と、から成るダンパ部を、可動電極部が可動部用支
持部及び固定部用支持部に当接するに先立って、可動側
片持ち梁と固定側片持ち梁とが互いに接触するように配
設した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁体基板の上に
シリコン構造体を所持する慣性力センサに関し、さらに
詳しくは、自動車の姿勢制御やエアバッグシステムの衝
突検知に使用される加速度センサや角速度センサに関す
る。
シリコン構造体を所持する慣性力センサに関し、さらに
詳しくは、自動車の姿勢制御やエアバッグシステムの衝
突検知に使用される加速度センサや角速度センサに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図１０は、従来の慣性力センサＩの構造
の一例を示す分解斜視図である。慣性力センサＩは、シ
リコン構造体２と、表面に空隙部を形成する凹部７ａを
有する下ガラス基板７と、表面に凹部６ａを有する上ガ
ラス基板６とから成る。慣性力センサは、凹部６ａと凹
部７ａとが対向するように、シリコン構造体２を下ガラ
ス基板７と上ガラス基板６とで挟むように接合した構造
を有し、慣性力センサは気密封止されている。ここで、
上ガラス基板６は、基板を貫通する外部回路接続用の電
極取出し部８，９を有し、その電極取出し部８，９はシ
リコン構造体２の金属電極３３１，４２１とそれぞれ接
触し、電気的に導通している。なお、上ガラス基板６の
凹部６ａの表面には金属膜１０が設けられており、シリ
コン構造体２と上ガラス基板６とを陽極接合する際に、
後述の可動電極部が上ガラス基板に付着する（スティキ
ング）のを防止する役割を果たす。
の一例を示す分解斜視図である。慣性力センサＩは、シ
リコン構造体２と、表面に空隙部を形成する凹部７ａを
有する下ガラス基板７と、表面に凹部６ａを有する上ガ
ラス基板６とから成る。慣性力センサは、凹部６ａと凹
部７ａとが対向するように、シリコン構造体２を下ガラ
ス基板７と上ガラス基板６とで挟むように接合した構造
を有し、慣性力センサは気密封止されている。ここで、
上ガラス基板６は、基板を貫通する外部回路接続用の電
極取出し部８，９を有し、その電極取出し部８，９はシ
リコン構造体２の金属電極３３１，４２１とそれぞれ接
触し、電気的に導通している。なお、上ガラス基板６の
凹部６ａの表面には金属膜１０が設けられており、シリ
コン構造体２と上ガラス基板６とを陽極接合する際に、
後述の可動電極部が上ガラス基板に付着する（スティキ
ング）のを防止する役割を果たす。
【０００３】次に、図１１に示すように、シリコン構造
体２は、機能部としての可動部３と固定部４と、その２
つの機能部の周囲に設けられて、機能部を保護する枠部
５と、から成っている。可動部３は、可動電極部３１
と、可動電極部３１を宙支する一対の梁部３２と、梁部
３２を支持し下ガラス基板７に接合された一対の支持部
３３，３３とから成っている。ここで、可動電極部３１
は、基部３１１と、基部３１１の長手方向両側に等間隔
で配設され基部３１１から凹部７ａ上に張出した複数の
片持ち梁電極３１２ａからなる可動部用櫛状電極部３１
２と、基部３１１の両端部に連接されて、慣性力による
可動部３の変位を促進させる一対の錘部３１３,３１３
と、からなり、これらが一体形成されている。
体２は、機能部としての可動部３と固定部４と、その２
つの機能部の周囲に設けられて、機能部を保護する枠部
５と、から成っている。可動部３は、可動電極部３１
と、可動電極部３１を宙支する一対の梁部３２と、梁部
３２を支持し下ガラス基板７に接合された一対の支持部
３３，３３とから成っている。ここで、可動電極部３１
は、基部３１１と、基部３１１の長手方向両側に等間隔
で配設され基部３１１から凹部７ａ上に張出した複数の
片持ち梁電極３１２ａからなる可動部用櫛状電極部３１
２と、基部３１１の両端部に連接されて、慣性力による
可動部３の変位を促進させる一対の錘部３１３,３１３
と、からなり、これらが一体形成されている。
【０００４】一方、一対の固定部４，４は、それぞれ、
固定電極部４１と、固定電極部４１を支持し下ガラス基
板７に接合された支持部４２と、からなっている。さら
に、固定電極部４１は、凹部７ａ上に張出して、可動電
極部３１の複数の片持ち梁電極３１２ａと微小間隔を介
して対向するように配設された複数の片持ち梁電極４１
１ａからなる固定部用櫛状電極部４１１を有している。
そして、一対の対向する片持ち梁電極３１２ａと４１１
ａとは、容量電極を構成している。
固定電極部４１と、固定電極部４１を支持し下ガラス基
板７に接合された支持部４２と、からなっている。さら
に、固定電極部４１は、凹部７ａ上に張出して、可動電
極部３１の複数の片持ち梁電極３１２ａと微小間隔を介
して対向するように配設された複数の片持ち梁電極４１
１ａからなる固定部用櫛状電極部４１１を有している。
そして、一対の対向する片持ち梁電極３１２ａと４１１
ａとは、容量電極を構成している。
【０００５】また、１１は、可動部３が慣性力の方向に
過度に変位するのを抑制する第１のストッパー部であ
り、錘部３１３の角部からなる可動突部３１３ａと、支
持部４２に配設された固定突部４２ａと、からなってい
る。可動部３の変位時に、可動突部３１３ａと、支持部
４２の固定突部４２ａとが接触することにより、過度の
変位を抑制する。また、１２は、１１と同様の機能を果
たす第２のストッパー部であり、錘部３１３の角部から
なる可動突部３１３ａと、支持部３３に配設された突部
からなる固定突部３３ａとからなっている。なお、スト
ッパー部を設けた例として、カンチレバー（Cantileve
r）方式の加速度センサが特開平６−３０８１５１号公
報、特開平８−４３４３６号公報、特開平１１−９４８
７２号公報などに開示されている。
過度に変位するのを抑制する第１のストッパー部であ
り、錘部３１３の角部からなる可動突部３１３ａと、支
持部４２に配設された固定突部４２ａと、からなってい
る。可動部３の変位時に、可動突部３１３ａと、支持部
４２の固定突部４２ａとが接触することにより、過度の
変位を抑制する。また、１２は、１１と同様の機能を果
たす第２のストッパー部であり、錘部３１３の角部から
なる可動突部３１３ａと、支持部３３に配設された突部
からなる固定突部３３ａとからなっている。なお、スト
ッパー部を設けた例として、カンチレバー（Cantileve
r）方式の加速度センサが特開平６−３０８１５１号公
報、特開平８−４３４３６号公報、特開平１１−９４８
７２号公報などに開示されている。
【０００６】また、図１２は、図１１のＸＩＩ-ＸＩ
Ｉ′線に沿った縦断面図であり、シリコン構造体２が上
ガラス基板６と下ガラス基板７とに接合された状態を示
している。
Ｉ′線に沿った縦断面図であり、シリコン構造体２が上
ガラス基板６と下ガラス基板７とに接合された状態を示
している。
【０００７】ここで、シリコンを加工してシリコン構造
体を形成するには、誘導結合型プラズマ（ICP）を活性
源として用いる反応性イオンエッチング（以下ICP-RIE
と称す。）が使用されている。ICP-RIE法では、シリコ
ンの結晶方位によるエッチング異方性が起こらないの
で、従来のアルカリ・ウェット法に比べ、シリコン構造
体の形状の設計自由度を格段に増大させることができ、
精度の高いエッチングが可能である。例えば、ICP-RIE
法を用いて角速度センサを作製した例が、S. Kobayashi
et al., "Double-frame Silicon Gyroscope Packaged
Under Low PressureBy Wafer Bonding", Proc. of Tran
sducers '99, pp.910-913、に記載されている。
体を形成するには、誘導結合型プラズマ（ICP）を活性
源として用いる反応性イオンエッチング（以下ICP-RIE
と称す。）が使用されている。ICP-RIE法では、シリコ
ンの結晶方位によるエッチング異方性が起こらないの
で、従来のアルカリ・ウェット法に比べ、シリコン構造
体の形状の設計自由度を格段に増大させることができ、
精度の高いエッチングが可能である。例えば、ICP-RIE
法を用いて角速度センサを作製した例が、S. Kobayashi
et al., "Double-frame Silicon Gyroscope Packaged
Under Low PressureBy Wafer Bonding", Proc. of Tran
sducers '99, pp.910-913、に記載されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者らは、従来の慣性力センサに、以下の問題があること
を見出した。図１３は、過度の慣性力Ｆが加わった時
の、慣性力センサＩの状態の一例を示す模式平面図であ
る。図面左側の第１のストッパー部１１を構成する可動
突部３１３ａと固定突部４２ａとが接触する一方、図面
左側の第２のストッパー部１２を構成する可動突部３１
３ａと固定突部３３ａとが接触して、可動部３の慣性力
Ｆに対する過度の変位が抑制されている。さらに、図１
４と図１５は、それぞれ、図１３の第１ストッパー部１
１と第２ストッパー部１２を拡大した模式平面図であ
る。図１４に示すように、第１のストッパー部１１にお
いて、可動突部３１３ａと固定突部４２ａとが、接触時
の衝撃により破損する場合があった。これにより、可動
部３にクラックが発生したり、生成したシリコンの破片
がシリコン構造体の微小間隙に取り込まれたりして、セ
ンサの誤作動や動作不良による信頼性低下が起きるとい
う問題があった。また、図１５に示すように、第２のス
トッパー部１２において、上述の第１のストッパー部１
１と同様な問題が発生する。また、可動電極部３１の錘
部３１３の角部が、固定電極部４１の先端部の片持ち梁
電極４１１ａに衝突して、片持ち梁電極４１１ａを切断
することもあり、これにより、センサの誤作動や動作不
良による信頼性低下が起きるという問題もあった。
者らは、従来の慣性力センサに、以下の問題があること
を見出した。図１３は、過度の慣性力Ｆが加わった時
の、慣性力センサＩの状態の一例を示す模式平面図であ
る。図面左側の第１のストッパー部１１を構成する可動
突部３１３ａと固定突部４２ａとが接触する一方、図面
左側の第２のストッパー部１２を構成する可動突部３１
３ａと固定突部３３ａとが接触して、可動部３の慣性力
Ｆに対する過度の変位が抑制されている。さらに、図１
４と図１５は、それぞれ、図１３の第１ストッパー部１
１と第２ストッパー部１２を拡大した模式平面図であ
る。図１４に示すように、第１のストッパー部１１にお
いて、可動突部３１３ａと固定突部４２ａとが、接触時
の衝撃により破損する場合があった。これにより、可動
部３にクラックが発生したり、生成したシリコンの破片
がシリコン構造体の微小間隙に取り込まれたりして、セ
ンサの誤作動や動作不良による信頼性低下が起きるとい
う問題があった。また、図１５に示すように、第２のス
トッパー部１２において、上述の第１のストッパー部１
１と同様な問題が発生する。また、可動電極部３１の錘
部３１３の角部が、固定電極部４１の先端部の片持ち梁
電極４１１ａに衝突して、片持ち梁電極４１１ａを切断
することもあり、これにより、センサの誤作動や動作不
良による信頼性低下が起きるという問題もあった。
【０００９】そこで、本発明は、上記課題を解決し、慣
性力による過度の変位に伴うセンサの損傷を防止して、
信頼性を向上させた慣性力センサを提供することを目的
とした。
性力による過度の変位に伴うセンサの損傷を防止して、
信頼性を向上させた慣性力センサを提供することを目的
とした。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の慣性力センサは、絶縁性基板と、該絶縁性基板
との間に空隙部を設けて接合されたシリコン構造体と、
から成り、該シリコン構造体は可動部と固定部とを備
え、上記可動部が、慣性力の方向に変位可能な可動電極
部と、該可動電極部の両端に連接され可動電極部を上記
空隙部の上に宙支する一対の可動部用梁部と、該可動部
用梁部を支持し上記絶縁性基板に接合された一対の可動
部用支持部と、を有し、上記固定部が、上記可動電極部
に対向して配置された固定電極部と、該固定電極部を支
持し上記絶縁性基板に接合された固定部用支持部と、を
有する慣性力センサであって、上記可動電極部と、上記
可動部用支持部及び固定部用支持部と、を当接させて、
可動電極部の変位を抑制するストッパー部を、上記一対
の可動部用梁部の外側の四隅に設ける一方、可動電極部
に突設され上記空隙部に張出した可動側片持ち梁と、可
動部用支持部あるいは固定部用支持部から突設され上記
空隙部に張出した固定側片持ち梁と、から成るダンパ部
を、可動電極部が可動部用支持部及び固定部用支持部に
当接するに先立って、可動側片持ち梁と固定側片持ち梁
とが互いに接触するように各ストッパー部の近傍に配設
して成ることを特徴とする。
本発明の慣性力センサは、絶縁性基板と、該絶縁性基板
との間に空隙部を設けて接合されたシリコン構造体と、
から成り、該シリコン構造体は可動部と固定部とを備
え、上記可動部が、慣性力の方向に変位可能な可動電極
部と、該可動電極部の両端に連接され可動電極部を上記
空隙部の上に宙支する一対の可動部用梁部と、該可動部
用梁部を支持し上記絶縁性基板に接合された一対の可動
部用支持部と、を有し、上記固定部が、上記可動電極部
に対向して配置された固定電極部と、該固定電極部を支
持し上記絶縁性基板に接合された固定部用支持部と、を
有する慣性力センサであって、上記可動電極部と、上記
可動部用支持部及び固定部用支持部と、を当接させて、
可動電極部の変位を抑制するストッパー部を、上記一対
の可動部用梁部の外側の四隅に設ける一方、可動電極部
に突設され上記空隙部に張出した可動側片持ち梁と、可
動部用支持部あるいは固定部用支持部から突設され上記
空隙部に張出した固定側片持ち梁と、から成るダンパ部
を、可動電極部が可動部用支持部及び固定部用支持部に
当接するに先立って、可動側片持ち梁と固定側片持ち梁
とが互いに接触するように各ストッパー部の近傍に配設
して成ることを特徴とする。
【００１１】本発明によれば、ダンパ部を構成する可動
側片持ち梁と、固定側片持ち梁とを、ストッパー部に先
立って接触させるようにしたので、衝撃等による過度の
慣性力を片持ち梁が弾性変形することにより吸収して、
ストッパー部に対する衝撃を低減させることができる。
これにより、ストッパー部の損傷を防止して、慣性力セ
ンサの信頼性を向上させることが可能となる。
側片持ち梁と、固定側片持ち梁とを、ストッパー部に先
立って接触させるようにしたので、衝撃等による過度の
慣性力を片持ち梁が弾性変形することにより吸収して、
ストッパー部に対する衝撃を低減させることができる。
これにより、ストッパー部の損傷を防止して、慣性力セ
ンサの信頼性を向上させることが可能となる。
【００１２】また、本発明に係る慣性力センサには、可
動側片持ち梁と固定側片持ち梁とが、可動電極の変位方
向に対して概ね垂直に配置されているものを用いること
ができる。
動側片持ち梁と固定側片持ち梁とが、可動電極の変位方
向に対して概ね垂直に配置されているものを用いること
ができる。
【００１３】また、本発明に係る慣性力センサには、可
動側片持ち梁と固定側片持ち梁との間隔が、ストッパー
部における可動電極部と、可動部用支持部及び固定部用
支持部との間隔よりも小さいものを用いることができ
る。
動側片持ち梁と固定側片持ち梁との間隔が、ストッパー
部における可動電極部と、可動部用支持部及び固定部用
支持部との間隔よりも小さいものを用いることができ
る。
【００１４】また、本発明に係る慣性力センサには、可
動電極部が、長手方向の両側に、空隙部に張出した複数
の片持ち梁電極から成る可動部用櫛状電極部を有し、固
定電極部が、空隙部に張出した複数の片持ち梁電極から
成る固定部用櫛状電極部を有し、可動部用櫛状電極部と
固定部用櫛状電極部の複数の片持ち梁電極が互いに微小
隙間を介して対向するように配設されており、可動部用
櫛状電極部と固定部用櫛状電極部の対向する少なくとも
一対の片持ち梁電極を、残部の片持ち梁電極よりも剛性
を高めて、ダンパ部としたものを用いることができる。
動電極部が、長手方向の両側に、空隙部に張出した複数
の片持ち梁電極から成る可動部用櫛状電極部を有し、固
定電極部が、空隙部に張出した複数の片持ち梁電極から
成る固定部用櫛状電極部を有し、可動部用櫛状電極部と
固定部用櫛状電極部の複数の片持ち梁電極が互いに微小
隙間を介して対向するように配設されており、可動部用
櫛状電極部と固定部用櫛状電極部の対向する少なくとも
一対の片持ち梁電極を、残部の片持ち梁電極よりも剛性
を高めて、ダンパ部としたものを用いることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、本実施の
形態に係る慣性力センサを構成するシリコン構造体の構
造の一例を示す模式的な平面図である。シリコン構造体
２は、機能部としての可動部３と固定部４と、その２つ
の機能部周囲に設けられて、機能部を保護する枠部５
と、から成っている。可動部３は、可動電極部３１と、
可動電極部３１を宙支する一対の梁部３２と、梁部３２
を支持し下ガラス基板７に接合された一対の支持部３
３，３３とから成っている。ここで、可動電極部３１
は、基部３１１と、基部３１１の長手方向両側に等間隔
で配設され基部３１１から凹部７ａ上に張出した複数の
片持ち梁電極３１２ａからなる櫛状電極部３１２と、基
部３１１の両端部に連接されて、慣性力による可動部３
の変位を促進させる一対の錘部３１３,３１３と、から
なり、これらが一体形成されている。
形態に係る慣性力センサを構成するシリコン構造体の構
造の一例を示す模式的な平面図である。シリコン構造体
２は、機能部としての可動部３と固定部４と、その２つ
の機能部周囲に設けられて、機能部を保護する枠部５
と、から成っている。可動部３は、可動電極部３１と、
可動電極部３１を宙支する一対の梁部３２と、梁部３２
を支持し下ガラス基板７に接合された一対の支持部３
３，３３とから成っている。ここで、可動電極部３１
は、基部３１１と、基部３１１の長手方向両側に等間隔
で配設され基部３１１から凹部７ａ上に張出した複数の
片持ち梁電極３１２ａからなる櫛状電極部３１２と、基
部３１１の両端部に連接されて、慣性力による可動部３
の変位を促進させる一対の錘部３１３,３１３と、から
なり、これらが一体形成されている。
【００１６】一方、一対の固定部４，４は、それぞれ、
固定電極部４１と、固定電極部４１を支持し下ガラス基
板７に接合された支持部４２と、からなっている。さら
に、固定電極部４１は、凹部７ａ上に張出して、可動電
極部３１の複数の片持ち梁電極３１２ａと微小間隔を介
して対向するように配設された複数の片持ち梁電極４１
１ａを有している。
固定電極部４１と、固定電極部４１を支持し下ガラス基
板７に接合された支持部４２と、からなっている。さら
に、固定電極部４１は、凹部７ａ上に張出して、可動電
極部３１の複数の片持ち梁電極３１２ａと微小間隔を介
して対向するように配設された複数の片持ち梁電極４１
１ａを有している。
【００１７】また、１１は、可動部３が慣性力の方向に
過度に変位するのを抑制する第１のストッパー部であ
り、錘部３１３の可動突部３１３ａと、支持部４２に配
設された固定突部４２ａと、からなっている。また、１
２は、１１と同様の機能を果たす第２のストッパー部で
あり、錘部３１３の可動突部３１３ａと、支持部３３に
配設された固定突部３３ａとからなっている。第１及び
第２のストッパー部は、可動部３の変位時に、可動突部
３１３ａと、固定突部４２ａあるいは固定突部３３ａと
が接触することにより、過度の変位を抑制する。上記の
ように、第１のストッパー部１１，１１及び第２のスト
ッパー部１２，１２は、可動部用梁部３２の外側の、可
動電極部３１の四隅に配置されており、過度の慣性力に
より可動電極部３１が左右いずれの方向に変位しても、
変位を抑制することが可能な構成となっている。
過度に変位するのを抑制する第１のストッパー部であ
り、錘部３１３の可動突部３１３ａと、支持部４２に配
設された固定突部４２ａと、からなっている。また、１
２は、１１と同様の機能を果たす第２のストッパー部で
あり、錘部３１３の可動突部３１３ａと、支持部３３に
配設された固定突部３３ａとからなっている。第１及び
第２のストッパー部は、可動部３の変位時に、可動突部
３１３ａと、固定突部４２ａあるいは固定突部３３ａと
が接触することにより、過度の変位を抑制する。上記の
ように、第１のストッパー部１１，１１及び第２のスト
ッパー部１２，１２は、可動部用梁部３２の外側の、可
動電極部３１の四隅に配置されており、過度の慣性力に
より可動電極部３１が左右いずれの方向に変位しても、
変位を抑制することが可能な構成となっている。
【００１８】また、１３は、第１のストッパー部１１の
衝撃を低減する第１のダンパ部であり、可動部用梁部３
２の外側に、可動部用梁部３２に平行に突設された可動
側片持ち梁３１３ｂと、可動側片持ち梁３１３ｂと平行
に対向するように固定部用支持部４２に突設された固定
側片持ち梁４２ｂと、からなっている。また、１４は、
第２のストッパー部１２の衝撃を低減する第２のダンパ
部であり、可動部用梁部３２の内側に、可動部用梁部３
２に平行に突設された可動側片持ち梁３１３ｃと、可動
側片持ち梁３１３ｃと平行に対向するように可動部用支
持部３３に突設された固定側片持ち梁３３ｂと、からな
っている。
衝撃を低減する第１のダンパ部であり、可動部用梁部３
２の外側に、可動部用梁部３２に平行に突設された可動
側片持ち梁３１３ｂと、可動側片持ち梁３１３ｂと平行
に対向するように固定部用支持部４２に突設された固定
側片持ち梁４２ｂと、からなっている。また、１４は、
第２のストッパー部１２の衝撃を低減する第２のダンパ
部であり、可動部用梁部３２の内側に、可動部用梁部３
２に平行に突設された可動側片持ち梁３１３ｃと、可動
側片持ち梁３１３ｃと平行に対向するように可動部用支
持部３３に突設された固定側片持ち梁３３ｂと、からな
っている。
【００１９】ここで、本センサが検知する加速度の方向
は、図１中の矢印Ｆの方向である。複数の片持ち梁で構
成された可動部用櫛状電極部３１２と固定部用櫛状電極
部４１１は、限られたセンサ面積内で、静電容量変化に
比例する電極の対向面積を極力大きくすることに寄与す
る。加速度が加わると、可動電極部３１の基部３１１が
矢印Ｆの方向（主軸方向）に変位し、櫛状電極部３１２
の片持ち梁電極３１２ａと櫛状電極部４１１の片持ち梁
電極４１１ａの間隔が変化する。この間隔の変化は静電
容量の変化をもたらす。この静電容量の変化はセンサ外
部のＣ−Ｖ変換器を介して加速度に比例した電圧として
出力される。
は、図１中の矢印Ｆの方向である。複数の片持ち梁で構
成された可動部用櫛状電極部３１２と固定部用櫛状電極
部４１１は、限られたセンサ面積内で、静電容量変化に
比例する電極の対向面積を極力大きくすることに寄与す
る。加速度が加わると、可動電極部３１の基部３１１が
矢印Ｆの方向（主軸方向）に変位し、櫛状電極部３１２
の片持ち梁電極３１２ａと櫛状電極部４１１の片持ち梁
電極４１１ａの間隔が変化する。この間隔の変化は静電
容量の変化をもたらす。この静電容量の変化はセンサ外
部のＣ−Ｖ変換器を介して加速度に比例した電圧として
出力される。
【００２０】次に、図２〜図４を用いて、本実施の形態
に係る慣性力センサの製造方法の一例を説明する。図２
（ａ）〜図２（ｄ）に示す工程では、シリコン基板の表
面が加工される。図２（ｅ）〜図２（ｇ）に示す工程で
は、下ガラス基板に凹部が形成される。図３（ａ）〜図
３（ｃ）に示す工程でシリコン基板と下ガラス基板とが
接合され、さらにシリコン基板が加工され梁状構造を有
するシリコン構造体が形成される。図３（ｅ）〜図３
（ｇ）に示す工程では、上ガラス基板に凹部が形成され
るとともに、凹部内にステッキング防止の金属膜が形成
される。そして、図４（ａ）から図４（ｂ）に示す工程
では、加工された上ガラス基板がシリコン構造体の上に
接合され、上ガラス基板には電極取出し部が形成され、
次いで、ダイシングにより個々のセンサに分離されて、
慣性力センサが作製される。ここで、シリコン基板の表
面とは下ガラス基板と接合する側の面をいう。
に係る慣性力センサの製造方法の一例を説明する。図２
（ａ）〜図２（ｄ）に示す工程では、シリコン基板の表
面が加工される。図２（ｅ）〜図２（ｇ）に示す工程で
は、下ガラス基板に凹部が形成される。図３（ａ）〜図
３（ｃ）に示す工程でシリコン基板と下ガラス基板とが
接合され、さらにシリコン基板が加工され梁状構造を有
するシリコン構造体が形成される。図３（ｅ）〜図３
（ｇ）に示す工程では、上ガラス基板に凹部が形成され
るとともに、凹部内にステッキング防止の金属膜が形成
される。そして、図４（ａ）から図４（ｂ）に示す工程
では、加工された上ガラス基板がシリコン構造体の上に
接合され、上ガラス基板には電極取出し部が形成され、
次いで、ダイシングにより個々のセンサに分離されて、
慣性力センサが作製される。ここで、シリコン基板の表
面とは下ガラス基板と接合する側の面をいう。
【００２１】以下、各工程について、詳細に説明する。
図２（ａ）に示す工程では、表面に1μｍの熱酸化膜２
１を有するシリコンウエハであるシリコン基板２０（厚
さ４００μｍ）を用意する。図２（ｂ）に示す工程で
は、シリコン基板２０の一方の面の熱酸化膜２１をバッ
ファードフッ酸で除去する。図２（ｃ）に示す工程で
は、シリコン基板２０の熱酸化膜を除去した面に、写真
製版により支持部の形状に応じたレジストからなる第１
のマスク層２２を形成する。図２（ｄ）に示す工程で
は、ICP-RIE法によるドライエッチングにより第１のマ
スク層２２を有するシリコン基板２０が深さ２５０μｍ
までエッチングされる。その後、表面に残るレジストが
除去される。
図２（ａ）に示す工程では、表面に1μｍの熱酸化膜２
１を有するシリコンウエハであるシリコン基板２０（厚
さ４００μｍ）を用意する。図２（ｂ）に示す工程で
は、シリコン基板２０の一方の面の熱酸化膜２１をバッ
ファードフッ酸で除去する。図２（ｃ）に示す工程で
は、シリコン基板２０の熱酸化膜を除去した面に、写真
製版により支持部の形状に応じたレジストからなる第１
のマスク層２２を形成する。図２（ｄ）に示す工程で
は、ICP-RIE法によるドライエッチングにより第１のマ
スク層２２を有するシリコン基板２０が深さ２５０μｍ
までエッチングされる。その後、表面に残るレジストが
除去される。
【００２２】次いで、図２（ｅ）に示す工程では、下ガ
ラス基板７（厚さ４００μｍ）を用意する。図２（ｆ）
に示す工程では、下ガラス基板７の表面を写真製版し、
凹部形成用のレジストからなるマスク層２３を形成す
る。図２（ｇ）に示す工程では、フッ酸１０％水溶液に
より下ガラス基板７の表面を２０μｍエッチングして、
凹部７ａを形成する。この凹部７ａは、シリコン基板２
０と下ガラス基板２とを接合させた時の空隙部を構成す
る。
ラス基板７（厚さ４００μｍ）を用意する。図２（ｆ）
に示す工程では、下ガラス基板７の表面を写真製版し、
凹部形成用のレジストからなるマスク層２３を形成す
る。図２（ｇ）に示す工程では、フッ酸１０％水溶液に
より下ガラス基板７の表面を２０μｍエッチングして、
凹部７ａを形成する。この凹部７ａは、シリコン基板２
０と下ガラス基板２とを接合させた時の空隙部を構成す
る。
【００２３】次いで、図３（ａ）に示す工程では、下ガ
ラス基板７の表面とシリコン基板２０の表面とを陽極接
合法を用いて接合する。図３（ｂ）に示す工程では、シ
リコン基板２０の裏面が写真製版され、レジストからな
る第２のマスク層２４が形成される。その後、電子サイ
クロトロン共鳴反応性イオンエッチイング法（以下、EC
R-RIE法と略す。）により熱酸化膜２１１が形成され
る。次いで、図３（ｃ）に示す工程では、第２のマスク
層２４と熱酸化膜２１１とをマスクにして、ICP-RIE法
によりシリコン基板２０の裏面を少なくとも１５０μｍ
の深さエッチングする。これにより、シリコン基板２０
を貫通させ、可動部３、固定部４、そして枠体５を形成
する。可動電極部３１の片持ち梁電極３１２ａと、固定
電極部４１の片持ち梁電極４１１ａとは、互いに微小隙
間を介して対向するように、かつ、その微小隙間が交互
に巾広と巾狭を繰り返すように形成する。その後、シリ
コン基板２０の裏面に残る熱酸化膜２１はECR-RIE法に
より除去される。なお、エッチングの深さ１５０μｍ
は、シリコン基板２０の厚さ４００μｍから、図２
（ｄ）に示す工程におけるエッチング深さ２５０μｍを
差し引いて求められる。
ラス基板７の表面とシリコン基板２０の表面とを陽極接
合法を用いて接合する。図３（ｂ）に示す工程では、シ
リコン基板２０の裏面が写真製版され、レジストからな
る第２のマスク層２４が形成される。その後、電子サイ
クロトロン共鳴反応性イオンエッチイング法（以下、EC
R-RIE法と略す。）により熱酸化膜２１１が形成され
る。次いで、図３（ｃ）に示す工程では、第２のマスク
層２４と熱酸化膜２１１とをマスクにして、ICP-RIE法
によりシリコン基板２０の裏面を少なくとも１５０μｍ
の深さエッチングする。これにより、シリコン基板２０
を貫通させ、可動部３、固定部４、そして枠体５を形成
する。可動電極部３１の片持ち梁電極３１２ａと、固定
電極部４１の片持ち梁電極４１１ａとは、互いに微小隙
間を介して対向するように、かつ、その微小隙間が交互
に巾広と巾狭を繰り返すように形成する。その後、シリ
コン基板２０の裏面に残る熱酸化膜２１はECR-RIE法に
より除去される。なお、エッチングの深さ１５０μｍ
は、シリコン基板２０の厚さ４００μｍから、図２
（ｄ）に示す工程におけるエッチング深さ２５０μｍを
差し引いて求められる。
【００２４】一方、図３（ｄ）に示す工程では、上ガラ
ス基板６（厚さ４００μｍ）を用意する。図３（ｅ）に
示す工程では、上ガラス基板６の表面を写真製版し、凹
部形成用のレジストからなるマスク層２５を形成する。
図３（ｆ）に示す工程では、フッ酸１０％水溶液により
上ガラス基板６の表面を２０μｍエッチングして、凹部
６ａを形成する。この凹部６ａは、シリコン基板２０と
上ガラス基板６とを接合させた時の空隙部を構成する。
その後、凹部６ａの表面にスパッタ法等でＣｒ膜を成膜
し、写真製版によりＣｒからなるスティッキング防止膜
１０を形成する（図３（ｇ））。そして、上ガラス基板
６に、サンドブラストにより貫通孔からなる電極引き出
し部８，９を設ける(図３（ｈ））。
ス基板６（厚さ４００μｍ）を用意する。図３（ｅ）に
示す工程では、上ガラス基板６の表面を写真製版し、凹
部形成用のレジストからなるマスク層２５を形成する。
図３（ｆ）に示す工程では、フッ酸１０％水溶液により
上ガラス基板６の表面を２０μｍエッチングして、凹部
６ａを形成する。この凹部６ａは、シリコン基板２０と
上ガラス基板６とを接合させた時の空隙部を構成する。
その後、凹部６ａの表面にスパッタ法等でＣｒ膜を成膜
し、写真製版によりＣｒからなるスティッキング防止膜
１０を形成する（図３（ｇ））。そして、上ガラス基板
６に、サンドブラストにより貫通孔からなる電極引き出
し部８，９を設ける(図３（ｈ））。
【００２５】次いで、図４（ａ）に示す工程では、シリ
コン基板２０の裏面と上ガラス基板６の表面とを陽極接
合により接合する。図４（ｂ）に示す工程では、電極引
き出し部８，９にＰｔからなる電極膜を形成する。そし
て、ウエハをダイシングして、慣性力センサを分離す
る。
コン基板２０の裏面と上ガラス基板６の表面とを陽極接
合により接合する。図４（ｂ）に示す工程では、電極引
き出し部８，９にＰｔからなる電極膜を形成する。そし
て、ウエハをダイシングして、慣性力センサを分離す
る。
【００２６】本実施の形態に係る慣性力センサのストッ
パー部とダンパ部の動作について、図５を用いて説明す
る。上述のように、本実施の形態に係る慣性力センサ
は、第１のストッパー部１１，１１の近傍に第１のダン
パ部１３，１３を、そして第２のストッパー部１２，１
２の近傍に第２のダンパ部１４，１４を設け、ダンパ部
の可動側梁部と固定側梁部との間隔を、ストッパー部の
可動突部と固定突部との間隔よりも小さくしている。図
中の矢印の方向に過度の慣性力が発生すると、まず、第
１のダンパ部１３と第２のダンパ部１４の可動側片持ち
梁と固定側片持ち梁が接触して撓み変形して衝撃を吸収
する。次いで、第１のストッパー部１１と第２のストッ
パー部１２の可動突部と固定突部とが当接する。これに
より、ストッパー部の衝突時の衝撃が低減され、ストッ
パー部の損傷を防止することができる。なお、片持ち梁
電極３１２ａと片持ち梁電極４１１ａとの間隔を、ダン
パ部の可動側片持ち梁と固定側片持ち梁との間隔よりも
大きくしておけば、片持ち梁電極への衝撃を低減するこ
ともできる。
パー部とダンパ部の動作について、図５を用いて説明す
る。上述のように、本実施の形態に係る慣性力センサ
は、第１のストッパー部１１，１１の近傍に第１のダン
パ部１３，１３を、そして第２のストッパー部１２，１
２の近傍に第２のダンパ部１４，１４を設け、ダンパ部
の可動側梁部と固定側梁部との間隔を、ストッパー部の
可動突部と固定突部との間隔よりも小さくしている。図
中の矢印の方向に過度の慣性力が発生すると、まず、第
１のダンパ部１３と第２のダンパ部１４の可動側片持ち
梁と固定側片持ち梁が接触して撓み変形して衝撃を吸収
する。次いで、第１のストッパー部１１と第２のストッ
パー部１２の可動突部と固定突部とが当接する。これに
より、ストッパー部の衝突時の衝撃が低減され、ストッ
パー部の損傷を防止することができる。なお、片持ち梁
電極３１２ａと片持ち梁電極４１１ａとの間隔を、ダン
パ部の可動側片持ち梁と固定側片持ち梁との間隔よりも
大きくしておけば、片持ち梁電極への衝撃を低減するこ
ともできる。
【００２７】なお、可動電極部３１の錘部３１３は、慣
性力に対する可動部３の変位率を上げるために設けたも
のであり、センサの設計上、錘部３１３を省略した場合
でも、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
性力に対する可動部３の変位率を上げるために設けたも
のであり、センサの設計上、錘部３１３を省略した場合
でも、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００２８】実施の形態２．本実施の形態に係る慣性力
センサは、実施の形態１の慣性力センサにおいて、第１
及び第２のダンパ部に加え、固定電極部用櫛状電極部の
先端部の片持ち梁電極を固定側片持ち梁とし、錘部の端
部に可動側片持ちを設けて第３のダンパ部としたもので
ある。図７に示すように、固定電極部用櫛状電極部４１
の先端部の片持ち梁電極４１１ｂに対向するように、可
動電極部３１の錘部３１３の端部に可動側片持ち３１３
ｄを設けて一対の第３のダンパ部１５，１５を構成して
いる。過度の慣性力受けると、実施の形態１の場合と同
様に、第１及び第２のダンパ部１３，１４が、第１及び
第２のストッパー部１１，１２に先立って接触して、ス
トッパー部に対する衝撃を低減させる。さらに、固定電
極部用櫛状電極部４１の先端部の片持ち梁電極４１１ｂ
は、錘部３１３の端部に直接衝突することなく、可動側
片持ち３１３ｄと接触する。これにより、第３のダンパ
部１５が第１及び第２のダンパ部１３，１４と概ね同時
に接触するので、固定電極部用櫛状電極部４１の先端部
の片持ち梁電極４１１ｂが、錘部３１３の端部に直接衝
突して損傷するのを防止することができる。
センサは、実施の形態１の慣性力センサにおいて、第１
及び第２のダンパ部に加え、固定電極部用櫛状電極部の
先端部の片持ち梁電極を固定側片持ち梁とし、錘部の端
部に可動側片持ちを設けて第３のダンパ部としたもので
ある。図７に示すように、固定電極部用櫛状電極部４１
の先端部の片持ち梁電極４１１ｂに対向するように、可
動電極部３１の錘部３１３の端部に可動側片持ち３１３
ｄを設けて一対の第３のダンパ部１５，１５を構成して
いる。過度の慣性力受けると、実施の形態１の場合と同
様に、第１及び第２のダンパ部１３，１４が、第１及び
第２のストッパー部１１，１２に先立って接触して、ス
トッパー部に対する衝撃を低減させる。さらに、固定電
極部用櫛状電極部４１の先端部の片持ち梁電極４１１ｂ
は、錘部３１３の端部に直接衝突することなく、可動側
片持ち３１３ｄと接触する。これにより、第３のダンパ
部１５が第１及び第２のダンパ部１３，１４と概ね同時
に接触するので、固定電極部用櫛状電極部４１の先端部
の片持ち梁電極４１１ｂが、錘部３１３の端部に直接衝
突して損傷するのを防止することができる。
【００２９】実施の形態３．本実施の形態に係る慣性力
センサは、実施の形態１の慣性力センサにおいて、可動
電極部の基部の両端部と、櫛状電極部の両端の片持ち梁
電極との間隔を、片持ち梁電極間の間隔よりも大きくし
たものである。図８に示すように、容量電極を構成する
可動電極部及び固定電極部の片持ち梁電極３１２ａと４
１１ａの数を実施の形態１の場合よりも減らし、可動電
極部３１の基部３１１の両端部と、片持ち梁電極３１２
ａとの間隔を、片持ち梁電極３１２ａ間の間隔よりも大
きくしている。これにより、固定電極部用櫛状電極部４
１の先端部の片持ち梁電極４１１ｂが、錘部３１３の端
部に直接衝突して損傷するのを防止することができる。
センサは、実施の形態１の慣性力センサにおいて、可動
電極部の基部の両端部と、櫛状電極部の両端の片持ち梁
電極との間隔を、片持ち梁電極間の間隔よりも大きくし
たものである。図８に示すように、容量電極を構成する
可動電極部及び固定電極部の片持ち梁電極３１２ａと４
１１ａの数を実施の形態１の場合よりも減らし、可動電
極部３１の基部３１１の両端部と、片持ち梁電極３１２
ａとの間隔を、片持ち梁電極３１２ａ間の間隔よりも大
きくしている。これにより、固定電極部用櫛状電極部４
１の先端部の片持ち梁電極４１１ｂが、錘部３１３の端
部に直接衝突して損傷するのを防止することができる。
【００３０】実施の形態４．本実施の形態に係る慣性力
センサは、実施の形態１の慣性力センサにおいて、第１
及び第２のダンパ部に代えて、少なくとも一対の片持ち
梁電極を第４のダンパ部に用いるようにしたものであ
る。すなわち、図６に示すように、本実施の形態におけ
る第４のダンパ部１６は、可動電極部３１の片持ち梁電
極３１２ｂと固定電極４２の片持ち梁電極４１１ｃとか
ら成り、片持ち梁電極３１２ｂと４１１ｃの電極の厚み
を残部の片持ち梁電極よりも大きくして剛性を高めると
ともに、片持ち梁電極３１２ｂと片持ち梁電極４１１ｃ
との間隔を、第１及び第２のストッパー部の可動突部と
固定突部との間隔よりも小さくしている。そのため、過
度の慣性力が発生すると、まず、第４のダンパ部１６の
片持ち梁電極３１２ｂと片持ち梁電極４１１ｃとが接触
して撓み変形して衝撃を吸収する。次いで、第１のスト
ッパー部１１と第２のストッパー部１２の可動突部と固
定突部とが当接する。これにより、ストッパー部の衝突
時の衝撃が低減され、ストッパー部の損傷を防止するこ
とができる。また、第４のダンパ部１６が可動電極部３
１の長手方向の両側に設けられているので、左右いずれ
の方向に慣性力が発生した場合でも、第４のダンパ部１
６が第１及び第２のストッパー部１１，１２に先立って
接触することが可能である。
センサは、実施の形態１の慣性力センサにおいて、第１
及び第２のダンパ部に代えて、少なくとも一対の片持ち
梁電極を第４のダンパ部に用いるようにしたものであ
る。すなわち、図６に示すように、本実施の形態におけ
る第４のダンパ部１６は、可動電極部３１の片持ち梁電
極３１２ｂと固定電極４２の片持ち梁電極４１１ｃとか
ら成り、片持ち梁電極３１２ｂと４１１ｃの電極の厚み
を残部の片持ち梁電極よりも大きくして剛性を高めると
ともに、片持ち梁電極３１２ｂと片持ち梁電極４１１ｃ
との間隔を、第１及び第２のストッパー部の可動突部と
固定突部との間隔よりも小さくしている。そのため、過
度の慣性力が発生すると、まず、第４のダンパ部１６の
片持ち梁電極３１２ｂと片持ち梁電極４１１ｃとが接触
して撓み変形して衝撃を吸収する。次いで、第１のスト
ッパー部１１と第２のストッパー部１２の可動突部と固
定突部とが当接する。これにより、ストッパー部の衝突
時の衝撃が低減され、ストッパー部の損傷を防止するこ
とができる。また、第４のダンパ部１６が可動電極部３
１の長手方向の両側に設けられているので、左右いずれ
の方向に慣性力が発生した場合でも、第４のダンパ部１
６が第１及び第２のストッパー部１１，１２に先立って
接触することが可能である。
【００３１】実施の形態５．本実施の形態は、慣性力セ
ンサを適用した自動車の車体姿勢制御システムに関する
ものである。慣性力センサには、実施の形態１から５の
いずれも用いることができる。図９は、自動車の車体姿
勢制御システム５０の一例を示すブロック図である。１
Ａは慣性力センサ、５１は慣性力検出部、５２は制御ユ
ニット、５３は車体姿勢制御機構である。慣性力センサ
１Ａは、慣性力を受けると、片持ち梁電極で形成された
容量電極の電極間隔が変動する。この容量の変動をＣ−
Ｖ変換器を内臓した慣性力検出部５１で電圧信号として
取り出す。次に制御ユニット回路５２が、取り出された
電気信号の強弱に見合った制御を、車体姿勢制御機構５
３に加える事で自動車の車体が常に安定に保たれる。
ンサを適用した自動車の車体姿勢制御システムに関する
ものである。慣性力センサには、実施の形態１から５の
いずれも用いることができる。図９は、自動車の車体姿
勢制御システム５０の一例を示すブロック図である。１
Ａは慣性力センサ、５１は慣性力検出部、５２は制御ユ
ニット、５３は車体姿勢制御機構である。慣性力センサ
１Ａは、慣性力を受けると、片持ち梁電極で形成された
容量電極の電極間隔が変動する。この容量の変動をＣ−
Ｖ変換器を内臓した慣性力検出部５１で電圧信号として
取り出す。次に制御ユニット回路５２が、取り出された
電気信号の強弱に見合った制御を、車体姿勢制御機構５
３に加える事で自動車の車体が常に安定に保たれる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の慣性力セ
ンサは、可動電極部に突設された可動側片持ち梁と、可
動部用支持部あるいは固定部用支持部から突設された固
定側片持ち梁と、から成るダンパ部を設け、可動電極部
が可動部用支持部及び固定部用支持部に当接するに先立
って、可動側片持ち梁と固定側片持ち梁とが互いに接触
するようにしたので、ストッパー部の損傷を防止して、
センサの信頼性を向上させることが可能となる。
ンサは、可動電極部に突設された可動側片持ち梁と、可
動部用支持部あるいは固定部用支持部から突設された固
定側片持ち梁と、から成るダンパ部を設け、可動電極部
が可動部用支持部及び固定部用支持部に当接するに先立
って、可動側片持ち梁と固定側片持ち梁とが互いに接触
するようにしたので、ストッパー部の損傷を防止して、
センサの信頼性を向上させることが可能となる。
【００３３】また、ダンパ部をストッパー部の近傍に配
設するようにしたので、ストッパー部に対する加わる衝
撃をさらに低減することができる。
設するようにしたので、ストッパー部に対する加わる衝
撃をさらに低減することができる。
【００３４】また、可動側片持ち梁と固定側片持ち梁と
を、可動電極の変位方向に対して概ね垂直に配置するよ
うにしたので、互いに接触して撓み変形しやすく、衝撃
吸収能力を高めることができる。
を、可動電極の変位方向に対して概ね垂直に配置するよ
うにしたので、互いに接触して撓み変形しやすく、衝撃
吸収能力を高めることができる。
【００３５】また、可動側片持ち梁と固定側片持ち梁と
の間隔を、ストッパー部における可動電極部と、可動部
用支持部及び固定部用支持部との間隔よりも小さくした
ので、ストッパー部に先立って、ダンパ部を接触し易く
することができる。
の間隔を、ストッパー部における可動電極部と、可動部
用支持部及び固定部用支持部との間隔よりも小さくした
ので、ストッパー部に先立って、ダンパ部を接触し易く
することができる。
【００３６】また、可動部用櫛状電極部と固定部用櫛状
電極部の対向する少なくとも一対の片持ち梁電極を、残
部の片持ち梁電極よりも剛性を高めて、ダンパ部として
用いるようにしたので、製造プロセスを増加させること
なく、センサの信頼性を向上させることができる。
電極部の対向する少なくとも一対の片持ち梁電極を、残
部の片持ち梁電極よりも剛性を高めて、ダンパ部として
用いるようにしたので、製造プロセスを増加させること
なく、センサの信頼性を向上させることができる。
【図１】 本発明の実施の形態１に係る慣性力センサを
構成するシリコン構造体の構造を示す模式的な平面図で
ある。
構成するシリコン構造体の構造を示す模式的な平面図で
ある。
【図２】 本発明の実施の形態１に係る慣性力センサの
製造工程を示す模式断面図（その１）である。
製造工程を示す模式断面図（その１）である。
【図３】 本発明の実施の形態１に係る慣性力センサの
製造工程を示す模式断面図（その２）である。
製造工程を示す模式断面図（その２）である。
【図４】 本発明の実施の形態１に係る慣性力センサの
製造工程を示す模式断面図（その３）ある。
製造工程を示す模式断面図（その３）ある。
【図５】 本発明の実施の形態１に係る慣性力センサを
用いて、本発明の作用原理を示した模式的な平面図であ
る。
用いて、本発明の作用原理を示した模式的な平面図であ
る。
【図６】 本発明の第４の実施の形態に係る慣性力セン
サを構成するシリコン構造体の構造を示す模式的な平面
図である。
サを構成するシリコン構造体の構造を示す模式的な平面
図である。
【図７】 本発明の第２の実施の形態に係る慣性力セン
サを構成するシリコン構造体の構造を示す模式的な平面
図である。
サを構成するシリコン構造体の構造を示す模式的な平面
図である。
【図８】 本発明の第３の実施の形態に係る慣性力セン
サを構成するシリコン構造体の構造の変形例を示す模式
的な平面図である。
サを構成するシリコン構造体の構造の変形例を示す模式
的な平面図である。
【図９】 本発明に係る慣性力センサを用いて構成した
車体姿勢制御システムの構成を示す模式図である。
車体姿勢制御システムの構成を示す模式図である。
【図１０】 従来の慣性力センサの構造を示す分解斜視
図である。
図である。
【図１１】 従来の慣性力センサを構成するシリコン構
造体の構造を示す模式的な平面図である。
造体の構造を示す模式的な平面図である。
【図１２】 従来の慣性力センサを構成するシリコン構
造体の構造を示す模式断面図であり、図１１のＸＩＩ-
ＸＩＩ′線断面図である。
造体の構造を示す模式断面図であり、図１１のＸＩＩ-
ＸＩＩ′線断面図である。
【図１３】 従来の慣性力センサを構成するシリコン構
造体の構造を示す模式的な平面図であり、慣性力の方向
に過度の変位が発生した時の状態を示している。
造体の構造を示す模式的な平面図であり、慣性力の方向
に過度の変位が発生した時の状態を示している。
【図１４】 図１３のストッパー部１１の一部拡大模式
図である。
図である。
【図１５】 図１３のストッパー部１２の一部拡大模式
図である。
図である。
１Ａ 加速度センサ、２ シリコン構造体、３ 可動
部、３１ 可動電極部、３１１ 基部、３１２ 可動部
用櫛状電極部、３１２ａ 片持ち梁電極、３１３錘部、
３１３ａ 可動突部、３１３ｂ，３１３ｃ，３１３ｄ
可動側片持ち梁、３２ 梁部、３３ 可動部用支持部、
３３ａ 固定突部、３３ｂ 固定部側片持ち梁 、３３
１ 電極取出し部、４ 固定部、４１ 固定電極部、４
１１ 固定部用櫛状電極部、４１１ａ，４１１ｂ，４１
１ｃ 片持ち梁電極、４２ 支持部、４２ａ 固定突
部、４２ｂ 固定側片持ち梁、４２１ 電極取出し部、
５ 枠部、６ 上ガラス基板、６ａ 凹部、７ 下ガラ
ス基板、７ａ 凹部、８ ，９金属電極、１０ 金属
膜、１１ 第１のストッパー部、１２ 第２のストッパ
ー部、１３ 第１のダンパー部，１４ 第２のダンパー
部、１５ 第３のダンパ部、１６ 第４のダンパ部、２
０ シリコンの破片。
部、３１ 可動電極部、３１１ 基部、３１２ 可動部
用櫛状電極部、３１２ａ 片持ち梁電極、３１３錘部、
３１３ａ 可動突部、３１３ｂ，３１３ｃ，３１３ｄ
可動側片持ち梁、３２ 梁部、３３ 可動部用支持部、
３３ａ 固定突部、３３ｂ 固定部側片持ち梁 、３３
１ 電極取出し部、４ 固定部、４１ 固定電極部、４
１１ 固定部用櫛状電極部、４１１ａ，４１１ｂ，４１
１ｃ 片持ち梁電極、４２ 支持部、４２ａ 固定突
部、４２ｂ 固定側片持ち梁、４２１ 電極取出し部、
５ 枠部、６ 上ガラス基板、６ａ 凹部、７ 下ガラ
ス基板、７ａ 凹部、８ ，９金属電極、１０ 金属
膜、１１ 第１のストッパー部、１２ 第２のストッパ
ー部、１３ 第１のダンパー部，１４ 第２のダンパー
部、１５ 第３のダンパ部、１６ 第４のダンパ部、２
０ シリコンの破片。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 堤 和彦
東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三
菱電機株式会社内
Ｆターム(参考） 4M112 AA02 BA07 CA21 CA22 CA23
CA31 CA34 DA03 DA04 DA11
DA15 DA16 DA18 EA02 EA06
EA11 EA13 FA07 FA08
Claims (5)
- 【請求項１】 絶縁性基板と、該絶縁性基板との間に空
隙部を設けて接合されたシリコン構造体と、から成り、
該シリコン構造体は可動部と固定部とを備え、上記可動
部が、慣性力の方向に変位可能な可動電極部と、該可動
電極部の両端に連接され可動電極部を上記空隙部の上に
宙支する一対の可動部用梁部と、該可動部用梁部を支持
し上記絶縁性基板に接合された一対の可動部用支持部
と、を有し、上記固定部が、上記可動電極部に対向して
配置された固定電極部と、該固定電極部を支持し上記絶
縁性基板に接合された固定部用支持部と、を有する慣性
力センサであって、 上記可動電極部と、上記可動部用支持部及び固定部用支
持部と、を当接させて、可動電極部の変位を抑制するス
トッパー部を、上記一対の可動部用梁部の外側の四隅に
設ける一方、可動電極部に突設され上記空隙部に張出し
た可動側片持ち梁と、可動部用支持部あるいは固定部用
支持部から突設され上記空隙部に張出した固定側片持ち
梁と、から成るダンパ部を、可動電極部が可動部用支持
部及び固定部用支持部に当接するに先立って、可動側片
持ち梁と固定側片持ち梁とが互いに接触するように配設
して成る慣性力センサ。 - 【請求項２】 上記ダンパ部を上記ストッパー部の近傍
に配設して成る請求項１記載の慣性力センサ。 - 【請求項３】 上記可動側片持ち梁と上記固定側片持ち
梁とが、可動電極の変位方向に対して概ね垂直に配置さ
れている請求項１又は２に記載の慣性力センサ。 - 【請求項４】 上記可動側片持ち梁と上記固定側片持ち
梁との間隔が、上記ストッパー部における可動電極部
と、可動部用支持部及び固定部用支持部との間隔よりも
小さいことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つ
に記載の慣性力センサ。 - 【請求項５】 上記可動電極部は、長手方向の両側に、
空隙部に張出した複数の片持ち梁電極から成る可動部用
櫛状電極部を有し、上記固定電極部は、空隙部に張出し
た複数の片持ち梁電極から成る固定部用櫛状電極部を有
し、可動部用櫛状電極部と固定部用櫛状電極部の複数の
片持ち梁電極が互いに微小隙間を介して対向するように
配設されており、 可動部用櫛状電極部と固定部用櫛状電極部の対向する少
なくとも一対の片持ち梁電極を、残部の片持ち梁電極よ
りも剛性を高めて、ダンパ部として用いる請求項１から
４のいずれか一つに記載の慣性力センサ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002150915A JP2003344445A (ja) | 2002-05-24 | 2002-05-24 | 慣性力センサ |
| US10/300,751 US6736008B2 (en) | 2002-05-24 | 2002-11-21 | Inertia force sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002150915A JP2003344445A (ja) | 2002-05-24 | 2002-05-24 | 慣性力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003344445A true JP2003344445A (ja) | 2003-12-03 |
Family
ID=29545339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002150915A Pending JP2003344445A (ja) | 2002-05-24 | 2002-05-24 | 慣性力センサ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6736008B2 (ja) |
| JP (1) | JP2003344445A (ja) |
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| JP2007263740A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Matsushita Electric Works Ltd | 静電容量式センサ |
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| JP2008500547A (ja) * | 2004-05-21 | 2008-01-10 | トマス・ウィリアム・パイク | 地震計などのデバイスに用いられる、マイクロ機械加工により製作され、プルーフマスが一体的に形成された、改良したサスペンション・プレート |
| JP2009500618A (ja) * | 2005-07-08 | 2009-01-08 | コミツサリア タ レネルジー アトミーク | 最適化された容量性容積を有する素子 |
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| JP2010203990A (ja) * | 2009-03-05 | 2010-09-16 | Seiko Epson Corp | 複合センサー |
| JP2011047668A (ja) * | 2009-08-25 | 2011-03-10 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 静電容量式センサ |
| JP2011174881A (ja) * | 2010-02-25 | 2011-09-08 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 静電容量型加速度センサ |
| JP2012528305A (ja) * | 2009-05-26 | 2012-11-12 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | マイクロマシン構造 |
| JP2015021787A (ja) * | 2013-07-17 | 2015-02-02 | セイコーエプソン株式会社 | 機能素子、電子機器、および移動体 |
| JP2016042074A (ja) * | 2014-08-13 | 2016-03-31 | セイコーエプソン株式会社 | 物理量センサー、電子機器および移動体 |
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| JP4455831B2 (ja) * | 2003-03-28 | 2010-04-21 | 株式会社デンソー | 加速度センサの製造方法 |
| EP1624284B1 (en) * | 2004-07-29 | 2017-07-19 | STMicroelectronics Srl | Mems-type high-sensitivity inertial sensor and manufacturing process thereof |
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| KR100899812B1 (ko) * | 2006-12-05 | 2009-05-27 | 한국전자통신연구원 | 정전 용량형 가속도계 |
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| ITTO20080714A1 (it) * | 2008-09-30 | 2010-04-01 | St Microelectronics Srl | Dispositivo microelettromeccanico provvisto di una struttura antiadesione e relativo metodo di antiadesione |
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| JP5750867B2 (ja) * | 2010-11-04 | 2015-07-22 | セイコーエプソン株式会社 | 機能素子、機能素子の製造方法、物理量センサーおよび電子機器 |
| JP5772873B2 (ja) | 2012-06-13 | 2015-09-02 | 株式会社デンソー | 静電容量式物理量センサ |
| US10913653B2 (en) * | 2013-03-07 | 2021-02-09 | MCube Inc. | Method of fabricating MEMS devices using plasma etching and device therefor |
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| DE102020210121A1 (de) | 2020-08-11 | 2022-02-17 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Mikromechanisches System, Verfahren zum Betreiben eines mikromechanischen Systems |
| DE102020211454A1 (de) | 2020-09-11 | 2022-03-17 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Mikromechanische Struktur und mikromechanischer Sensor |
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| US6122961A (en) * | 1997-09-02 | 2000-09-26 | Analog Devices, Inc. | Micromachined gyros |
| EP1203748B1 (en) | 2000-01-19 | 2007-05-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Microdevice and its production method |
-
2002
- 2002-05-24 JP JP2002150915A patent/JP2003344445A/ja active Pending
- 2002-11-21 US US10/300,751 patent/US6736008B2/en not_active Expired - Fee Related
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