JP2010060372A - 角速度センサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1方向に駆動する駆動部と、第1方向に直交する第2方向に可動する検出部と、駆動部と検出部とを連結する弾性部材とからなるユニットを複数備え、第1ユニットの駆動部の上面と第2ユニットの駆動部の上面とは、第1ユニットの検出部および第2ユニットの検出部の上面と離間する連成梁により接続される。
【選択図】図1
Description
請求項26に記載の発明は、連成梁は、第1固定ポストと、第2固定ポストとを繋いでなる直線上において、所定方向に弾性を有するサブバネ部を介して固定されることを特徴とする。
[実施例1]
図1〜4を用いて、実施例1について説明する。
図4(e)に示す第14工程では、第13工程で成形したレジスト層507をマスクとしてエッチングを行い、連成梁104を形成するポリシリ層506を部分的に除去して、連成梁104を形成する。
[実施例2]
図5〜6を用いて、実施例2について説明する。
[実施例3]
図7〜8を用いて、実施例3について説明する。
[実施例4]
図9〜10を用いて、実施例4について説明する。
[実施例5]
図11を用いて、実施例5について説明する。
[実施例6]
図12〜図14を用いて実施例6について説明する。
[実施例7]
図15を用いて実施例7について説明する。この実施例7は連成梁104の具体的な形状についての例である。
[実施例8]
図16を用いて実施例8について説明する。この実施例8は連成梁104の具体的な形状についての例である。
[実施例9]
図17を用いて実施例8について説明する。この実施例9は連成梁104の具体的な形状についての例である。
[実施例10]
図18〜図19を用いて実施例10について説明する。
[実施例11]
図20〜図21を用いて実施例11について説明する。図20は角速度センサの上面図であり、図21は図20の連成梁104を除去した場合の上面図である。
[その他の実施例]
前述の実施例1〜10においては、駆動錘100が枠形状であり駆動錘100の内側に検出錘101が存在する構成、又は、検出錘101が枠形状であり検出錘101の内側に駆動錘100が存在する構成、を例に説明をおこなったが、必ずしも外周側の錘が枠形状でなくても良い。例えば、H型であっても良いし、コの字型であっても良い。
2…シリコン酸化膜
3…素子形成層
4…キャップ基板
41…キャップ基板の基板層
42…キャップ基板のシリコン酸化膜層
43…キャップ基板の素子形成層
10a・10b…振動子
100…駆動錘
101…検出錘、
100a…第1部位
100b…第2部位
100c…延長部
101b…駆動梁
103a・103b…周辺部
104・105…連成梁
104a・105a…固定ポスト
104b・105b…梁部
104c…支持梁部
104d…キャップ基板側固定ポスト
104e・105e…中央部バネ形状部
104f…支持バネ部
104g…連成梁絶縁空間
201a・201b…駆動電極固定部
202…駆動電極
202a…固定駆動電極
202b…可動駆動電極
203…検出電極固定部
204…検出電極
204a…可動検出電極
204b…固定検出電極
205…検出梁固定部
206…検出梁
207…駆動梁固定部
301…バネ部
302…連成梁固定部
303…ボンディングパッド
500…素子形成層
501…シリコン酸化膜
502…基板層
503・505…レジスト
504…充填材
600…中間錘
601…駆動側中間梁
602…検出側中間梁
1041…駆動用連成梁
1042…検出用連成梁
Claims (40)
- 第1方向に駆動される駆動部(100)と、
前記第1方向に直交する第2方向に可動する検出部(101)と、
前記駆動部(100)と前記検出部(101)とを連結する弾性部材(101b)とを各々有する第1ユニットと第2ユニットとを備え、
前記第1ユニットの駆動部(100)の上面と前記第2ユニットの駆動部(100)の上面とは、該第1ユニットの検出部(101)および該第2ユニットの検出部(101)の上面と離間する連成梁(104)により接続されることを特徴とする角速度センサ。 - 前記連成梁(104)は、前記第1ユニットの前記駆動部(100)の重心位置を含む部分に接続されるとともに、前記第2ユニットの前記駆動部(100)の重心位置を含む部分に接続されることを特徴とする請求項1に記載の角速度センサ。
- 前記連成梁(104)が接続される前記第1ユニットの駆動部(100)の上面に対向する下面と、該連成梁(104)が接続される前記第2ユニットの駆動部(100)の上面に対向する下面とを接続する第2の連成梁(105)が設けられることを特徴とする請求項1または2に記載の角速度センサ。
- 前記連成梁(104)は、前記第1ユニットの駆動部(100)と該連成梁(104)との接続点と、前記第2ユニットの駆動部(100)と該連成梁(104)との接続点とを繋いでなる直線上において、前記第1方向に弾性を有するサブバネ部(301)を介して固定されることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の角速度センサ。
- 前記連成梁(104)およびサブバネ部(301)および前記第1ユニットの駆動部(100)および前記第2ユニットの駆動部(100)は電気的に導通していることを特徴とする請求項4に記載の角速度センサ。
- 前記連成梁(104)は前記第1方向に対して弾性を有することを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の角速度センサ。
- 前記連成梁(104)は前記第1方向に対して垂直な方向に屈曲した形状の部位を有することを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の角速度センサ。
- 前記第1ユニットの駆動部(100)と該第2ユニットの駆動部(100)とを接続する連成梁(1041)とは別の連成梁(1042)により、前記第1ユニットの検出部(101)と前記第2ユニットの検出部(101)とが接続されることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の角速度センサ。
- 前記連成梁(104,105)の少なくとも一部が、前記第1方向に対して鋭角な方向に長い形状を有することを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載の角速度センサ。
- 第1方向に駆動される駆動部(100)と、
前記第1方向に直行する第2方向に可動する検出部(101)と、
前記駆動部(100)と前記検出部(101)とを連結する弾性部材(101b)とを各々有する第1ユニットと第2ユニットとを備え、
前記第1ユニットの検出部(101)の上面と前記第2ユニットの検出部(101)の上面とは,該第1ユニットの駆動部(100)及び該第2ユニットの駆動部(100)の上面と離間する連成梁(104)により接続されることを特徴とする角速度センサ。 - 前記連成梁(104)は、前記第1ユニットの前記検出部(101)の重心位置を含む部分に接続されるとともに、前記第2ユニットの前記検出部(101)の重心位置を含む部分に接続されていることを特徴とする請求項10に記載の角速度センサ。
- 前記連成梁(104)が接続される前記第1ユニットの検出部(101)の上面に対向する下面と、該連成梁(104)が接続される前記第2ユニットの検出部(101)の上面に対向する下面とを接続する第2の連成梁(105)が設けられることを特徴とする請求項10または11に記載の角速度センサ。
- 前記連成梁(104)は、前記第1ユニットの検出部(101)と該連成梁(104)との接続点と、前記第2ユニットの検出部(101)と該連成梁(104)との接続点とを繋いでなる直線上において、前記第1方向に弾性を有するサブバネ部(301)を介して固定されることを特徴とする請求項10ないし12のいずれかに記載の角速度センサ。
- 前記連成梁(104)および前記サブバネ部(301)および前記第1ユニットの検出部(101)および前記第2ユニットの検出部(101)は電気的に導通していることを特徴とする請求項13に記載の角速度センサ。
- 前記連成梁(104)は前記第2方向に対して弾性を有することを特徴とする請求項10ないし14のいずれかに記載の角速度センサ。
- 前記連成梁(104)は前記第2方向に対して垂直な方向に屈曲した形状の部位を有することを特徴とする請求項10ないし15のいずれかに記載の角速度センサ。
- 前記第1ユニットの検出部(101)と該第2ユニットの検出部(101)とを接続する連成梁(1042)とは別の連成梁(1041)により、前記第1ユニットの駆動部(100)と前記第2ユニットの駆動部(100)とが接続されることを特徴とする請求項10ないし16のいずれかに記載の角速度センサ。
- 前記連成梁(104,105)の少なくとも一部が、前記第2方向に対して鋭角な方向に長い形状を有することを特徴とする請求項10ないし17のいずれかに記載の角速度センサ。
- 前記第1ユニットおよび前記第2ユニットは、前記第1方向および前記第2方向が成す面に対して平行な平面上に形成されていることを特徴とする請求項1ないし18のいずれかに記載の角速度センサ。
- 前記第1ユニットおよび前記第2ユニットは、シリコンまたは金属または樹脂またはガラスまたはセラミックのいずれか、もしくはそれらが複合された材料からできていることを特徴とする請求項1ないし19のいずれかに記載の角速度センサ。
- 前記駆動部(100)と前記検出部(101)とは同一の第1素子形成層(3)により形成されるものであって、
少なくとも前記第1素子形成層(3)の前記駆動部(100)と前記検出部(101)とが形成される領域に対向するよう第2素子形成層(5)が設けられ、
前記連成梁(104)は、前記第2素子形成層(5)に形成されるとともに、前記第1方向および前記第2方向に可動であることを特徴とする請求項1ないし20のいずれかに記載の角速度センサ。 - 前記第1素子形成層(3)と、前記第2素子形成層(5)とにより封止空間内に、前記駆動部(100)と前記検出部(101)と前記連成梁(104)とが封止されることを特徴とする請求項21に記載の角速度センサ。
- 所定方向に振動可能な第1振動子(10a)と、
前記所定方向に振動可能な第2振動子(10b)と、
前記第1振動子(10a)と第2振動子(10b)との間を、前記所定方向に対して相対的に振動可能に接続する連成梁(104)とを有する角速度センサであって、
前記連成梁(104)は、第1固定ポスト(104a)と第2固定ポスト(104a)とバネ部(104e)とからなり、
前記第1固定ポスト(104a)は、前記第1振動子(10a)の表面において該第1振動子の厚み方向に延設され、
前記第2固定ポスト(104a)は、前記第2振動子(10b)の表面において該第2振動子の厚み方向に延設され、
前記バネ部(104e)は、該第1振動子(10a)と該第2振動子(10b)と離間しながら該第1固定ポスト(104a)と該第2固定ポスト(104a)とを接続するとともに、少なくとも前記所定方向に対して弾性を有することを特徴とする角速度センサ。 - 前記第1固定ポスト(104a)は前記第1振動子(10a)の重心位置を含む部分に設けられており、
前記第2固定ポスト(104a)は前記第2振動子(10b)の重心位置を含む部分に設けられていることを特徴とする請求項23に記載の角速度センサ。 - 前記第1振動子(10a)および前記第2振動子(10b)は前記所定方向に長手方向を有する第1部位(100a)と該第1部位の端部に接続される第2部位(100b)とを各々有し、
前記第1固定ポスト(104a)は前記第2振動子(10b)に近い側の前記第1振動子(10a)の前記第2部位(110)に設置され、
前記第2固定ポスト(104b)は前記第1振動子(10a)に近い側の前記第2振動子(10b)の前記第2部位(110)に設置されることを特徴とする請求項23に記載の角速度センサ。 - 前記連成梁(104)は、前記第1固定ポスト(104a)と、前記第2固定ポスト(104b)とを繋いでなる直線上において、前記所定方向に弾性を有するサブバネ部(301)を介して固定されることを特徴とする請求項23または25に記載の角速度センサ。
- 前記連成梁(104)および前記サブバネ部(301)および前記第1振動子(10a)および前記第2振動子(10b)は電気的に導通していることを特徴とする請求項26に記載の角速度センサ。
- 前記連成梁(104)は前記所定方向に対して弾性を有することを特徴とする請求項23ないし27のいずれかに記載の角速度センサ。
- 前記第1振動子(10a)および前記第2振動子(10b)は、前記所定方向に対して平行な同一平面上に形成されていることを特徴とする請求項23ないし28のいずれかに記載の角速度センサ。
- 前記第1振動子(10a)および前記第2振動子(10b)は、シリコンまたは金属または樹脂またはガラスまたはセラミックのいずれか、もしくはそれらが複合された材料により形成されることを特徴とする請求項23ないし29のいずれかに記載の角速度センサ。
- 前記連成梁(104,105)の少なくとも一部が、前記所定方向に対して鋭角な方向に長い形状を有することを特徴とする請求項23ないし30のいずれかに記載の角速度センサ。
- 前記第1振動子(10a)と前記第2振動子(10b)とは同一の第1素子形成層(3)により形成されるものであって、
少なくとも前記第1素子形成層(3)の前記第1振動子(10a)と前記第2振動子(10b)とが形成される領域に対向するよう第2素子形成層(5)が設けられ、
前記連成梁(104)は、前記第2素子形成層(5)に形成されるとともに、前記第1方向および前記第2方向に可動であることを特徴とする請求項23ないし31のいずれかに記載の角速度センサ。 - 前記第1素子形成層(3)と、前記第2素子形成層(5)とにより封止空間内に、前記第1振動子(10a)と前記第2振動子(10b)と前記連成梁(104)とが封止されることを特徴とする請求項32に記載の角速度センサ。
- 所定方向に振動可能な第1振動子(10a)と、
前記所定方向に振動可能な第2振動子(10b)と、
前記第1振動子と第2振動子との間を、前記所定方向に対して相対的に振動可能に接続する第1連成梁(104)と第2連成梁(105)とを有する角速度センサであって、
前記第1連成梁(104)は、第1固定ポスト(104a)と第2固定ポスト(104a)と第1梁部(104b)とからなり、
前記第2連成梁(105)は、第3固定ポスト(105a)と第4固定ポスト(105a)と第2梁部(105b)とからなり、
前記第1固定ポスト(104a)は、前記第1振動子(10a)の表面において該第1振動子の厚み方向に延設され、
前記第2固定ポスト(104a)は、前記第2振動子(10b)の表面において該第2振動子の厚み方向に延設され、
前記第3固定ポスト(105a)は、前記第1振動子(10a)の裏面において該第1振動子の厚み方向に延設され、
前記第4固定ポスト(105a)は、前記第2振動子(10b)の裏面において該第2振動子の厚み方向に延設され、
前記第1バネ部(104e)は、前記第1振動子(10a)と前記第2振動子(10b)の表面と離間しながら前記第1固定ポスト(104a)と前記第2固定ポスト(104a)とを接続するとともに、前記所定方向に対して弾性を有し、
前記第2バネ部(105e)は、前記第1振動子(10a)と前記第2振動子(10b)の裏面と離間しながら前記第3固定ポスト(105a)と前記第4固定ポスト(105a)とを接続するとともに、前記所定方向に対して弾性を有することを特徴とする角速度センサ。 - 前記第1固定ポスト(104a)および前記第3固定ポスト(105a)は前記第1振動子(10a)の重心位置を含む部分に設けられており、
前記第2固定ポスト(104a)および前記第4固定ポスト(105a)は前記第2振動子(10b)の重心位置を含む部分に設けられていることを特徴とする請求項34に記載の角速度センサ。 - 前記第1振動子(10a)および前記第2振動子(10b)は前記所定方向に長手方向を有する第1部位と該第1部位の端部に接続される第2部位とを各々有し、
前記第1固定ポスト(104a)は前記第2振動子(10b)に近い側の前記第1振動子(10a)の前記第2部位(110)の表面側に設置され、
前記第2固定ポスト(104a)は前記第1振動子(10a)に近い側の前記第2振動子(10b)の前記第2部位(111)の表面側に設置され、
前記第3固定ポスト(105a)は前記第2振動子(10b)に近い側の前記第1振動子(10a)の前記第2部位(110)の裏面側に設置され、
前記第4固定ポスト(105a)は前記第1振動子(10a)に近い側の前記第2振動子(10b)の前記第2部位(111)の裏面側に設置されることを特徴とする請求項34または35に記載の角速度センサ。 - 前記連成梁(104)は、シリコンまたは金属または樹脂またはガラスまたはセラミックのいずれかもしくはそれらが複合された材料により形成されることを特徴とする請求項1ないし36のいずれかに記載の角速度センサ。
- 前記連成梁(104,105)は、弧状の形状を持つことを特徴とする請求項1ないし37のいずれかに記載の角速度センサ。
- 前記連成梁(104,105)は、円弧状の形状を持つことを特徴とする請求項1ないし37のいずれかに記載の角速度センサ。
- 第1方向に可動な駆動錘(100)と、
前記第1方向に直交する第2方向に可動な検出錘(101)と、
前記駆動錘(100)と検出錘(101)との間に設けられるとともに、前記駆動錘(100)の第1方向への変位を受けて前記第1方向に可動し、かつ、前記検出錘(101)に第2方向への変位を伝達する中間錘(600)とからなるセンサユニット(10a,10b)を複数備え、さらに
一方の前記センサユニット(10a,10b)の中間錘(600)と、他方の前記センサユニット(10a,10b)の中間錘(600)とを接続する連成梁(104)を有する角速度センサであって、
前記連成梁(104)は、各前記センサユニット(10a,10b)の前記駆動錘(100)、または、各前記センサユニット(10a,10b)の前記検出錘(101)、を飛び越えて、前記中間錘(600)同士を接続することを特徴とする角速度センサ。
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