JP3497578B2 - 回転率センサ及び回転率センサを製造する方法 - Google Patents
回転率センサ及び回転率センサを製造する方法Info
- Publication number
- JP3497578B2 JP3497578B2 JP24646194A JP24646194A JP3497578B2 JP 3497578 B2 JP3497578 B2 JP 3497578B2 JP 24646194 A JP24646194 A JP 24646194A JP 24646194 A JP24646194 A JP 24646194A JP 3497578 B2 JP3497578 B2 JP 3497578B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotation rate
- vibrating body
- rate sensor
- silicon
- acceleration sensor
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
- G01C19/567—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using the phase shift of a vibration node or antinode
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- 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
- G01P15/0802—Details
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、少くとも１つの振動体
と、振動体上に配置された少くとも１つの加速度センサ
とを備えた回転率センサであって、振動体が、プレート
状の支持体から組織パターン加工されていて、少くとも
１つの曲げ舌部を有しており、該曲げ舌部は、支持体の
表面に垂直に起立する第１軸ではほぼ支持体の肉厚を有
し、かつ第１軸に対し垂直な第２軸では小さな肉厚を有
しており、加速度センサが第２軸における加速度を測定
している形式のもの、及び組織パターン加工によってシ
リコン単結晶から回転率センサを製造する方法に関す
る。
と、振動体上に配置された少くとも１つの加速度センサ
とを備えた回転率センサであって、振動体が、プレート
状の支持体から組織パターン加工されていて、少くとも
１つの曲げ舌部を有しており、該曲げ舌部は、支持体の
表面に垂直に起立する第１軸ではほぼ支持体の肉厚を有
し、かつ第１軸に対し垂直な第２軸では小さな肉厚を有
しており、加速度センサが第２軸における加速度を測定
している形式のもの、及び組織パターン加工によってシ
リコン単結晶から回転率センサを製造する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ドイツ国特許第４０ ３２ ５５９号明
細書によれば既に回転率センサが公知であり、該回転率
センサは振動体と、振動体上に配置された加速度センサ
とを有している。振動体は支持体から組織パターン加工
されていて、支持体の表面に対して平行である振動方向
に運動可能である。振動体上に配置された加速度センサ
は、振動体の表面に垂直である加速度の測定を行うこと
ができる。米国特許第５０９０ ２５４号明細書によれ
ば、加速度を感受する部材が被膜内に完全にカプセル化
されているような加速度センサが公知である。またドイ
ツ国特許第４１０６ ２８７号明細書によればシリコン
部体に切欠きをエッチングする方法が公知であり、この
場合は六角形のマスク構造体が使用されている。
細書によれば既に回転率センサが公知であり、該回転率
センサは振動体と、振動体上に配置された加速度センサ
とを有している。振動体は支持体から組織パターン加工
されていて、支持体の表面に対して平行である振動方向
に運動可能である。振動体上に配置された加速度センサ
は、振動体の表面に垂直である加速度の測定を行うこと
ができる。米国特許第５０９０ ２５４号明細書によれ
ば、加速度を感受する部材が被膜内に完全にカプセル化
されているような加速度センサが公知である。またドイ
ツ国特許第４１０６ ２８７号明細書によればシリコン
部体に切欠きをエッチングする方法が公知であり、この
場合は六角形のマスク構造体が使用されている。
【０００３】
【発明の効果】これに対し請求項１に記載の特徴を備え
た本発明の回転率センサは、加速度センサが外部の環境
作用に対して確実に保護されうるという利点を有してい
る。また本発明の製造方法によって回転率センサの特に
簡単な製造が可能である。加速度センサの製造と振動体
の組織パターン加工とのプロセスステップを明瞭に分離
することによって、既に加速度センサのために公知であ
るプロセスを利用することができる。
た本発明の回転率センサは、加速度センサが外部の環境
作用に対して確実に保護されうるという利点を有してい
る。また本発明の製造方法によって回転率センサの特に
簡単な製造が可能である。加速度センサの製造と振動体
の組織パターン加工とのプロセスステップを明瞭に分離
することによって、既に加速度センサのために公知であ
るプロセスを利用することができる。
【０００４】請求項１及び請求項７以外の請求項に説明
されている特徴によって、請求項１で述べた回転率セン
サの、及び回転率センサを製造するための請求項７で述
べた方法の、有利な別の構成が可能である。振動体を曲
げ舌部に掛止された地震質量体と一緒に構成することに
よって振動体の感度が高められ、かつ加速度センサのた
めの充分なスペースを確保することができる。この構造
は、少くとも２つの曲げ舌部が地震質量体の夫々の側に
作用する場合に特に頑丈になる。振動体の振動の比較的
簡単な磁場は、磁場内に配置されている装着プリント配
線回路を介して行われる。２つの振動体を使用すること
によってセンサ信号の測定性能が改善される。センサが
［１００］方位のシリコンプレートから組織パターン加
工されている場合には、センサを特に簡単に製造するこ
とができる。このように形成された曲げ舌部はこれを、
更に特に薄くかつ高感度に構成することができる。
されている特徴によって、請求項１で述べた回転率セン
サの、及び回転率センサを製造するための請求項７で述
べた方法の、有利な別の構成が可能である。振動体を曲
げ舌部に掛止された地震質量体と一緒に構成することに
よって振動体の感度が高められ、かつ加速度センサのた
めの充分なスペースを確保することができる。この構造
は、少くとも２つの曲げ舌部が地震質量体の夫々の側に
作用する場合に特に頑丈になる。振動体の振動の比較的
簡単な磁場は、磁場内に配置されている装着プリント配
線回路を介して行われる。２つの振動体を使用すること
によってセンサ信号の測定性能が改善される。センサが
［１００］方位のシリコンプレートから組織パターン加
工されている場合には、センサを特に簡単に製造するこ
とができる。このように形成された曲げ舌部はこれを、
更に特に薄くかつ高感度に構成することができる。
【０００５】
【実施例】本発明の実施例を図面に図示し、次にこれを
詳しく説明する。
詳しく説明する。
【０００６】図１には平面図でプレート状の支持体３が
図示されており、該支持体３から２つの振動体１が組織
パターン加工されている。各振動体１は１つの地震質量
体５と４つの曲げ舌部４とを有し、該曲げ舌部４に地震
質量体５が掛止されている。地震質量体５には夫々１つ
の加速度センサ２が配置されている。この加速度センサ
２は結合パッド８及びプリント配線回路６を介して接触
させられている。更に別のプリント配線回路６が設けら
れていて、結合パッド７を介して接触させられている。
振動体１の幾何学的形状は六角形の切欠き９によって規
定されている。支持体３は単結晶のシリコンから成って
いる。この単結晶シリコンの結晶方向が図１の座標系に
図示されている。単結晶シリコン支持体３の表面は［１
００］方位を有している。切欠き９は平面図でみて六角
形を形成している。この六角形の長い方の両側部１２
は、夫々［１００］の結晶方向に対し平行に位置し、短
い方の４つの側部はシリコン単結晶の［１１０］結晶方
向に対し平行に位置している。この形状は、結晶方位に
よる単結晶シリコンのエッチングの依存性を利用する製
造方法によって形成可能である。切欠き９のためのこの
種の製造方法は、例へばドイツ国特許第４１ ０６ ２
８７号明細書に開示されている。
図示されており、該支持体３から２つの振動体１が組織
パターン加工されている。各振動体１は１つの地震質量
体５と４つの曲げ舌部４とを有し、該曲げ舌部４に地震
質量体５が掛止されている。地震質量体５には夫々１つ
の加速度センサ２が配置されている。この加速度センサ
２は結合パッド８及びプリント配線回路６を介して接触
させられている。更に別のプリント配線回路６が設けら
れていて、結合パッド７を介して接触させられている。
振動体１の幾何学的形状は六角形の切欠き９によって規
定されている。支持体３は単結晶のシリコンから成って
いる。この単結晶シリコンの結晶方向が図１の座標系に
図示されている。単結晶シリコン支持体３の表面は［１
００］方位を有している。切欠き９は平面図でみて六角
形を形成している。この六角形の長い方の両側部１２
は、夫々［１００］の結晶方向に対し平行に位置し、短
い方の４つの側部はシリコン単結晶の［１１０］結晶方
向に対し平行に位置している。この形状は、結晶方位に
よる単結晶シリコンのエッチングの依存性を利用する製
造方法によって形成可能である。切欠き９のためのこの
種の製造方法は、例へばドイツ国特許第４１ ０６ ２
８７号明細書に開示されている。
【０００７】図２には、図１の線Ｉ−Ｉに沿ったプレー
ト状支持体３の断面が図示されている。その際図２から
判るように、曲げ舌部４はプレート状支持体３の表面に
対して垂直である側壁を有している。更に横断面内には
プリント配線回路６が認められる。長くて狭い形状によ
って曲げ舌部４は、Ｘ軸に沿う力の作用に対して特に敏
感である。つまりこの方向における力によって特に容易
に変位可能である。これに反しＹ方向における力は、狭
くて高い曲げ舌部４をＹ方向に変位できるような状態に
なっていない。切欠き９の側部１２から出発して切欠き
９の側壁は、プレート状支持体３の表面に対し垂直に延
びている。
ト状支持体３の断面が図示されている。その際図２から
判るように、曲げ舌部４はプレート状支持体３の表面に
対して垂直である側壁を有している。更に横断面内には
プリント配線回路６が認められる。長くて狭い形状によ
って曲げ舌部４は、Ｘ軸に沿う力の作用に対して特に敏
感である。つまりこの方向における力によって特に容易
に変位可能である。これに反しＹ方向における力は、狭
くて高い曲げ舌部４をＹ方向に変位できるような状態に
なっていない。切欠き９の側部１２から出発して切欠き
９の側壁は、プレート状支持体３の表面に対し垂直に延
びている。
【０００８】図３には、図１の線ＩＩ−ＩＩに沿ったプ
レート状支持体３の断面図が図示されている。その際特
に切欠き９及びプリント配線回路６の横断面が示されて
いる。側部１２に隣接する切欠き９の側壁はプレート状
支持体３の表面に対して垂直である。この側壁の平面は
シリコン単結晶の［１００］結晶平面である。側部１３
に隣接する切欠き９の側壁は、プレート状支持体３の表
面に対し５４．７４度の角度を成している。この側壁は
シリコン単結晶の［１１１］結晶平面を形成している。
レート状支持体３の断面図が図示されている。その際特
に切欠き９及びプリント配線回路６の横断面が示されて
いる。側部１２に隣接する切欠き９の側壁はプレート状
支持体３の表面に対して垂直である。この側壁の平面は
シリコン単結晶の［１００］結晶平面である。側部１３
に隣接する切欠き９の側壁は、プレート状支持体３の表
面に対し５４．７４度の角度を成している。この側壁は
シリコン単結晶の［１１１］結晶平面を形成している。
【０００９】図１乃至図３に説明した構造体は回転率セ
ンサとして役立っている。地震質量体５乃至曲げ舌部４
における力の作用によって、振動体１がＸ方向における
振動を発生する。このセンサ系の回転作用が行われると
振動体１上にコリオリ加速度が作用するようになる。こ
のコリオリ加速度は加速度センサによって検出される。
振動体１が公知の振動を行っている場合には、コリオリ
加速度の大きさがＺ軸を中心にしたプレート状支持体３
の回転のための尺度である。
ンサとして役立っている。地震質量体５乃至曲げ舌部４
における力の作用によって、振動体１がＸ方向における
振動を発生する。このセンサ系の回転作用が行われると
振動体１上にコリオリ加速度が作用するようになる。こ
のコリオリ加速度は加速度センサによって検出される。
振動体１が公知の振動を行っている場合には、コリオリ
加速度の大きさがＺ軸を中心にしたプレート状支持体３
の回転のための尺度である。
【００１０】２つの振動体１を使用することによって両
加速度センサ２の信号が差動信号として評価される。こ
の差動形成によって、両センサ２上に作用する加速度力
つまりＹ方向における加速度が抑制される。この場合角
速度に依存する信号だけが残る。更に２つの振動体があ
る場合には、両振動体の内の一方だけが励磁される可能
性もある。そのための前提条件は、両振動体１が同一の
共振周波数を有しかつ何等かの形式で相互に連結されて
いるということである。前述の場合にあっては、両振動
体間の機械的な連結がプレート状支持体３の変形によっ
て達成可能である。しかし図示の実施例の場合には、両
振動体１上に振動体１の励磁のために使用可能である手
段が設けられている。このためプリント配線回路６によ
る結合パッド７を介し曲げ舌部４及び地震質量体５に亘
って電流が導かれる。更に磁場が形成されかつプレート
状支持体３に対し垂直に起立した外方の手段が設けられ
ている場合には、プリント配線回路６乃至曲げ舌部及び
地震質量体５上に力が作用するようになる。また各結合
パッド間の電流が振動体１の共振周波数によって変調さ
れた場合は、振動体１はＹ方向の振動を励起することが
できる。その際極性を対応するように選択することによ
って両振動体１を逆相に励磁することができる。
加速度センサ２の信号が差動信号として評価される。こ
の差動形成によって、両センサ２上に作用する加速度力
つまりＹ方向における加速度が抑制される。この場合角
速度に依存する信号だけが残る。更に２つの振動体があ
る場合には、両振動体の内の一方だけが励磁される可能
性もある。そのための前提条件は、両振動体１が同一の
共振周波数を有しかつ何等かの形式で相互に連結されて
いるということである。前述の場合にあっては、両振動
体間の機械的な連結がプレート状支持体３の変形によっ
て達成可能である。しかし図示の実施例の場合には、両
振動体１上に振動体１の励磁のために使用可能である手
段が設けられている。このためプリント配線回路６によ
る結合パッド７を介し曲げ舌部４及び地震質量体５に亘
って電流が導かれる。更に磁場が形成されかつプレート
状支持体３に対し垂直に起立した外方の手段が設けられ
ている場合には、プリント配線回路６乃至曲げ舌部及び
地震質量体５上に力が作用するようになる。また各結合
パッド間の電流が振動体１の共振周波数によって変調さ
れた場合は、振動体１はＹ方向の振動を励起することが
できる。その際極性を対応するように選択することによ
って両振動体１を逆相に励磁することができる。
【００１１】Ｙ方向のコリオリ加速度の測定のために使
用される加速度センサ２は、例へば米国特許第５ ０９
０ ２５４号明細書に開示されている。上記明細書の図
２４には例へば完全にカプセル化された加速度センサが
図示されており、該センサは多層シリコン層内に埋め込
まれている。このような加速度センサは、切欠き９の取
付けのための方法に関連して使用することができるの
で、加速度センサのための製造プロセスを簡単に実施す
ることができる。ここに図示された回転率センサを形成
するための別の形式が図４乃至図７に例示的に説明され
ている。図４にはプレート状支持体３の横断面が図示さ
れ、その上方側部に加速度センサ２が形成されている。
この加速度センサの製造は、米国特許第５ ０９０ ２
５４号明細書に説明されているのと同様な形式で行われ
る。プレート状支持体３の上面及び下面は不活性化層１
４で覆われている。この種の不活性化層に対しては、例
へば公知の形式で単結晶シリコンからプレートに分離さ
れた酸化珪素又は窒化珪素が適合している。図５には別
の１つの加工ステップだけが図示されている。プレート
状支持体３の上面には組織パターン加工された金属構造
体１６が形成されており、該金属構造体１６は例へば加
速度センサ２への接触部を形成し又は簡単なプリント配
線回路を形成している。この金属構造体１６は、例へば
金属の全面的なスパッタリング又は蒸着とそれに続く組
織パターン加工のステップとによって行われる。この場
合は更に別の不活性化層１７が設けられていて、その下
方に金属構造体１６及び加速度センサ２が埋め込まれて
いる。この付加的な不活性化層１７によって加速度セン
サ２及びプリント配線回路の保護が行われている。この
付加的な不活性化層１７の材料としては再度酸化珪化又
は窒化珪素が使用されている。更に例へばホトレジスト
から成る付加的なカバー１８が設けられていて、別の加
工ステップの際加速度センサ２及び金属構造体１６を保
護している。プレート状支持体３の下側の不活性化層１
４にはエッチング開口１５が加工されている。このエッ
チング開口１５を貫通して、図６に図示されているよう
に、プレート状支持体３の組織パターン加工が行われ
る。プレート状支持体３の上側は、図５と図６とでは変
っていない。しかしエッチング開口１５のアクセス領域
には、プレート状支持体３内に切欠き９がエッチングさ
れており、該切欠き９を貫いてプレート状支持体３の組
織パターン加工が行われる。図６に図示された構造体
は、例へば図１で公知であるのと同じ地震質量体５の横
断面で図示されている。更に図６から判るように、切欠
き９の側方の寸法はエッチング開口１５の側方の寸法よ
りも明らかに長い。既に図１乃至図３の説明で述べてい
るように、側部１２に隣接する切欠き９の側壁は、プレ
ート状支持体３の［１００］表面に対して垂直な［１０
０］結晶平面によって形成されている。。シリコン単結
晶の［１００］結晶方向に対し平行なエッチング開口１
５の縁部の正確な配向に基いて、エッチング開口１５の
両側に対し不活性化層１４の制御された下方エッチング
を達成することができる。そして切欠き９は、１つの軸
に垂直な側壁を有しかつこの方向におけるその外方寸法
がエッチング時間によって正確に制御されるような形式
で、これを形成することができる。薄い曲げ舌部４の形
成のために、規定された間隔の２つのエッチング開口１
５が相互に平行に配置されており、その結果、形成され
た切欠き９によって曲げ舌部４のための薄いウエブが残
るようになっている。ここに説明したエッチング方法
は、例へばドイツ国特許第４１０６２８７号明細書によ
って公知である。図７には、不活性化層１４がもはや必
要としない範囲で除去された後の、プレート状支持体３
乃至地震質量体５による横断面が図示されている。この
方法ステップに対しては、加速度センサ２乃至プリント
配線回路６の領域の不活性化層１４を保護するため、ホ
トレジストカバー１８を使用することができる。
用される加速度センサ２は、例へば米国特許第５ ０９
０ ２５４号明細書に開示されている。上記明細書の図
２４には例へば完全にカプセル化された加速度センサが
図示されており、該センサは多層シリコン層内に埋め込
まれている。このような加速度センサは、切欠き９の取
付けのための方法に関連して使用することができるの
で、加速度センサのための製造プロセスを簡単に実施す
ることができる。ここに図示された回転率センサを形成
するための別の形式が図４乃至図７に例示的に説明され
ている。図４にはプレート状支持体３の横断面が図示さ
れ、その上方側部に加速度センサ２が形成されている。
この加速度センサの製造は、米国特許第５ ０９０ ２
５４号明細書に説明されているのと同様な形式で行われ
る。プレート状支持体３の上面及び下面は不活性化層１
４で覆われている。この種の不活性化層に対しては、例
へば公知の形式で単結晶シリコンからプレートに分離さ
れた酸化珪素又は窒化珪素が適合している。図５には別
の１つの加工ステップだけが図示されている。プレート
状支持体３の上面には組織パターン加工された金属構造
体１６が形成されており、該金属構造体１６は例へば加
速度センサ２への接触部を形成し又は簡単なプリント配
線回路を形成している。この金属構造体１６は、例へば
金属の全面的なスパッタリング又は蒸着とそれに続く組
織パターン加工のステップとによって行われる。この場
合は更に別の不活性化層１７が設けられていて、その下
方に金属構造体１６及び加速度センサ２が埋め込まれて
いる。この付加的な不活性化層１７によって加速度セン
サ２及びプリント配線回路の保護が行われている。この
付加的な不活性化層１７の材料としては再度酸化珪化又
は窒化珪素が使用されている。更に例へばホトレジスト
から成る付加的なカバー１８が設けられていて、別の加
工ステップの際加速度センサ２及び金属構造体１６を保
護している。プレート状支持体３の下側の不活性化層１
４にはエッチング開口１５が加工されている。このエッ
チング開口１５を貫通して、図６に図示されているよう
に、プレート状支持体３の組織パターン加工が行われ
る。プレート状支持体３の上側は、図５と図６とでは変
っていない。しかしエッチング開口１５のアクセス領域
には、プレート状支持体３内に切欠き９がエッチングさ
れており、該切欠き９を貫いてプレート状支持体３の組
織パターン加工が行われる。図６に図示された構造体
は、例へば図１で公知であるのと同じ地震質量体５の横
断面で図示されている。更に図６から判るように、切欠
き９の側方の寸法はエッチング開口１５の側方の寸法よ
りも明らかに長い。既に図１乃至図３の説明で述べてい
るように、側部１２に隣接する切欠き９の側壁は、プレ
ート状支持体３の［１００］表面に対して垂直な［１０
０］結晶平面によって形成されている。。シリコン単結
晶の［１００］結晶方向に対し平行なエッチング開口１
５の縁部の正確な配向に基いて、エッチング開口１５の
両側に対し不活性化層１４の制御された下方エッチング
を達成することができる。そして切欠き９は、１つの軸
に垂直な側壁を有しかつこの方向におけるその外方寸法
がエッチング時間によって正確に制御されるような形式
で、これを形成することができる。薄い曲げ舌部４の形
成のために、規定された間隔の２つのエッチング開口１
５が相互に平行に配置されており、その結果、形成され
た切欠き９によって曲げ舌部４のための薄いウエブが残
るようになっている。ここに説明したエッチング方法
は、例へばドイツ国特許第４１０６２８７号明細書によ
って公知である。図７には、不活性化層１４がもはや必
要としない範囲で除去された後の、プレート状支持体３
乃至地震質量体５による横断面が図示されている。この
方法ステップに対しては、加速度センサ２乃至プリント
配線回路６の領域の不活性化層１４を保護するため、ホ
トレジストカバー１８を使用することができる。
【００１２】図８には、プレート状支持体３の表面に垂
直な磁場を形成するため、２つのコイル２１の間に配置
されたプレート状支持体３が図示されている。この様な
形式で振動体１は、電流がプリント配線回路６を貫いて
送電できるような形式で、振動するように励磁される。
プリント配線回路６を貫く電流の変調によって、乃至は
振動体１の固有振動数による磁場２０の変調によって振
動体１が振動するように励磁される。代替案として永久
磁石を使用することも可能である。
直な磁場を形成するため、２つのコイル２１の間に配置
されたプレート状支持体３が図示されている。この様な
形式で振動体１は、電流がプリント配線回路６を貫いて
送電できるような形式で、振動するように励磁される。
プリント配線回路６を貫く電流の変調によって、乃至は
振動体１の固有振動数による磁場２０の変調によって振
動体１が振動するように励磁される。代替案として永久
磁石を使用することも可能である。
【図１】本発明の回転率センサの平面図である。
【図２】図１の線Ｉ−Ｉに沿った断面図である。
【図３】図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。
【図４】プレート状支持体の横断面図である。
【図５】本発明の回転率センサの製造方法のステップの
図である。
図である。
【図６】本発明の回転率センサの製造方法のステップの
図である。
図である。
【図７】本発明の回転率センサの製造方法のステップの
図である。
図である。
【図８】磁場による振動励磁の図である。
１ 振動体
２ 加速度センサ
３ 支持体
４ 曲げ舌部
５ 地震質量体
６ プリント配線回路
７，８ 結合パッド
９ 切欠き
１２，１３ 側部
１４ 不活性化層
１５ エッチング開口
１６ 金属構造体
１７ 不活性化層
１８ 被覆部
２０ 磁場
２１ コイル
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 イリ マレック
ドイツ連邦共和国 ロイトリンゲン ラ
イプルシュトラーセ 10−１
(72)発明者 イェルク ヴォルフ
ドイツ連邦共和国 カールスルーエ ル
シュグラーベン 63
(72)発明者 エーリッヒ ツァプラー
ドイツ連邦共和国 シュトゥッテンゼー
ブルンヒルトシュトラーセ 11
(56)参考文献 特開 平４−233468（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−332852（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01C 19/56
G01P 9/04
G01P 15/12
Claims (10)
- 【請求項１】 少くとも１つの振動体（１）と、振動体
（１）上に配置された少くとも１つの加速度センサ
（２）とを備えた回転率センサであって、振動体（１）
が、プレート状の支持体（３）から組織パターン加工さ
れていて少くとも１つの曲げ舌部（４）を有しており、
該曲げ舌部（４）は、支持体（３）の表面に垂直に起立
する第１軸ではほぼ支持体（３）の肉厚を有し、かつ第
１軸に対し垂直な第２軸では小さな肉厚を有しており、
加速度センサ（２）が第２軸における加速度を測定して
いる形式のものにおいて、 加速度センサ（２）が気密にカプセル化されていること
を特徴とする回転率センサ。 - 【請求項２】 振動体（１）が曲げ舌部（４）に掛止さ
れた少くとも１つの地震質量体（５）を有し、加速度セ
ンサ（２）は地震質量体（５）上に配置されていること
を特徴とする、請求項１記載の回転率センサ。 - 【請求項３】 地震質量体が、地震質量体（５）の向き
合った側に配置されている少くとも２つの曲げ舌部
（４）に掛止されており、地震質量体（５）下方の曲げ
舌部（４）にはプリント配線回路（６）が配置されてい
ることを特徴とする、請求項２記載の回転率センサ。 - 【請求項４】 振動体（１）が磁場（２０）内に配置さ
れており、磁場（２０）の磁力線がプリント配線回路
（６）に対し相対的に直角を成していることを特徴とす
る、請求項３記載の回転率センサ。 - 【請求項５】 その共振周波数がほぼ等しい２つの振動
体（１）が設けられていて、互いに機械的に連結されて
いるため、一方の振動体（１）の振動が他方の振動体
（１）の逆相振動を惹き起すことを特徴とする、請求項
１から４までのいづれか１項記載の回転率センサ。 - 【請求項６】 支持体（３）が［１００］方位のシリコ
ンプレートであり、振動体が切欠き（９）のエッチング
によってシリコンプレート内に組織パターン加工されて
おり、切欠き（９）の側部（１２，１３）は支持体
（３）の表面上で六角形の輪郭を形成し、六角形（１
２）の向い合って位置する２つの側部（１２）がシリコ
ン単結晶の［１００］方向に平行であり、かつ六角形の
４つの側部（１３）はシリコン単結晶の［１１０］方向
に平行であることを特徴とする、請求項１から５までの
いづれか１項記載の回転率センサ。 - 【請求項７】 組織パターン加工によってシリコン単結
晶から回転率センサを製造する方法において、 シリコンプレートの前面側にカプセル化された加速度セ
ンサ（２）を製造し、加速度センサ（２）の接触並びに
プリント配線回路（６）のための金属構造体（１６）を
前面側に装着し、シリコン支持体（３）を完全に貫通す
る切欠き（９）をシリコンプレート（３）の背面側にエ
ッチングすることによって、曲げ舌部（４）を有する少
くとも１つの振動体（１）を組織パターン加工し、更に
加速度センサ（２）及びプリント配線回路（６）を振動
体（１）上に配置することを特徴とする、回転率センサ
を製造する方法。 - 【請求項８】 シリコン支持体（３）の前面側に加速度
センサを製造する際、殊に酸化珪素又は窒化珪素から成
る不活性化層（１４）を分離し、かつシリコンプレート
（３）の背面側における切欠き（９）のエッチングを不
活性化層（１４）に達するまで行うことを特徴とする、
請求項７記載の方法。 - 【請求項９】 切欠きの領域内の不活性化層（１４）を
シリコンプレートの前面側からエッチングし、かつこの
エッチングステップの際加速度センサ（２）及びプリン
ト配線回路（６）を腐蝕から保護することを特徴とす
る、請求項８記載の方法。 - 【請求項１０】 切欠き（９）をエッチングするためシ
リコンプレート（３）の背面側に、六角形の形状を有す
るエッチング開口（１５）を備えた不活性化層（１４）
を装着し、更に六角形の２つの側部をシリコンプレート
（３）の［１００］結晶方向に平行に、かつ六角形の４
つの側部をシリコンプレートの［１１０］結晶方向に平
行になし、更にはシリコンプレート（３）を、［１１
１］結晶方向を特に緩慢にエッチングしうるようなエッ
チング溶液で負荷することを特徴とする、請求項７から
９までのいづれか１項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4335219.7 | 1993-10-15 | ||
| DE19934335219 DE4335219B4 (de) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | Drehratensensor und Verfahren zur Herstellung eines Drehratensensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07191054A JPH07191054A (ja) | 1995-07-28 |
| JP3497578B2 true JP3497578B2 (ja) | 2004-02-16 |
Family
ID=6500254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24646194A Expired - Fee Related JP3497578B2 (ja) | 1993-10-15 | 1994-10-12 | 回転率センサ及び回転率センサを製造する方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3497578B2 (ja) |
| DE (1) | DE4335219B4 (ja) |
| FR (1) | FR2711245A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19519488B4 (de) * | 1995-05-27 | 2005-03-10 | Bosch Gmbh Robert | Drehratensensor mit zwei Beschleunigungssensoren |
| DE19526903B4 (de) * | 1995-07-22 | 2005-03-10 | Bosch Gmbh Robert | Drehratensensor |
| GB0001775D0 (en) * | 2000-01-27 | 2000-03-22 | British Aerospace | Improvements relating to angular rate sensor devices |
| EP1120630A1 (en) * | 2000-01-27 | 2001-08-01 | British Aerospace Public Limited Company | Micromachined angular rate sensor |
| EP2386826B1 (en) * | 2002-06-10 | 2014-02-26 | Panasonic Corporation | Angular velocity sensor |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1222880A (en) * | 1983-12-05 | 1987-06-16 | Robert E. Stewart | Two axis multisensor |
| US5090254A (en) * | 1990-04-11 | 1992-02-25 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Polysilicon resonating beam transducers |
| DE4022495A1 (de) * | 1990-07-14 | 1992-01-23 | Bosch Gmbh Robert | Mikromechanischer drehratensensor |
| DE4032559C2 (de) * | 1990-10-13 | 2000-11-23 | Bosch Gmbh Robert | Drehratensensor und Verfahren zur Herstellung |
| DE4106287A1 (de) * | 1990-10-25 | 1992-04-30 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zum anisotropen aetzen von monokristallinen, scheibenfoermigen traegern |
| US5241861A (en) * | 1991-02-08 | 1993-09-07 | Sundstrand Corporation | Micromachined rate and acceleration sensor |
-
1993
- 1993-10-15 DE DE19934335219 patent/DE4335219B4/de not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-10-12 JP JP24646194A patent/JP3497578B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1994-10-14 FR FR9412304A patent/FR2711245A1/fr active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4335219A1 (de) | 1995-04-20 |
| FR2711245A1 (fr) | 1995-04-21 |
| DE4335219B4 (de) | 2004-06-03 |
| JPH07191054A (ja) | 1995-07-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3342880B2 (ja) | 回転角速度センサ | |
| US6591678B2 (en) | Semiconductor dynamic quantity sensor for detecting dynamic quantity in two axes with X-shaped mass portion | |
| JP3434944B2 (ja) | 自己診断能力を備えた対称型プルーフ・マス加速度計とその製造方法 | |
| JP3780086B2 (ja) | 姿勢角度検出装置 | |
| JPH1047971A (ja) | 角速度センサ | |
| JPH0821722B2 (ja) | 半導体振動・加速度検出装置 | |
| JP3263113B2 (ja) | 慣性センサー | |
| CN101326444A (zh) | 微加工声波加速度计 | |
| JP4693003B2 (ja) | 微細加工マルチセンサの基板上への加工方法 | |
| JP3497578B2 (ja) | 回転率センサ及び回転率センサを製造する方法 | |
| JPH06123632A (ja) | 力学量センサ | |
| US5696323A (en) | Two bar resonant beam Coriolis rate sensor | |
| US5656777A (en) | Miniature box vibrating gyroscope | |
| JP3627618B2 (ja) | 角速度センサ | |
| RU2258937C2 (ru) | Компактный инерциальный датчик | |
| JPH0926430A (ja) | 衝撃センサ | |
| KR20020062795A (ko) | 가속도 센서 | |
| JP3351325B2 (ja) | 共振子 | |
| JP3421340B2 (ja) | 強誘電薄膜進行波回転センサ | |
| JP3230359B2 (ja) | 共振型振動素子 | |
| JPH07113643A (ja) | 圧電振動角速度計 | |
| JPH063153A (ja) | 振動ジャイロ | |
| JP2000065581A (ja) | 角速度センサ | |
| JP2004251702A (ja) | 振動型圧電加速度センサ素子とこれを用いた振動型圧電加速度センサおよび振動型圧電加速度センサ装置 | |
| JP3378116B2 (ja) | 圧電型加速度センサおよび圧電素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |