JP6354603B2 - 加速度センサおよび加速度センサの実装構造 - Google Patents
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Description
本発明の第1実施形態について図面を参照しつつ説明する。図1および図2に示されるように、本実施形態の加速度センサは、支持基板11上に絶縁膜12を介して半導体層13が積層されたSOI(Silicon on Insulator)基板14を用いて構成されている。
なお、第1〜第4固定電極32〜62は全て同じ形状(大きさ)とされており、対向する第1〜第4可動電極24〜27との間隔および対向面積は全て等しくされている。また、本実施形態では、第1、第2固定電極32、42が本発明の第1方向用固定電極に相当し、第3、第4固定電極52、62が本発明の第2方向用固定電極に相当している。
本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対して、2つの第1〜第4可動電極24〜27に挟まれる第1〜第4固定電極32〜62において、第1〜第4固定電極32〜62と離間している第1〜第4可動電極24〜27との間に形成される容量も考慮したものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態は、上記第1実施形態に対して第1〜第4可動電極24〜27の延設方向および第1〜第4固定電極32〜62の延設方向をSOI基板14のx軸方向およびy軸方向と一致させたものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
13 半導体層
14 半導体基板
21 錘部
22 枠部
23a 第1梁部
23b 第2梁部
24、25 第1方向用可動電極(第1、第2可動電極)
26、27 第2方向用可動電極(第3、第4可動電極)
28 アンカー部
32、42 第1方向用固定電極(第1、第2固定電極)
52、62 第2方向用固定電極(第3、第4固定電極)
Claims (8)
- 支持基板(11)上に半導体層(13)が積層された半導体基板(14)と、
前記半導体層に形成され、前記半導体基板における面方向の一方向に延設された第1方向用可動電極(24、25)と、
前記半導体層に形成され、前記一方向と直交する方向であり、前記面方向と平行な一方向に延設された第2方向用可動電極(26、27)と、
前記半導体層に形成され、前記第1方向用可動電極と対向して配置された第1方向用固定電極(32、42)と、
前記半導体層に形成され、前記第2方向用可動電極と対向して配置された第2方向用固定電極(52、62)と、
前記半導体層に形成され、前記第1方向用可動電極および前記第2方向用可動電極を備えると共に、加速度に応じて前記第1、第2方向用可動電極を一体的に変位させる支持部材(21、22、23a、23b、28)と、を備え、
前記半導体基板の面方向における第1方向および当該第1方向と直交する方向であり、前記面方向と平行な第2方向の加速度を検出する加速度センサにおいて、
前記第1、第2方向用可動電極と前記1、第2方向用固定電極との対向する部分の長さをL、前記第1、第2方向用可動電極と前記1、第2方向用固定電極との間隔をdとしたとき、前記第1方向用可動電極および前記第1方向用固定電極は、延設方向と前記第2方向との成す角度がsin−1(d/L)[deg]とされ、かつ、前記第2方向の加速度が印加されて前記第1方向用可動電極が変位した際の前記第1方向用可動電極と前記第1方向用固定電極との対向する部分の長さの増減と前記第1方向用可動電極と前記第1方向用固定電極との間隔の増減とが一致するように形成されており、前記第2方向用可動電極および前記第2方向用固定電極は、延設方向と前記第1方向との成す角度がsin−1(d/L)[deg]とされ、かつ、前記第1方向の加速度が印加されて前記第2方向用可動電極が変位した際の前記第2方向用可動電極と前記第2方向用固定電極との対向する部分の長さの増減と前記第2方向用可動電極と前記第2方向用固定電極との間隔の増減とが一致するように形成されていることを特徴とする加速度センサ。 - 支持基板(11)上に半導体層(13)が積層された半導体基板(14)と、
前記半導体層に形成され、前記半導体基板における面方向の一方向に延設された複数の第1方向用可動電極(24、25)と、
前記半導体層に形成され、前記一方向と直交する方向であり、前記面方向と平行な一方向に延設された複数の第2方向用可動電極(26、27)と、
前記半導体層に形成されることで前記第1方向用可動電極と対向して配置され、少なくとも1つが前記複数の第1方向用可動電極に挟まれる第1方向用固定電極(32、42)と、
前記半導体層に形成されることで前記第2方向用可動電極と対向して配置され、少なくとも1つが前記複数の第2方向用可動電極に挟まれる第2方向用固定電極(52、62)と、
前記半導体層に形成され、前記第1方向用可動電極および前記第2方向用可動電極を備えると共に、加速度に応じて前記第1、第2方向用可動電極を一体的に変位させる支持部材(21、22、23a、23b、28)と、を備え、
前記半導体基板の面方向における第1方向および当該第1方向と直交する方向であり、前記面方向と平行な第2方向の加速度を検出する加速度センサにおいて、
前記第1、第2方向用可動電極と前記1、第2方向用固定電極との対向する部分の長さをL、前記第1、第2方向用固定電極と当該第1、第2方向用固定電極を挟む2つの第1、第2方向用可動電極のうちの一方の第1、第2方向用可動電極との間隔をd1、前記第1、第2方向用固定電極と当該第1、第2方向用固定電極を挟む2つの第1、第2方向用可動電極のうちの他方の第1、第2方向用可動電極との間隔をa・d1としたとき、前記第1方向用可動電極および前記第1方向用固定電極は、延設方向と前記第2方向との成す角度がsin−1{a・d1/L(a−1)}[deg]とされ、かつ、前記第2方向の加速度が印加されて前記第1方向用可動電極が変位した際の前記第1方向用可動電極と前記第1方向用固定電極との対向する部分の長さの増減と前記第1方向用可動電極と前記第1方向用固定電極との間隔の増減とが一致するように形成されており、前記第2方向用可動電極および前記第2方向用固定電極は、延設方向と前記第1方向との成す角度がsin−1(a・d1/L(a−1))[deg]とされ、かつ、前記第1方向の加速度が印加されて前記第2方向用可動電極が変位した際の前記第2方向用可動電極と前記第2方向用固定電極との対向する部分の長さの増減と前記第2方向用可動電極と前記第2方向用固定電極との間隔の増減とが一致するように形成されていることを特徴とする加速度センサ。 - 支持基板(11)上に半導体層(13)が積層された半導体基板(14)と、
前記半導体層に形成され、前記半導体基板における面方向の一方向に延設された第1方向用可動電極(24、25)と、
前記半導体層に形成され、前記一方向と直交する方向であり、前記面方向と平行な一方向に延設された第2方向用可動電極(26、27)と、
前記半導体層に形成され、前記第1方向用可動電極と対向して配置された第1方向用固定電極(32、42)と、
前記半導体層に形成され、前記第2方向用可動電極と対向して配置された第2方向用固定電極(52、62)と、
前記半導体層に形成され、前記第1方向用可動電極および前記第2方向用可動電極を備えると共に、加速度に応じて前記第1、第2方向用可動電極を一体的に変位させる支持部材(21、22、23a、23b、28)と、を備える加速度センサを有し、
前記加速度センサは、被実装部材(100)の一面(100a)の面方向における第1方向と、当該第1方向と直交する方向であり、前記面方向と平行な第2方向の加速度を検出するように、前記被実装部材の一面に実装されている加速度センサの実装構造において、
前記加速度センサは、前記第1、第2方向用可動電極と前記1、第2方向用固定電極との対向する部分の長さをL、前記第1、第2方向用可動電極と前記1、第2方向用固定電極との間隔をdとしたとき、前記第1方向用可動電極および前記第1方向用固定電極の延設方向と前記被実装部材の第2方向との成す角度がsin−1(d/L)[deg]となり、かつ、前記第2方向の加速度が印加されて前記第1方向用可動電極が変位した際の前記第1方向用可動電極と前記第1方向用固定電極との対向する部分の長さの増減と前記第1方向用可動電極と前記第1方向用固定電極との間隔の増減とが一致し、前記第2方向用可動電極および前記第2方向用固定電極の延設方向と前記被実装部材の第1方向との成す角度がsin−1(d/L)[deg]となり、かつ、前記第1方向の加速度が印加されて前記第2方向用可動電極が変位した際の前記第2方向用可動電極と前記第2方向用固定電極との対向する部分の長さの増減と前記第2方向用可動電極と前記第2方向用固定電極との間隔の増減とが一致するように、前記被実装部材の一面に実装されていることを特徴とする加速度センサの実装構造。 - 前記半導体基板のうちの面方向における一方向を第1方向とし、当該第1方向と直交する方向であり、前記面方向と平行な方向を第2方向としたとき、前記第1方向用可動電極および前記第1方向用固定電極は、延設方向と前記半導体基板の第2方向との成す角度がsin−1(d/L)[deg]とされ、前記第2方向用可動電極および前記第2方向用固定電極は、延設方向と半導体基板の第1方向との成す角度がsin−1(d/L)[deg]とされており、
前記加速度センサは、前記半導体基板の第1、第2方向と前記被実装部材の第1、第2方向とが平行となるように、前記被実装部材の一面に実装されていることを特徴とする請求項3に記載の加速度センサの実装構造。 - 前記半導体基板のうちの面方向における一方向を第1方向とし、当該第1方向と直交する方向であり、前記面方向と平行な方向を第2方向としたとき、前記第1方向用可動電極および前記第1方向用固定電極は、延設方向と前記半導体基板の第2方向とが平行とされ、前記第2方向用可動電極および前記第2方向用固定電極は、延設方向と前記半導体基板の第1方向とが平行とされており、
前記加速度センサは、前記半導体基板の第1、第2方向と前記被実装部材の第1、第2方向との成す角度がsin−1(d/L)[deg]となるように、前記被実装部材の一面に実装されていることを特徴とする請求項3に記載の加速度センサの実装構造。 - 支持基板(11)上に半導体層(13)が積層された半導体基板(14)と、
前記半導体層に形成され、前記半導体基板における面方向の一方向に延設された複数の第1方向用可動電極(24、25)と、
前記半導体層に形成され、前記一方向と直交する方向であり、前記面方向と平行な一方向に延設された複数の第2方向用可動電極(26、27)と、
前記半導体層に形成されることで前記第1方向用可動電極と対向して配置され、少なくとも1つが前記複数の第1方向用可動電極に挟まれる第1方向用固定電極(32、42)と、
前記半導体層に形成されることで前記第2方向用可動電極と対向して配置され、少なくとも1つが前記複数の第2方向用可動電極に挟まれる第2方向用固定電極(52、62)と、
前記半導体層に形成され、前記第1方向用可動電極および前記第2方向用可動電極を備えると共に、加速度に応じて前記第1、第2方向用可動電極を一体的に変位させる支持部材(21、22、23a、23b、28)と、を備える加速度センサを有し、
前記加速度センサは、被実装部材(100)の一面(100a)の面方向における第1方向と、当該第1方向と直交する方向であり、前記面方向と平行な第2方向の加速度を検出するように、前記被実装部材の一面に実装されている加速度センサの実装構造において、
前記加速度センサは、前記第1、第2方向用可動電極と前記第1、第2方向用固定電極との対向する部分の長さをL、前記第1、第2方向用固定電極と当該第1、第2方向用固定電極を挟む2つの第1、第2方向用可動電極のうちの一方の第1、第2方向用可動電極との間隔をd1、前記第1、第2方向用固定電極と当該第1、第2方向用固定電極を挟む2つの第1、第2方向用可動電極のうちの他方の第1、第2方向用可動電極との間隔をa・d1としたとき、前記第1方向用可動電極および前記第1方向用固定電極の延設方向と前記第2方向との成す角度がsin−1{a・d1/L(a−1)}[deg]となり、かつ、前記第2方向の加速度が印加されて前記第1方向用可動電極が変位した際の前記第1方向用可動電極と前記第1方向用固定電極との対向する部分の長さの増減と前記第1方向用可動電極と前記第1方向用固定電極との間隔の増減とが一致し、前記第2方向用可動電極および前記第2方向用固定電極の延設方向と前記第1方向との成す角度がsin−1(a・d1/L(a−1))[deg]となり、かつ、前記第1方向の加速度が印加されて前記第2方向用可動電極が変位した際の前記第2方向用可動電極と前記第2方向用固定電極との対向する部分の長さの増減と前記第2方向用可動電極と前記第2方向用固定電極との間隔の増減とが一致するように、前記被実装部材の一面に実装されていることを特徴とする加速度センサの実装構造。 - 前記半導体基板のうちの面方向における一方向を第1方向とし、当該第1方向と直交する方向であり、前記面方向と平行な方向を第2方向としたとき、前記第1方向用可動電極および前記第1方向用固定電極は、延設方向と前記半導体基板の第2方向との成す角度がsin−1{a・d1/L(a−1)} [deg]とされ、前記第2方向用可動電極および前記第2方向用固定電極は、延設方向と前記半導体基板の第1方向との成す角度がsin−1{a・d1/L(a−1)}[deg]とされており、
前記加速度センサは、前記半導体基板の第1、第2方向と前記被実装部材の第1、第2方向とが平行となるように、前記被実装部材の一面に実装されていることを特徴とする請求項6に記載の加速度センサの実装構造。 - 前記半導体基板のうちの面方向における一方向を第1方向とし、当該第1方向と直交する方向であり、前記面方向と平行な方向を第2方向としたとき、前記第1方向用可動電極および前記第1方向用固定電極は、延設方向と前記半導体基板の第2方向とが平行とされ、前記第2方向用可動電極および前記第2方向用固定電極は、延設方向と前記半導体基板の第1方向とが平行とされており、
前記加速度センサは、前記半導体基板の第1、第2方向と前記被実装部材の第1、第2方向との成す角度がsin−1{a・d1/L(a−1)}[deg]となるように、前記被実装部材の一面に実装されていることを特徴とする請求項6に記載の加速度センサの実装構造。
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