JP6464608B2 - 物理量センサー、電子機器および移動体 - Google Patents
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本発明の物理量センサーは、第1質量部、前記第1質量部よりも質量が大きい第2質量部、及び平面視で前記第1質量部と前記第2質量部との間に配置されている支持部を含む可動部と、
前記第1質量部と対向して配置されている第1固定電極と、
前記第2質量部と対向して配置されている第2固定電極と、
前記可動部と対向し、前記平面視で前記第1固定電極と前記第2固定電極との間に配置されている第1対向電極と、
前記可動部と対向し、前記平面視で前記第1固定電極の前記第1対向電極の側とは反対側に配置されている第2対向電極と、
前記可動部と対向し、前記平面視で前記第2固定電極の前記第1対向電極の側とは反対側に配置されている第3対向電極と、
を含み、
前記第1固定電極と前記第1対向電極との離間距離をw1、
前記第2固定電極と前記第1対向電極との離間距離をw2、
前記第1固定電極と前記第2対向電極との離間距離をw3、
前記第2固定電極と前記第3対向電極との離間距離をw4としたとき、
w1<w2、且つ、w3=w4
または、
w1<w2、且つ、w3<w4
または、
w1<w2、且つ、w3>w4
または、
w1>w2、且つ、w3<w4
を満足していることを特徴とする。
本発明の物理量センサーでは、前記第1固定電極と前記第1対向電極との間の静電容量をC4、
前記第2固定電極と前記第1対向電極との間の静電容量をC5、
前記第1固定電極と前記第2対向電極との間の静電容量をC6、
前記第2固定電極と前記第3対向電極との間の静電容量をC7としたとき、
w1<w2、且つ、w3=w4を満たしている場合、
C4=C5、且つ、C6>C7
または、
C6<C7、且つ、C4>C5
を満足し、
w1<w2、且つ、w3<w4を満たしている場合、
C4>C5、C6>C7
を満足し、
w1<w2、且つ、w3>w4を満たしている場合、
C4≫C5、且つ、C6<C7
を満足し、
w1>w2、且つ、w3<w4を満たしている場合、
C4<C5、C6≫C7
を満足していることが好ましい。
本発明の物理量センサーでは、基板と、
前記基板に接合されている蓋体と、
を含み、
前記可動部は、前記基板と前記蓋体とにより形成されているキャビティーに収容され、
前記第1固定電極、前記第2固定電極、前記第1対向電極、前記第2対向電極、及び前記第3対向電極は、前記キャビティーに収容され、且つ、前記基板の前記可動部と対向している面上に配置されていることが好ましい。
本発明の物理量センサーでは、前記キャビティーは、不活性ガスが充填されていることが好ましい。
本発明の物理量センサーでは、前記基板と前記蓋体は、陽極接合により接合されていることが好ましい。
本発明の物理量センサーでは、前記基板は、ガラス基板であることが好ましい。
本発明の電子機器は、本発明の物理量センサーを備えていることを特徴とする。
本発明の移動体は、本発明の物理量センサーを備えていることを特徴とする。
まず、図1の物理量センサーについて、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の好適な実施形態に係る物理量センサー100を模式的に示す平面図、図2は、図1の物理量センサー100を模式的に示す図1のII−II線断面図、図3は、図1の物理量センサー100を模式的に示す図1のIII−III線断面図、図4は、図1の物理量センサー100を模式的に示す図1のIV−IV線断面図である。
基板10の材質は、例えば、ガラス等の絶縁材料である。例えば基板10をガラス等の絶縁材料、可動部20をシリコン等の半導体材料にすることにより、容易に両者を電気的に絶縁することができ、センサー構造を簡素化することができる。なお、基板10をガラスで構成した場合、より高感度な物理量センサーを提供することができる。
第1質量部20aは、平面視において、支持軸Qによって区画される可動部20の2つの部分のうちの一方(図1では右側に位置する部分)である。
物理量センサー100では、加速度、角速度等の物理量に応じて、可動部20が支持軸Qまわりに揺動する。この可動部20の動きに伴って、第1可動電極21と第1固定電極50との間の距離、および第2可動電極22と第2固定電極52との間の距離が変化する。具体的には、例えば鉛直上向き(+Z軸方向)の加速度が物理量センサー100に加わると、可動部20は反時計回りに回転し、第1可動電極21と第1固定電極50との間の距離が小さくなり、第2可動電極22と第2固定電極52との間の距離が大きくなる。この結果、静電容量C1が大きくなり、静電容量C2が小さくなる。また、例えば鉛直下向き(−Z軸方向)の加速度が物理量センサー100に加わると、可動部20は時計回りに回転し、第1可動電極21と第1固定電極50との間の距離が大きくなり、第2可動電極22と第2固定電極52との間の距離が小さくなる。この結果、静電容量C1が小さくなり、静電容量C2が大きくなる。
次に、図1の物理量センサーの製造方法について、図面を参照しながら説明する。図5〜図7は、図1の物理量センサー100の製造工程を模式的に示す断面図であって、図2に対応している。
以上の工程により、物理量センサー100を製造することができる。
次に、上記物理量センサー100の変形例に係る物理量センサーについて、図面を参照しながら説明する。図8は、変形例に係る物理量センサー200を模式的に示す平面図である。なお、便宜上、図8では、蓋体80を透視して図示している。また、図8では、互いに直交する3つの軸として、X軸、Y軸、およびZ軸を図示している。
次に、本発明の電子機器を説明する。
このような携帯電話機1200には、物理量センサー100が内蔵されている。
図12は、本発明の移動体の一例である自動車の構成を示す斜視図である。
10…基板
102…シリコン基板
11…凹部
12…底面
13…ポスト部
14…上面
15…窪み部
16…底面
17…第1溝部
18…第2溝部
19…第3溝部
20…可動部
20a…第1質量部
20b…第2質量部
21…第1可動電極
22…第2可動電極
23、24…端面
25…貫通孔
26…開口部
30…第1連結部
32…第2連結部
40…支持部
41…第1部分
42…第2部分
43…第2部分
44…第2部分
45…第2部分
46…接続領域
50…第1固定電極
52…第2固定電極
53…第1ダミー電極
54…第2ダミー電極
55…第3ダミー電極
60…第1配線
61…配線層部
62…バンプ部
63…コンタクト領域
64…第2配線
66…第3配線
70…第1パッド
72…第2パッド
74…第3パッド
80…蓋体
82…キャビティー
100、200…物理量センサー
1100…パーソナルコンピューター
1102…キーボード
1104…本体部
1106…表示ユニット
1108…表示部
1200…携帯電話機
1202…操作ボタン
1204…受話口
1206…送話口
1208…表示部
1300…デジタルスチルカメラ
1302…ケース
1304…受光ユニット
1306…シャッターボタン
1308…メモリー
1310…表示部
1312…ビデオ信号出力端子
1314…入出力端子
1430…テレビモニター
1440…パーソナルコンピューター
1500…自動車
1502…車体
1504…電子制御ユニット
Q…支持軸
R…第2軸
Claims (7)
- 第1質量部、前記第1質量部よりも質量が大きい第2質量部、及び平面視で前記第1質量部と前記第2質量部との間に配置されている支持部を含む可動部と、
前記第1質量部と対向して配置されている第1固定電極と、
前記第2質量部と対向して配置されている第2固定電極と、
前記可動部と対向し、前記平面視で前記第1固定電極と前記第2固定電極との間に配置されている第1対向電極と、
前記可動部と対向し、前記平面視で前記第1固定電極の前記第1対向電極の側とは反対側に配置されている第2対向電極と、
前記可動部と対向し、前記平面視で前記第2固定電極の前記第1対向電極の側とは反対側に配置されている第3対向電極と、
を含み、
前記第1固定電極と前記第1対向電極との離間距離をw1、
前記第2固定電極と前記第1対向電極との離間距離をw2、
前記第1固定電極と前記第2対向電極との離間距離をw3、
前記第2固定電極と前記第3対向電極との離間距離をw4、
前記第1固定電極と前記第1対向電極との間の静電容量をC4、
前記第2固定電極と前記第1対向電極との間の静電容量をC5、
前記第1固定電極と前記第2対向電極との間の静電容量をC6、
前記第2固定電極と前記第3対向電極との間の静電容量をC7とし、
前記第1固定電極の面積と、前記第2固定電極の面積が等しく、
前記第2対向電極の面積は、前記第3対向電極の面積よりも小さい場合において、
w1<w2、且つ、w3=w4
または、
w1<w2、且つ、w3<w4
または、
w1<w2、且つ、w3>w4
または、
w1>w2、且つ、w3<w4
を満足し、「C4+C6」と、「C5+C7」との差が、w1=w2、且つ、w3=w4の場合よりも小さく、
w1<w2、且つ、w3=w4を満たしている場合、
C6<C7、且つ、C4>C5
を満足し、
w1<w2、且つ、w3<w4を満たしている場合、
C4>C5、C6>C7
を満足し、
w1<w2、且つ、w3>w4を満たしている場合、
C4≫C5、且つ、C6<C7
を満足し、
w1>w2、且つ、w3<w4を満たしている場合、
C4<C5、C6≫C7
を満足し、
前記平面視で、前記第1固定電極、前記第2固定電極、前記第1対向電極、前記第2対向電極および前記第3対向電極の、前記第1質量部と前記第2質量部とが並ぶ方向と直交する方向の長さは、前記第1質量部の前記長さよりも長く、
前記平面視で、前記第1固定電極は、前記第1質量部と前記第2質量部とが並ぶ方向において、前記第1質量部から露出し、前記第3対向電極は、前記第1質量部と前記第2質量部とが並ぶ方向において、前記第2質量部から露出していることを特徴とする物理量センサー。 - 請求項1において、
基板と、
前記基板に接合されている蓋体と、
を含み、
前記可動部は、前記基板と前記蓋体とにより形成されているキャビティーに収容され、
前記第1固定電極、前記第2固定電極、前記第1対向電極、前記第2対向電極、及び前記第3対向電極は、前記キャビティーに収容され、且つ、前記基板の前記可動部と対向している面上に配置されていることを特徴とする物理量センサー。 - 請求項2において、
前記キャビティーは、不活性ガスが充填されていることを特徴とする物理量センサー。 - 請求項2または3において、
前記基板と前記蓋体は、陽極接合により接合されていることを特徴とする物理量センサー。 - 請求項2乃至4の何れか一項において、
前記基板は、ガラス基板であることを特徴とする物理量センサー。 - 請求項1乃至5の何れか一項に記載の物理量センサーを備えていることを特徴とする電子機器。
- 請求項1乃至5の何れか一項に記載の物理量センサーを備えていることを特徴とする移動体。
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