JPH03146872A - 半導体加速度センサ - Google Patents
半導体加速度センサInfo
- Publication number
- JPH03146872A JPH03146872A JP1284742A JP28474289A JPH03146872A JP H03146872 A JPH03146872 A JP H03146872A JP 1284742 A JP1284742 A JP 1284742A JP 28474289 A JP28474289 A JP 28474289A JP H03146872 A JPH03146872 A JP H03146872A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- movable electrode
- electrode
- contact
- electrodes
- fixed
- 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.)
- Pending
Links
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 title claims abstract description 15
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 9
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 26
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000003466 welding Methods 0.000 abstract description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 8
- 239000004020 conductor Substances 0.000 abstract description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 abstract 4
- 238000010030 laminating Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005340 laminated glass Substances 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000005459 micromachining Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- G01P2015/0805—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
- G01P2015/0822—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 out-of-plane movement of the mass
- G01P2015/0825—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 out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass
- G01P2015/0828—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 out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass the mass being of the paddle type being suspended at one of its longitudinal ends
Landscapes
- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は自動車等の移動体に係り、特に車体制御等に好
適な加速度センサに関するものであるが、その中の半導
体方式に係る構成とその方法に関するものである。
適な加速度センサに関するものであるが、その中の半導
体方式に係る構成とその方法に関するものである。
従来の加速度センサは固定電極はアルミなどの金属より
なり、ガラス板に蒸着等により形成されている。しかし
、シリコンの可動電極との間で、電源がＯＦＦの状態又
はＯＮの瞬間に静電気が流れて、両電極が溶着すると云
う現象が起きることが出て来た。
なり、ガラス板に蒸着等により形成されている。しかし
、シリコンの可動電極との間で、電源がＯＦＦの状態又
はＯＮの瞬間に静電気が流れて、両電極が溶着すると云
う現象が起きることが出て来た。
両電極間での容量検出や電源が入ってからの可２
動電極を静電気力にて拘束、制御することは考えられて
いたが、この様に電源のＯＦＦ時やＯＮの瞬間について
は配慮されていなかった。
いたが、この様に電源のＯＦＦ時やＯＮの瞬間について
は配慮されていなかった。
特にマイクロマシニングによる微小ギャップ（数μｍ）
の場合はこの点に配慮しなければならない。
の場合はこの点に配慮しなければならない。
両電極の材質や設計構造については検討を加えないと瞬
時に溶着して、両電極がそのままとなり、動作不能とな
るので、材質や設計構造に配慮しなければならなかった
。
時に溶着して、両電極がそのままとなり、動作不能とな
るので、材質や設計構造に配慮しなければならなかった
。
上記従来技術では容量を検出しようとする隙間は数μｍ
のオーダーであり、材料を含めて検討しなければならな
いが、プロセスが複雑となる可能性がある。
のオーダーであり、材料を含めて検討しなければならな
いが、プロセスが複雑となる可能性がある。
そこで、設計構造を中心に改善を進め、単純に固定電極
と可動電極が溶着しない構造を考えた。
と可動電極が溶着しない構造を考えた。
本発明の目的は可動電極が動いた際に上下の固定電極が
振動による動きの範囲に設定されて無い様にするもので
、接触個所が固定電極からはずれた上下のガラス板に接
触する様にしたもの、又は固定電極をマスキングして可
動電極が接触可能の部分を取り除く方法である。
振動による動きの範囲に設定されて無い様にするもので
、接触個所が固定電極からはずれた上下のガラス板に接
触する様にしたもの、又は固定電極をマスキングして可
動電極が接触可能の部分を取り除く方法である。
上記目的を達成するために検出する容量に変化をもたら
さない様に設計することであり、接触する部分をずらし
たり、取り除いたりしても容量検出には充分配慮するこ
とである。
さない様に設計することであり、接触する部分をずらし
たり、取り除いたりしても容量検出には充分配慮するこ
とである。
半導体容量式加速度センサは積層構造の中央に配したシ
リコンの可動部と上下にガラス板の固定電極を有するも
のであるが、その動作はガラス板の固定電極とシリコン
の可動部との隙間が加速度の変化により、その容量が変
るようにした構造である。
リコンの可動部と上下にガラス板の固定電極を有するも
のであるが、その動作はガラス板の固定電極とシリコン
の可動部との隙間が加速度の変化により、その容量が変
るようにした構造である。
それらにおいて可動電極端より固定電極がずれて配設し
たり、可動電極端に突起を設けてその接触が固定電極端
よりずれたガラス板に振動時に振れた際に接触すること
により、電源がＯＦＦ時の未制御の時に溶着をしない構
造とするものである。
たり、可動電極端に突起を設けてその接触が固定電極端
よりずれたガラス板に振動時に振れた際に接触すること
により、電源がＯＦＦ時の未制御の時に溶着をしない構
造とするものである。
３−
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第１
図の積層断面構造図を展開したのが、第２図であり、そ
の積層全体実装図を示したのが第３図である。
図の積層断面構造図を展開したのが、第２図であり、そ
の積層全体実装図を示したのが第３図である。
第１図は第２図（イ）の（Ａ）〜（Ａ′）部分の断面図
であり、中央シリコン板ｌに対して上部ガラス板２と下
部ガラス板３により積層された構造になっている半導体
容量式加速度センサである。
であり、中央シリコン板ｌに対して上部ガラス板２と下
部ガラス板３により積層された構造になっている半導体
容量式加速度センサである。
通常は可動電極５と固定電極４，６間の空隙１２が所定
の値になる様に可動電極５と固定電極４．６間に印加し
た静電気力によって可動電極５の位置を拘束し、その静
電気力から加速度に対応した出力信号を取り出している
。しかし、電源がＯＦＦ時又は電源をＯＮにする瞬間、
人体等にチャージした静電気によって可動電極５と固定
電極４．６が溶着する現象が出て来る。そのために第１
図に示すごとく、可動電極５の端部１３が根元部１８を
基点にして振動する際、固定電極４，６に接触しない構
造にすることが必要である。
の値になる様に可動電極５と固定電極４．６間に印加し
た静電気力によって可動電極５の位置を拘束し、その静
電気力から加速度に対応した出力信号を取り出している
。しかし、電源がＯＦＦ時又は電源をＯＮにする瞬間、
人体等にチャージした静電気によって可動電極５と固定
電極４．６が溶着する現象が出て来る。そのために第１
図に示すごとく、可動電極５の端部１３が根元部１８を
基点にして振動する際、固定電極４，６に接触しない構
造にすることが必要である。
そのために可動電極５の端部１３が上部ガラス板２及び
下部ガラス板３の接触する相当部１４より固定電極４，
６の端部１５をずらして設定することが大切である。そ
うすることによって、電源ＯＦＦ時等に外部から静電気
力が加わっても可動電極５は固定電極４，６と接触する
ことなく、接触は可動電極端部１３がその相当部１４に
接触するのみが溶着はしない。それは可動電極端部相当
部１４は上部ガラス板２及び下部ガラス板３が絶縁体で
あることと固定電極４，６の導電体とは位置が離れてい
るから溶着はしない。
下部ガラス板３の接触する相当部１４より固定電極４，
６の端部１５をずらして設定することが大切である。そ
うすることによって、電源ＯＦＦ時等に外部から静電気
力が加わっても可動電極５は固定電極４，６と接触する
ことなく、接触は可動電極端部１３がその相当部１４に
接触するのみが溶着はしない。それは可動電極端部相当
部１４は上部ガラス板２及び下部ガラス板３が絶縁体で
あることと固定電極４，６の導電体とは位置が離れてい
るから溶着はしない。
同様に第４図、第５図の例について説明する。
第４図は第１図の可動電極端部相当部１４に該当する可
動電極端の接触部１６を固定電極６の中に設けたもので
ある。可動電極５が振動により接触する可能性のある面
積を固定電極６を設定する際にこの部分を取除いておく
ことである。このことは第１図と同様であるが、違いは
固定電極の輪郭部１９を設けたことである。これは固定
電極の輪郭部１９を設けない場合は第１図と同様である
が、これを設けた場合は可動電極５との間に設定する容
量検出用の隙間１２の面積を確保するためである。
動電極端の接触部１６を固定電極６の中に設けたもので
ある。可動電極５が振動により接触する可能性のある面
積を固定電極６を設定する際にこの部分を取除いておく
ことである。このことは第１図と同様であるが、違いは
固定電極の輪郭部１９を設けたことである。これは固定
電極の輪郭部１９を設けない場合は第１図と同様である
が、これを設けた場合は可動電極５との間に設定する容
量検出用の隙間１２の面積を確保するためである。
第↓図の如く、可動電極端部１３と固定電極端部１５と
をずらして設定するだけでなく、可動電極５との容量検
出用隙間１２との面積を減らすことなく静電気による溶
着のみで防ぐものである。
をずらして設定するだけでなく、可動電極５との容量検
出用隙間１２との面積を減らすことなく静電気による溶
着のみで防ぐものである。
第４図の説明は下部カラス板３に設定された固定電極６
について説明したが、同様に上部ガラス板２に設定した
固定電極４についても同じであるので説明は除いである
。
について説明したが、同様に上部ガラス板２に設定した
固定電極４についても同じであるので説明は除いである
。
第５図については第１図と同様に第２図（イ）に示した
（Ａ）〜（Ａ′）の断面図相当を示している。
（Ａ）〜（Ａ′）の断面図相当を示している。
基本的には第１図と構造は類似しているが、可動電極５
の端部に突起部１７と１７′を設は固定電極４，６の端
部１５に接触しない配設となっている。
の端部に突起部１７と１７′を設は固定電極４，６の端
部１５に接触しない配設となっている。
これは第１図及び第４図の記述と同様に電源ＯＦＦ時に
外部から静電気力が加わった際に可動電極５と固定電極
４，６は容量検出用隙間１２を確保しつつ静電気による
溶着が起きない構造である。
外部から静電気力が加わった際に可動電極５と固定電極
４，６は容量検出用隙間１２を確保しつつ静電気による
溶着が起きない構造である。
これは可動電極５が振動によって可動電極根元部１８を
基点にして振れた際、可動電極５と固定電極４，６の間
の容量検出用隙間１２は可動電極端の突起部１．７．１
７’の高さを調整することにより確保すると共に突起部
１７．１７’が上部ガラス板２と下部ガラス板３の面に
直接接触することになるので、固定電極４，６と直接接
触することはないので溶着することはない。
基点にして振れた際、可動電極５と固定電極４，６の間
の容量検出用隙間１２は可動電極端の突起部１．７．１
７’の高さを調整することにより確保すると共に突起部
１７．１７’が上部ガラス板２と下部ガラス板３の面に
直接接触することになるので、固定電極４，６と直接接
触することはないので溶着することはない。
可動電極の突起部１７及び１７′の形状は長手方向に連
続的な突起でも良く、又は間欠的に突起部１７．１７’
を複数個を配列しても良く、固定電極４，６との間隙
と高さの調整が出来れば問題はない。
続的な突起でも良く、又は間欠的に突起部１７．１７’
を複数個を配列しても良く、固定電極４，６との間隙
と高さの調整が出来れば問題はない。
更に形状についても丸形、四角形等のいずれでも良く、
三角形や部分突起等のいずれでも、固定電極４，６との
間隙と高さの調整が出来ればこれらについて問題はない
。
三角形や部分突起等のいずれでも、固定電極４，６との
間隙と高さの調整が出来ればこれらについて問題はない
。
７−
これらの突起部１．７．１７’は第５図では可動電極５
の先端部に配設、説明したが根元部１８側の可動電極５
に設定しても良く、高さの調整がうまくゆけば可動電極
５の先端部の突起部１７゜１７′とその反対側（根元部
１８側）の双方に設定することも可能なことは云うまで
もない。
の先端部に配設、説明したが根元部１８側の可動電極５
に設定しても良く、高さの調整がうまくゆけば可動電極
５の先端部の突起部１７゜１７′とその反対側（根元部
１８側）の双方に設定することも可能なことは云うまで
もない。
本発明によれば、自動車等の車体制御用として、半導体
加速度センサの積層構造において、上、下部の積層され
たガラス板に固定電極を配設するが、静電気などにより
積層中央部のシリコン可動電極とが溶着をしない構造と
することにより、加速度センサの電源のＯＮ−〇ＦＦに
関係なく、信頼性の向上が計かれると云う効果がある。
加速度センサの積層構造において、上、下部の積層され
たガラス板に固定電極を配設するが、静電気などにより
積層中央部のシリコン可動電極とが溶着をしない構造と
することにより、加速度センサの電源のＯＮ−〇ＦＦに
関係なく、信頼性の向上が計かれると云う効果がある。
第１図は本発明の半導体加速度センサの断面図、第２図
（イ）（ロ）（ハ）は第１図の展開を示し、（イ）は上
部ガラス板を示す図、（ロ）は中央のシリコン板を示す
図、（ハ）は下部ガラス板を示す図、第３図は積層構造
の全体図、第４図は第１８− 図の変形例を示す図、第５図は可動部端に突起を設けて
固定電極に接触しない位置で突起部が当る例を示す図で
ある。 ■・・・中央シリコン板、２・・・上部ガラス板、３・
・・下部ガラス板、４・・固定電極、５・・可動電極、
６・固定電極、７・・・接合部、８，８′・・ガラス部
ボンディングバット、９・・・貫通穴、１０・・・シリ
コン部ボンディングパット、１１．１１’取り出し配線
部、１２・・・容量検出用隙間、１３・・・可動電極端
部、１４・・・可動電極端部相当部、１５・・固定電極
端部、１６・・可動電極端の接触部（固定電極なし）、
１７．１７’・・・可動電極端の突起部、工８・・・可
動１０− 情− Ｑ）
（イ）（ロ）（ハ）は第１図の展開を示し、（イ）は上
部ガラス板を示す図、（ロ）は中央のシリコン板を示す
図、（ハ）は下部ガラス板を示す図、第３図は積層構造
の全体図、第４図は第１８− 図の変形例を示す図、第５図は可動部端に突起を設けて
固定電極に接触しない位置で突起部が当る例を示す図で
ある。 ■・・・中央シリコン板、２・・・上部ガラス板、３・
・・下部ガラス板、４・・固定電極、５・・可動電極、
６・固定電極、７・・・接合部、８，８′・・ガラス部
ボンディングバット、９・・・貫通穴、１０・・・シリ
コン部ボンディングパット、１１．１１’取り出し配線
部、１２・・・容量検出用隙間、１３・・・可動電極端
部、１４・・・可動電極端部相当部、１５・・固定電極
端部、１６・・可動電極端の接触部（固定電極なし）、
１７．１７’・・・可動電極端の突起部、工８・・・可
動１０− 情− Ｑ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、シリコン板をエッチングして、カンチレバーとその
先端に可動電極を形成し、可動電極に対向して、１個な
いし２個のガラス板の固定電極を設け、前記可動電極と
固定電極の空隙の寸法が所定の値になるように、前記両
電極間に印加した静電気力によつて前記可動電極の位置
を拘束すると共に、前記静電気力から加速度に対応した
出力信号を取り出すものにおいて、可動電極の端部より
固定電極端がずれていることにより両電極が溶着しない
ことを特徴とする半導体加速度センサ。 ２、特許請求の範囲第１項において、可動電極が振動に
より固定電極に接触する部分を除き、固定電極を形成す
ることを特徴とする半導体加速度センサ。 ３、特許請求の範囲第１項において、可動電極の端部が
固定電極端より離れた位置に振動により接触することを
特徴とした半導体加速度センサ。 ４、特許請求の範囲第３項において、可動電極の端部に
突起を設け、固定電極外のガラス板部に接触する構造と
したことを特徴とした半導体加速度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1284742A JPH03146872A (ja) | 1989-11-02 | 1989-11-02 | 半導体加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1284742A JPH03146872A (ja) | 1989-11-02 | 1989-11-02 | 半導体加速度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03146872A true JPH03146872A (ja) | 1991-06-21 |
Family
ID=17682409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1284742A Pending JPH03146872A (ja) | 1989-11-02 | 1989-11-02 | 半導体加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03146872A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05172846A (ja) * | 1991-10-18 | 1993-07-13 | Hitachi Ltd | マイクロセンサ及びそれを用いた制御システム |
| GB2280307A (en) * | 1993-06-03 | 1995-01-25 | Fuji Electric Co Ltd | Semiconductor acceleration sensor and testing method thereof |
-
1989
- 1989-11-02 JP JP1284742A patent/JPH03146872A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05172846A (ja) * | 1991-10-18 | 1993-07-13 | Hitachi Ltd | マイクロセンサ及びそれを用いた制御システム |
| GB2280307A (en) * | 1993-06-03 | 1995-01-25 | Fuji Electric Co Ltd | Semiconductor acceleration sensor and testing method thereof |
| US5526687A (en) * | 1993-06-03 | 1996-06-18 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor acceleration sensor and testing method thereof |
| GB2280307B (en) * | 1993-06-03 | 1997-01-08 | Fuji Electric Co Ltd | Semiconductor acceleration sensor and testing method thereof |
| US5608153A (en) * | 1993-06-03 | 1997-03-04 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor acceleration sensor and testing method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6736008B2 (en) | Inertia force sensor | |
| EP0369352A1 (en) | Capacitance type accelerometer and method of manufacturing the same | |
| US7628073B2 (en) | Physical quantity sensor | |
| JP4572686B2 (ja) | 静電容量型半導体物理量センサ及びその製造方法 | |
| JPH0367177A (ja) | 半導体加速度センサ | |
| JPH06213924A (ja) | トランスジューサ、これを利用したマイクロセンサ、車両制御システム | |
| JPH03146872A (ja) | 半導体加速度センサ | |
| JP4555612B2 (ja) | 容量型力学量センサ | |
| JP4839466B2 (ja) | 慣性力センサおよびその製造方法 | |
| JP2002372549A (ja) | 加速度センサデバイス | |
| JPH05264577A (ja) | 加速度センサ及びそれを使用したエアバッグ装置並びに車体制御装置 | |
| JP3125520B2 (ja) | 加速度センサおよびその製造方法 | |
| JP2000352515A (ja) | 多層基板から成るセンサ | |
| JPWO2011016348A1 (ja) | Ｍｅｍｓセンサ | |
| JPH11218543A (ja) | 加速度センサ | |
| JP4367111B2 (ja) | 半導体力学量センサ | |
| JP2581901B2 (ja) | 圧電形加速度ピックアップ | |
| JP4035889B2 (ja) | 全方位型半導体加速度センサ及びその製造方法 | |
| JP2006200920A (ja) | 静電容量型半導体物理量センサ及びその製造方法 | |
| JPH0926433A (ja) | 加速度センサ | |
| JPH0875781A (ja) | 加速度センサ | |
| JPH07176768A (ja) | 加速度センサ | |
| JPH06138143A (ja) | 半導体加速度センサ及びその自己診断方法 | |
| JPH0447272A (ja) | 半導体加速度センサ | |
| JPH0416769A (ja) | 半導体加速度センサ |