加速度傳感器制造技術

本發明專利技術提供不改變傳感器的靈敏度和諧振頻率而使耐沖擊性提高的加速度傳感器。梁部(31)其基端側與支持部(30)相連，前端側與重物部(34)相連。梁部(31)的截面形成為T字形狀，壓敏電阻(R1～R4)形成在梁部(31)的上表面。重物部(34)與梁部(31)的前端相連，并位于支持部(30)的內側。在重物部(34)和支持部(30)之間設置有包圍重物部(34)大致C字形狀的槽(33)。進而，重物部(34)具有表面層(91)的梁部(31)側的端從支持基板層(93)的梁部(31)側的端向梁部(31)側延伸的延伸部(36)。因此，施加沖擊而作用X方向的加速度時，從梁部(31)和重物部(34)向梁部(31)側分散最大應力。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及使用壓敏電阻來檢測外部應力的加速度傳感器。
技術介紹
近年，在安全氣囊或照相機的防抖動機構中，為了檢測加速度，使用加速度傳感器。作為這種的加速度傳感器，已知的是，例如很薄地加工硅片形成梁的同時，在該梁上面形成了壓敏電阻的加速度傳感器(例如，參考專利文獻I)。以下，基于圖I對專利文獻I所公開的加速度傳感器進行說明。 圖I㈧是專利文獻I示出的加速度傳感器I的平面圖，圖I (B)是在圖I㈧的A-A線路的剖面圖。圖2是示出模仿圖I (A) (B)制作了的加速度傳感器I的模型的主要部分放大立體圖。加速度傳感器I具有支持部10、梁部11、以及重物部14。 加速度傳感器I使用SOI (Silicon On Insulator :絕緣體上的娃)基板90而形成。因此，加速度傳感器I具有位于表面側的表面層91、形成在該表面層91背面側設置的背面層的支持基板層93、以及位于表面層91和支持基板層93之間的中間絕緣層92。支持部10位于加速度傳感器I的外周側例如大致形成四角形的框狀，由表面層91、中間絕緣層92、支持基板層93形成。同時，在支持部10的內側，梁部11從圖I中的橫向的左側向右側突出而設置。 梁部11的基端側與支持部10相連，前端側與重物部14相連。另外，梁部11的截面形成為丁字形。梁部11由平板部12A和橋墩部12B構成。其中，平板部12A由表面層91形成，橋墩部12B由支持基板層93及中間絕緣層92形成。 重物部14與梁部11的前端相連，位于支持部10的內側。重物部14由表面層91、中間絕緣層92、以及支持基板層93形成。另外，在重物部14和支持部10之間，設置有包圍重物部14的大致C字狀的槽13。由此，在重物部14和支持部10之間形成間隙，重物部14由梁部11在X方向上可變位地被支撐。4個壓敏電阻R形成在梁部11的上表面。4個壓敏電阻R構成檢測電路。 在以上的結構中，在對加速度傳感器I作用X方向的加速度時，由于在重物部14作用的慣性力(外部應力)，以梁部11為中心，重物部14在水平面內搖動而使梁部11應變變形，對梁部11上的壓敏電阻R施加應力。由此，因為壓敏電阻R的電阻值根據加速度所致的慣性力(外部應力)變化，所以從具有壓敏電阻R的檢測電路輸出的檢測信號的電壓也根據壓敏電阻R的電阻值變化。因此，因為使用從具有壓敏電阻R的檢測電路輸出的檢測信號的電壓可求出壓敏電阻R的電阻值，所以使用這些的電阻值可以檢測加速度(慣性力)。現有技術文獻專利文獻 專利文獻I :日本專利特開平8-160066號公報
技術實現思路
專利技術將要解決的技術問題 然而，在上述專利文獻I示出的加速度傳感器1，在施加沖擊而作用X方向的加速度時， 成為在梁部11應力易于集中的結構。因此，在加速度傳感器1，在施加了過度的沖擊的情況下或在反復施加了沖擊的情況下，存在梁部11損壞的可能。 因此，可考慮使梁部11的橋墩部12B的寬度變粗來提高耐沖擊性的方法，但在該方法中，存在加速度傳感器I靈敏度下降、諧振頻率改變這樣的問題。 因此，本專利技術的目的是提供不使加速度傳感器的靈敏度下降、并不改變諧振頻率，來提高耐沖擊性的加速度傳感器。 用于解決技術問題的手段 本專利技術的加速度傳感器，為了解決所述課題具有以下的結構。 (1)具有重物部；支持部；將所述重物部的端與所述支持部連接并且根據外部應力而產生應變變形的梁部；以及形成在所述梁部并檢測所述外部應力的壓敏電阻，加速度傳感器的特征在于，所述重物部、所述支持部和所述梁部由多層構成，所述梁部在作為多層中的一層的壓電形成層形成由所述壓敏電阻，所述重物部具有與所述壓電形成層相同層的所述梁部側的端與其他層的所述梁部側的端相比向所述梁部側延伸的延伸部。 在該結構中，因為重物部具有有延伸部，所以在沖擊施加而作用X方向的加速度時，應力從梁部和重物部的邊界線分散到梁部側。在該結構中，通過實驗，耐沖擊性比專利文獻I的加速度傳感器I明顯提高。另外，在該結構中，通過實驗，傳感器的靈敏度和諧振頻率與專利文獻I的加速度傳感器I明顯沒有變化。 因此，根據該構成，不降低加速度傳感器的靈敏度、且不改變諧振頻率，而能夠使加速度傳感器的耐沖擊性提高。 (2)所述重物部、所述支持部和所述梁部由SOI基板形成，所述壓電形成層是所述SOI基板的半導體薄膜層。(3)所述延伸部的延伸長度優選10μ m以下。 (4)所述梁部將所述重物部的兩端連接到所述支持部。 在該結構中假設為所謂雙支撐梁的加速度傳感器。 專利技術的效果 根據該專利技術不降低加速度傳感器的靈敏度、且不改變諧振頻率，能使加速度傳感器的耐沖擊性提高。 附圖說明 圖I(A)是示出專利文獻I所示的加速度傳感器I的平面圖。 圖I(B)是在圖I(A)的A-A線的剖面圖。 圖2是示出模仿圖I(A) (B)制作了的加速度傳感器I的模型的主要部分放大立體圖。圖3是示出本專利技術的實施方式涉及的加速度傳感器3的立體圖。 圖4是示出本專利技術的實施方式涉及的加速度傳感器3的檢測電路7的電路圖。 圖5是示出本專利技術的實施方式涉及的加速度傳感器3的主要部分放大立體圖。 圖6 (A)是從圖5示出的箭頭P看的梁部31側面圖。 圖6(B)是從圖5示出的箭頭Q看的重物部34的側面圖。 圖6(C)是梁部31及重物部34的仰視圖。 圖7是示出作為比較例的加速度傳感器2的主要部分放大立體圖。 圖8(A)示出對各模型在X方向上作用IG的加速度時、以有限元法(FEM =FiniteElement Method)算出了各模型所涉及的應力和諧振頻率的結果的圖。 圖8(B)是以圖8(A)示出的模型I的計算結果為基準，以百分比表示其他模型的計算結果的圖。 圖9是圖8(B)示出的邊緣的位置和應力及諧振頻率的關系的圖表。 圖10是圖8(B)示出的邊緣的位置和諧振頻率的關系的圖表。 圖Il(A)是示出在模型I中產生最大應力的范圍的放大立體圖。 圖Il(B)是示出在模型2-2中產生最大應力的范圍的放大立體圖。 圖Il(C)是示出在模型3-2中產生最大應力的范圍的放大立體圖。 圖12是示出對各模型在X方向作用IG的加速度時的梁部11、21、31的表面上的各地點和在各地點產生的應力的關系的圖表。具體實施方式 對于本專利技術的實施方式涉及的加速度傳感器，參照附圖來進行說明。加速度傳感器例如在安全氣囊和照相機的防抖動裝置等中用于檢測加速度。 圖3是示出本專利技術的實施方式涉及的加速度傳感器3的立體圖。圖4是示出本專利技術的實施方式涉及的加速度傳感器3的檢測電路7的線路圖。圖5是示出本專利技術的實施方式涉及的加速度傳感器3的主要部分放大立體圖。圖6 (A)是從圖5示出的箭頭P看的梁部31側面圖。圖6 (B)是從圖5示出的箭頭Q看的重物部34的側面圖。圖6 (C)是梁部31及重物部34的仰視圖。 加速度傳感器3具有支持部30、梁部31、以及重物部34。在支持部30以及梁部31形成有圖4示出的檢測電路7。 加速度傳感器3如圖3至圖6所示,例如使用SOI (Silicon On Insulator)基板90而形成。因此，加速度傳感器3具有位于表面側的表面層91、形成在該表面層91背面側設置的背面層的本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：小西隆寬，吉田和廣，
申請(專利權)人：株式會社村田制作所，
類型：
國別省市：