加速度センサ
【課題】衝撃が加わってＸ方向に過度の加速度が作用した場合でも、梁部が破損するのを防ぐ加速度センサを提供する。
【解決手段】加速度センサ１００は、蓋体５と、センサ本体３と、基台４とを備える。センサ本体３は、支持部３０と、梁部３１と、錘部３４とを備える。基台４は、錘部３４と対向する部分に凹部４１を有する。梁部３１は、錘部３４の側面の一部が凹部４１の壁４１Ａ、４１Ｂと所定の間隔ｄで対向するまで錘部３４が凹部４１側へ変位するよう反った形状に形成されている。衝撃が加速度センサ１００に加わってＸ方向に過度の加速度が作用した際、この実施形態の加速度センサ１００では、錘部３４の側面の一部が凹部４１の壁４１Ａ（又は４１Ｂ）に当接する。
【解決手段】加速度センサ１００は、蓋体５と、センサ本体３と、基台４とを備える。センサ本体３は、支持部３０と、梁部３１と、錘部３４とを備える。基台４は、錘部３４と対向する部分に凹部４１を有する。梁部３１は、錘部３４の側面の一部が凹部４１の壁４１Ａ、４１Ｂと所定の間隔ｄで対向するまで錘部３４が凹部４１側へ変位するよう反った形状に形成されている。衝撃が加速度センサ１００に加わってＸ方向に過度の加速度が作用した際、この実施形態の加速度センサ１００では、錘部３４の側面の一部が凹部４１の壁４１Ａ（又は４１Ｂ）に当接する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ピエゾ抵抗を用いて外部応力を検出する加速度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エアバッグやカメラの手振れ防止などにおいて加速度を検出するために、加速度センサが用いられている。この種の加速度センサとして、例えばシリコンウエハを薄く加工して梁を形成すると共に、この梁の上にピエゾ抵抗を形成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。以下、特許文献１に開示されている加速度センサについて図１を基に説明する。
【０００３】
図１（A）は、特許文献１に示されている加速度センサ１のセンサ本体を示す平面図であり、図１（B）は、図１（A）のA−A線における断面図である。加速度センサ１は、支持部１０と、梁部１１と、錘部１４とを備える。
【０００４】
支持部１０は、加速度センサ１の外周側に位置して例えば略四角形の枠状に形成されている。また、支持部１０の内側には、図１中の横方向の左側から右側に向けて梁部１１が突出して設けられている。
【０００５】
梁部１１は、基端側が支持部１０に繋がり、先端側が錘部１４に繋がっている。また、梁部１１は断面がT字形に形成されている。
【０００６】
錘部１４は、梁部１１の先端に繋がっており、支持部１０の内側に位置する。また、錘部１４と支持部１０との間には、錘部１４を取囲む略Ｃ字状の溝１３が設けられている。これにより、錘部１４と支持部１０との間には隙間が形成され、錘部１４は、梁部１１によってＸ方向に変位可能に支持されている。
【０００７】
以上の構成において、加速度センサ１にＸ方向の加速度が作用すると、錘部１４に作用する慣性力（外部応力）によって梁部１１を中心として錘部１４が水平面内で揺動して梁部１１が歪み変形し、梁部１１上のピエゾ抵抗Ｒに応力が加わる。これにより、加速度による外部応力に応じてピエゾ抵抗Ｒの抵抗値が変化するため、ピエゾ抵抗Ｒに流れる電流も抵抗値に応じて変化する。このため、ピエゾ抵抗Ｒに流れる電流を検出信号として用いてピエゾ抵抗Ｒの抵抗値を求めることができるため、これらの抵抗値を用いてピエゾ抵抗Ｒに作用した加速度（慣性力）を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−１６００６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１に示されている加速度センサ１は、衝撃が加わってＸ方向の加速度が作用した際に、梁部１１に応力が集中し易い構造となっている。そのため、加速度センサ１では、衝撃が加わってＸ方向に過度の加速度が作用した際に、梁部１１が錘部１４の揺動により大幅に変形して破損するおそれがあった。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、衝撃が加わってＸ方向に過度の加速度が作用した場合でも、梁部が破損するのを防ぐ加速度センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の加速度センサは、前記課題を解決するために以下の構成を備えている。
【００１２】
（１）錘部と、支持部と、前記錘部の後端部を前記支持部に連結するとともに外部応力に応じて歪み変形が生じる梁部と、前記梁部に形成され前記外部応力を検出するピエゾ抵抗と、前記支持部および前記梁部に形成され前記ピエゾ抵抗による検出信号を伝達する配線部と、を有するセンサ本体と、
前記支持部の前記配線部側の面に接合される蓋体と、
前記支持部の前記配線部側の面に対向する裏面に接合される基台と、を備える加速度センサにおいて、
前記基台は、前記錘部と対向する部分に凹部が形成され、
前記梁部および前記錘部の少なくとも一方は、前記錘部の側面の一部が前記凹部の壁と所定の間隔で対向するまで前記錘部が前記凹部側へ変位するよう反った形状に形成された。
【００１３】
この構成において、衝撃が加速度センサに加わってＸ方向に過度の加速度が作用した場合、錘部の側面の一部は凹部の壁に当接する。そのため、過度の加速度が加速度センサに加わっても、錘部は所定の間隔を超える揺れ幅で揺動することがない。この所定の間隔は、梁部が破損しないでＸ方向へ変形することができる変形幅を考慮して予め設定する。
従って、この構成の加速度センサによれば、衝撃が加速度センサに加わってＸ方向に過度の加速度が作用しても、梁部が破損するのを防ぐことができる。
【００１４】
（２）前記錘部と前記支持部と前記梁部とは、複数の層からなり、
前記梁部および前記錘部の少なくとも一方は、複数の層の内、少なくとも互いに線膨張係数の異なる第１の層と第２の層とを用いて前記反った形状に形成された。
【００１５】
（３）前記複数の層は、半導体薄膜層と絶縁体薄膜層とを含み、
前記第１の層は、前記半導体薄膜層であり、
前記第２の層は、前記絶縁体薄膜層である。
【００１６】
（４）前記第２の層は、前記第１の層より前記蓋体側に形成された。
【００１７】
（５）前記基台は、前記錘部に対向する前記凹部の底面を絶縁基板で形成し、前記凹部の壁を前記絶縁基板上の樹脂で形成した。
【００１８】
（６）前記錘部は、先端部の両側部位が当該両側部位の間に位置する中央部位より突出した形状に形成され、
前記基台の前記凹部の壁は、前記錘部の前記両側部位の内側面の一部と前記所定の間隔で対向する。
【００１９】
この構成において、衝撃が加速度センサに加わってＸ方向に過度の加速度が作用した場合、錘部の両側部位の内側面の一部は凹部の壁に当接する。そのため、過度の加速度が加速度センサに加わっても、錘部は所定の間隔を超える揺れ幅で揺動することがない。
従って、この構成の加速度センサによれば、上記（１）と同様の効果を奏する。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によれば、衝撃が加わってＸ方向に過度の加速度が作用した場合でも、梁部が破損するのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１（A）は、特許文献１に示されている加速度センサ１のセンサ本体を示す平面図である。図１（B）は、図１（A）のA−A線における断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る加速度センサ１００を示す分解斜視図である。
【図３】図２に示すセンサ本体３の検出回路７の回路図である。
【図４】図２に示すセンサ本体３と基台４の接合体の平面図である。
【図５】図４のＳ−Ｓ線における断面図である。
【図６】第２の実施形態に係る加速度センサ２００における図４のＳ−Ｓ線における断面図である。
【図７】第３の実施形態に係る加速度センサ３００のセンサ本体３０３と基台３０４の接合体の平面図である。
【図８】第３の実施形態に係る加速度センサ３００の基台３０４の平面図である。
【図９】図７のＴ−Ｔ線における断面図である。
【図１０】第４の実施形態に係る加速度センサ４００における図７のＴ−Ｔ線における断面図である。
【図１１】第５の実施形態に係る加速度センサ５００における図４のＳ−Ｓ線における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の第１の実施形態に係る加速度センサについて、図を参照して説明する。加速度センサは、例えばエアバッグやカメラの手振れ防止などにおいて加速状態を検出するために用いられている。
【００２３】
図２は、第１の実施形態に係る加速度センサ１００を示す分解斜視図である。図３は、図２に示すセンサ本体３の検出回路７の回路図である。図４は、図２に示すセンサ本体３と基台４の接合体の平面図である。
【００２４】
加速度センサ１００は、図２に示すように、蓋体５と、センサ本体３と、基台４とを備える。センサ本体３は、支持部３０と、梁部３１と、錘部３４とを備える。支持部３０及び梁部３１には、図３に示す検出回路７が形成されている。蓋体５は、支持部３０の検出回路７側の面に接合される。基台４は、支持部３０の検出回路７側の面に対向する裏面に接合される。
【００２５】
センサ本体３は、図２に示すように、例えばＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板９０を用いて形成されている。このため、センサ本体３は、表面側に位置する表面層９１と、該表面層９１の裏面側に設けられた裏面層をなす支持基板層９３と、表面層９１と支持基板層９３との間に位置する中間絶縁層９２とを備えている。さらに、センサ本体３は、表面層９１の蓋体５側の面に形成された絶縁層９４を備えている。このとき、表面層９１、支持基板層９３はいずれもシリコン材料を用いて形成され、中間絶縁層９２、絶縁層９４はいずれも二酸化シリコン（ＳｉＯ2）のような絶縁材料を用いて形成されている。
【００２６】
支持部３０は、センサ本体３の外周側に位置して例えば略四角形の枠状に形成されており、表面層９１、中間絶縁層９２、支持基板層９３、及び絶縁層９４によって形成されている。また、支持部３０の内側には、図２中の横方向（Ｙ方向）の手前側から奥側に向けて梁部３１が突出して設けられている。
【００２７】
梁部３１は、基端側が支持部３０に繋がり、先端側が錘部３４に繋がっている。また、梁部３１は、平板状に形成されており、表面層９１及び絶縁層９４のみによって形成されている。このため、梁部３１は、図２及び図４に示すＸ方向に容易に歪み変形する。
【００２８】
錘部３４は、梁部３１の先端に繋がっており、支持部３０の内側に位置する。錘部３４は、表面層９１、中間絶縁層９２、支持基板層９３及び絶縁層９４によって形成されている。また、錘部３４と支持部３０との間には、錘部３４を取囲む略Ｃ字状の溝３３が設けられている。これにより、錘部３４と支持部３０との間には隙間が形成され、錘部３４は、梁部３１によってＸ方向に変位可能に支持されている。
【００２９】
検出回路７は、図２〜図４に示すように、４個のピエゾ抵抗Ｒ1〜Ｒ4と、配線７７と、電極Ｐ１〜Ｐ４とからなる。この検出回路７は、支持部３０及び梁部３１の表面層９１の蓋体５側に設けられ、絶縁層９４によって覆われている。
【００３０】
ピエゾ抵抗Ｒ1〜Ｒ4は、例えば梁部３１の表面に対してｐ型の不純物を拡散（ドープ）させることによって梁部３１の表面に形成される。また、ピエゾ抵抗Ｒ2，Ｒ4は直列接続されると共に、ピエゾ抵抗Ｒ1，Ｒ3も直列接続されている。また、ピエゾ抵抗Ｒ2，Ｒ4の直列接続回路とピエゾ抵抗Ｒ1，Ｒ3の直列接続回路とは互いに並列接続されている。これにより、検出回路７は、図４に示すホイートストンブリッジ回路を構成し、その検出感度を高めている。
【００３１】
また、ピエゾ抵抗Ｒ1，Ｒ3（Ｒ2，Ｒ4）の直列接続回路は、一端側（例えば抵抗Ｒ1，Ｒ2側）が駆動電圧Ｖddが供給される駆動電極Ｐ３に接続され、他端側（例えば抵抗Ｒ3，Ｒ4側）がグランド（ＧＮＤ）用のグランド電極Ｐ４に接続されている。さらに、ピエゾ抵抗Ｒ1，Ｒ3間の接続点には第１の検出信号Ｖout1を出力する出力電極Ｐ１が接続され、ピエゾ抵抗Ｒ2，Ｒ4間の接続点には第２の検出信号Ｖout1を出力する出力電極Ｐ２が接続されている。
【００３２】
各電極Ｐ１〜Ｐ４は、例えば導電性金属材料を用いた電極パッドによって形成され、支持部３０の表面に設けられる。
【００３３】
配線部７７は、支持部３０及び梁部３１の表面側に設けられ、ピエゾ抵抗Ｒ1〜Ｒ4間を接続すると共に、ピエゾ抵抗Ｒ1〜Ｒ4と各電極Ｐ１〜Ｐ４との間を接続している。
なお、配線部７７は、ブリッジ回路のバランスをとるために、例えば線路長さ寸法を等しく形成し、互いの抵抗値が同じ値になるように形成するのが好ましい。
【００３４】
以上の構成において、加速度センサ３００にＸ方向の加速度が作用すると、錘部３４に作用する慣性力（外部応力）によって梁部３１を中心として錘部３４が水平面内で揺動して梁部３１が歪み変形し、梁部３１上のピエゾ抵抗Ｒ1、Ｒ２とＲ３、Ｒ4に応力が加わる。これにより、この慣性力に応じてピエゾ抵抗Ｒ1、Ｒ２とＲ３、Ｒ4の抵抗値が変化するため、ピエゾ抵抗Ｒ1、Ｒ２とＲ３、Ｒ4に流れる電流も抵抗値に応じて変化する。このとき、出力電極Ｐ１，Ｐ２から出力される検出信号Ｖout1，Ｖout2を検出することによって、加速度（慣性力）を検出することができる。
【００３５】
図５は、図４のＳ−Ｓ線における断面図である。
基台４は、図２、図４、及び図５に示すように、基板４０と、基板４０上に形成された枠部４２とを有する。基板４０及び枠部４２は、錘部３４と対向する部分に凹部４１を形成している。即ち凹部４１の底面に相当する基板４０の上面が錘部３４と対向する。
なお、基台４は、シリコン材料を用いて形成されている。また、蓋体５も、シリコン材料を用いて形成されている。
【００３６】
梁部３１は、図５に示すように、錘部３４の側面の一部が凹部４１の壁４１Ａ、４１Ｂと所定の間隔ｄで対向するまで錘部３４が凹部４１側へ変位するよう反った形状に形成されている。この凹部４１の壁４１Ａ、４１Ｂは、枠部４２の内側面に相当する。ここで、この梁部３１の反り形状は、第１の層である半導体薄膜層からなる表面層９１と第２の層である絶縁体薄膜層からなる絶縁層９４の線膨張係数の違いを利用して達成する。また、所定の間隔ｄは、梁部３１が破損しないでＸ方向へ変形することができる変形幅を考慮して設定する。
【００３７】
以上の構成において、衝撃が加速度センサ１００に加わってＸ方向に過度の加速度が作用した場合、この実施形態の加速度センサ１００では、錘部３４の側面の一部が凹部４１の壁４１Ａ（又は４１Ｂ）に当接する。そのため、過度の加速度が加速度センサ１００に加わっても、錘部３４は所定の間隔ｄを超える揺れ幅で揺動することがない。
【００３８】
従って、この実施形態における加速度センサ１００によれば、衝撃が加速度センサ１００に加わってＸ方向に過度の加速度が作用しても、梁部３１が破損するのを防ぐことができる。
【００３９】
なお、この実施形態では、梁部３１のみを上記反った形状に形成しているが、実施の際は、梁部３１および錘部３４の少なくとも一方を上記反った形状に形成しても構わない。
また、この実施形態では、表面層９１と絶縁層９４の線膨張係数の違いを利用して錘部３４を凹部４１側へ反らせているが、実施の際は、例えば表面層（第１の層）９１と中間絶縁層（第２の層）９２の線膨張係数の違いを利用して錘部３４を凹部４１側へ反らせても構わない。
【００４０】
次に、本発明の第２の実施形態に係る加速度センサについて、図を参照して説明する。
【００４１】
図６は、第２の実施形態に係る加速度センサ２００における図４のＳ−Ｓ線における断面図である。この実施形態に係る加速度センサ２００の構成は、第１の実施形態に係る加速度センサ１００と同じである。この実施形態に係る加速度センサ２００が第１の実施形態に係る加速度センサ１００と相違する点は、蓋体５′と基台４′の材質である。
【００４２】
詳述すると、蓋体５′を構成する基板５０は、ガラス等の絶縁体で形成されている。また、蓋体５′を構成する枠部５１は、樹脂製のレジスト膜を基板５０上に形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて当該レジスト膜をパターニングすることで形成されている。
【００４３】
また、基台４′を構成する基板４０′は、ガラス等の絶縁体で形成されている。また、基台４′を構成する枠部４２′は、樹脂製のレジスト膜を基板４０′上に形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて当該レジスト膜をパターニングすることで形成されている。
【００４４】
そのため、この実施形態の加速度センサ２００によれば、パターニングを調整することで所定の間隔ｄを容易に設定できる。また、加速度センサ２００の構成は加速度センサ１００の構成と同じであるため、この実施形態の加速度センサ２００によれば、第１の実施形態の加速度センサ１００と同様の効果を奏する。
【００４５】
次に、本発明の第３の実施形態に係る加速度センサについて、図を参照して説明する。
【００４６】
図７は、第３の実施形態に係る加速度センサ３００のセンサ本体３０３と基台３０４の接合体の平面図である。図８は、同基台３０４の平面図である。図９は、図７のＴ−Ｔ線における断面図である。
【００４７】
この実施形態に係る加速度センサ３００が第１の実施形態に係る加速度センサ１００と相違する点は、梁部３３１及び錘部３３４と基台３０４である。その他の構成については、第１の実施形態に係る加速度センサ１００と同じである。
【００４８】
詳述すると、基台３０４は、図７〜図９に示すように、基板４０と、基板４０上に形成された枠部３４２とを有する。基板４０及び枠部３４２は、錘部３３４と対向する部分に凹部３４１を形成している。即ち凹部３４１の底面に相当する基板４０の上面が錘部３３４と対向する。
なお、基台３０４は、シリコン材料を用いて形成されている。また、蓋体５も、シリコン材料を用いて形成されている。
【００４９】
錘部３３４は、先端部の両側部位３３４Ａ、３３４Ｂが当該両側部位３３４Ａ、３３４Ｂの間に位置する中央部位３３４Ｃより突出した形状に形成されている。さらに、錘部３３４は、図９に示すように、錘部３３４の両側部位３３４Ａ、３３４Ｂの内側面の一部が凹部３４１の壁３４１Ａ、３４１Ｂと所定の間隔ｄで対向するまで錘部３３４の両側部位３３４Ａ、３３４Ｂが凹部３４１側へ変位するよう反った形状に形成されている。この凹部３４１の壁３４１Ａ、３４１Ｂは、枠部３４２の内側面に相当する。ここで、この錘部３３４の反り形状は、表面層９１と絶縁層９４の線膨張係数の違いを利用して達成する。また、所定の間隔ｄは、梁部３３１が破損しないでＸ方向へ変形することができる変形幅を考慮して設定する。
【００５０】
以上の構成において、衝撃が加速度センサ３００に加わってＸ方向に過度の加速度が作用した場合、この実施形態の加速度センサ３００では、錘部３３４の両側部位３３４Ａ（又は３３４Ｂ）の内側面の一部が凹部３４１の壁３４１Ａ（又は３４１Ｂ）に当接する。そのため、過度の加速度が加速度センサ３００に加わっても、錘部３３４は所定の間隔ｄを超える揺れ幅で揺動することがない。
【００５１】
従って、この実施形態における加速度センサ３００によれば、衝撃が加速度センサ３００に加わってＸ方向に過度の加速度が作用しても、梁部３３１が破損するのを防ぐことができる。
【００５２】
なお、この実施形態では、錘部３３４のみを上記反った形状に形成しているが、実施の際は、梁部３３１および錘部３３４の少なくとも一方を上記反った形状に形成しても構わない。
また、この実施形態では、表面層９１と絶縁層９４の線膨張係数の違いを利用して錘部３３４を凹部３４１側へ反らせているが、実施の際は、例えば表面層９１と中間絶縁層９２の線膨張係数の違いを利用して錘部３３４を凹部３４１側へ反らせても構わない。
【００５３】
次に、本発明の第４の実施形態に係る加速度センサについて、図を参照して説明する。
【００５４】
図１０は、第４の実施形態に係る加速度センサ４００における図７のＴ−Ｔ線における断面図である。この実施形態に係る加速度センサ４００の構成は、第３の実施形態に係る加速度センサ３００と同じである。この実施形態に係る加速度センサ４００が第３の実施形態に係る加速度センサ３００と相違する点は、蓋体５′と基台３０４′の材質である。
【００５５】
詳述すると、上記第３の実施形態の加速度センサ３００では、基台３０４をシリコンで形成していたが、第４の実施形態の加速度センサ４００では、基台３０４′を第２の実施形態の加速度センサ２００と同じように形成している。即ち、基台３０４′を構成する基板４０′をガラス等の絶縁体で形成し、基台３０４′を構成する枠部３４２′を樹脂で形成している。当該枠部３４２′は、樹脂製のレジスト膜を基板４０′上に形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて当該レジスト膜をパターニングすることで形成されている。
【００５６】
従って、第４の実施形態の加速度センサ４００によれば、第２の実施形態の加速度センサ２００と同様の効果を奏する。
【００５７】
次に、本発明の第５の実施形態に係る加速度センサについて、図を参照して説明する。
【００５８】
図１１は、第５の実施形態に係る加速度センサ５００における図４のＳ−Ｓ線における断面図である。この実施形態に係る加速度センサ５００が第１の実施形態に係る加速度センサ１００と相違する点は、梁部５３１と絶縁保護層９５である。その他の構成については、第１の実施形態に係る加速度センサ１００と同じである。
【００５９】
詳述すると、梁部５３１は、図４に示す梁部３１と同様、平板状に形成されており、基端側が支持部３０に繋がり、先端側が錘部３４′に繋がっている。しかし、梁部５３１は、図５に示す梁部３１と異なり、表面層９１、中間絶縁層９２、絶縁層９４及び絶縁保護層９５によって形成されている。この絶縁保護層９５は、表面層９１に形成されている検出回路７の配線７７を湿気から保護するための層である。この絶縁保護層９５は、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）のような絶縁材料を用いて絶縁層９４の蓋体５側の面に形成されている。
【００６０】
そして、この実施形態における梁部５３１の反り形状は、少なくとも、第１の層である半導体薄膜層からなる表面層９１と第２の層である絶縁体薄膜層からなる絶縁保護層９５との線膨張係数の違いを利用して達成している。ここで、表面層９１及び絶縁保護層９５以外に、中間絶縁層９２及び絶縁層９４も反りに影響を及ぼす。この反り形状により、錘部３４′が凹部４１側へ変位する。
【００６１】
従って、第５の実施形態の加速度センサ５００によれば、第１の実施形態の加速度センサ１００と同様の効果を奏する。
【００６２】
なお、この実施形態では、基台４をシリコンで形成しているが、実施の際は、第２の実施形態の加速度センサ２００と同じように、基板４０をガラス等の絶縁体で形成し、枠部４２を樹脂で形成しても構わない。
【００６３】
なお、上述の各実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６４】
１…加速度センサ
１０…支持部
１１…梁部
１３…溝
１４…錘部
１００、２００、３００、４００、５００…加速度センサ
３…センサ本体
４…基台
５…蓋体
３０…支持部
３１…梁部
３３…溝
３４…錘部
４０…基板
４１…凹部
４２…枠部
５０…基板
５１…枠部
９０…ＳＯＩ基板
９１…表面層
９２…中間絶縁層
９３…支持基板層
９４…絶縁層
９５…絶縁保護層
３０３…センサ本体
３０４…基台
３３１…梁部
３３４…錘部
３４１…凹部
３４２…枠部
５３１…梁部
７…検出回路
７７…配線部
Ｐ１，Ｐ２…出力電極
Ｐ３…駆動電極
Ｐ４…グランド電極
Ｒ1〜Ｒ４…ピエゾ抵抗
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ピエゾ抵抗を用いて外部応力を検出する加速度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エアバッグやカメラの手振れ防止などにおいて加速度を検出するために、加速度センサが用いられている。この種の加速度センサとして、例えばシリコンウエハを薄く加工して梁を形成すると共に、この梁の上にピエゾ抵抗を形成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。以下、特許文献１に開示されている加速度センサについて図１を基に説明する。
【０００３】
図１（A）は、特許文献１に示されている加速度センサ１のセンサ本体を示す平面図であり、図１（B）は、図１（A）のA−A線における断面図である。加速度センサ１は、支持部１０と、梁部１１と、錘部１４とを備える。
【０００４】
支持部１０は、加速度センサ１の外周側に位置して例えば略四角形の枠状に形成されている。また、支持部１０の内側には、図１中の横方向の左側から右側に向けて梁部１１が突出して設けられている。
【０００５】
梁部１１は、基端側が支持部１０に繋がり、先端側が錘部１４に繋がっている。また、梁部１１は断面がT字形に形成されている。
【０００６】
錘部１４は、梁部１１の先端に繋がっており、支持部１０の内側に位置する。また、錘部１４と支持部１０との間には、錘部１４を取囲む略Ｃ字状の溝１３が設けられている。これにより、錘部１４と支持部１０との間には隙間が形成され、錘部１４は、梁部１１によってＸ方向に変位可能に支持されている。
【０００７】
以上の構成において、加速度センサ１にＸ方向の加速度が作用すると、錘部１４に作用する慣性力（外部応力）によって梁部１１を中心として錘部１４が水平面内で揺動して梁部１１が歪み変形し、梁部１１上のピエゾ抵抗Ｒに応力が加わる。これにより、加速度による外部応力に応じてピエゾ抵抗Ｒの抵抗値が変化するため、ピエゾ抵抗Ｒに流れる電流も抵抗値に応じて変化する。このため、ピエゾ抵抗Ｒに流れる電流を検出信号として用いてピエゾ抵抗Ｒの抵抗値を求めることができるため、これらの抵抗値を用いてピエゾ抵抗Ｒに作用した加速度（慣性力）を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−１６００６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１に示されている加速度センサ１は、衝撃が加わってＸ方向の加速度が作用した際に、梁部１１に応力が集中し易い構造となっている。そのため、加速度センサ１では、衝撃が加わってＸ方向に過度の加速度が作用した際に、梁部１１が錘部１４の揺動により大幅に変形して破損するおそれがあった。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、衝撃が加わってＸ方向に過度の加速度が作用した場合でも、梁部が破損するのを防ぐ加速度センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の加速度センサは、前記課題を解決するために以下の構成を備えている。
【００１２】
（１）錘部と、支持部と、前記錘部の後端部を前記支持部に連結するとともに外部応力に応じて歪み変形が生じる梁部と、前記梁部に形成され前記外部応力を検出するピエゾ抵抗と、前記支持部および前記梁部に形成され前記ピエゾ抵抗による検出信号を伝達する配線部と、を有するセンサ本体と、
前記支持部の前記配線部側の面に接合される蓋体と、
前記支持部の前記配線部側の面に対向する裏面に接合される基台と、を備える加速度センサにおいて、
前記基台は、前記錘部と対向する部分に凹部が形成され、
前記梁部および前記錘部の少なくとも一方は、前記錘部の側面の一部が前記凹部の壁と所定の間隔で対向するまで前記錘部が前記凹部側へ変位するよう反った形状に形成された。
【００１３】
この構成において、衝撃が加速度センサに加わってＸ方向に過度の加速度が作用した場合、錘部の側面の一部は凹部の壁に当接する。そのため、過度の加速度が加速度センサに加わっても、錘部は所定の間隔を超える揺れ幅で揺動することがない。この所定の間隔は、梁部が破損しないでＸ方向へ変形することができる変形幅を考慮して予め設定する。
従って、この構成の加速度センサによれば、衝撃が加速度センサに加わってＸ方向に過度の加速度が作用しても、梁部が破損するのを防ぐことができる。
【００１４】
（２）前記錘部と前記支持部と前記梁部とは、複数の層からなり、
前記梁部および前記錘部の少なくとも一方は、複数の層の内、少なくとも互いに線膨張係数の異なる第１の層と第２の層とを用いて前記反った形状に形成された。
【００１５】
（３）前記複数の層は、半導体薄膜層と絶縁体薄膜層とを含み、
前記第１の層は、前記半導体薄膜層であり、
前記第２の層は、前記絶縁体薄膜層である。
【００１６】
（４）前記第２の層は、前記第１の層より前記蓋体側に形成された。
【００１７】
（５）前記基台は、前記錘部に対向する前記凹部の底面を絶縁基板で形成し、前記凹部の壁を前記絶縁基板上の樹脂で形成した。
【００１８】
（６）前記錘部は、先端部の両側部位が当該両側部位の間に位置する中央部位より突出した形状に形成され、
前記基台の前記凹部の壁は、前記錘部の前記両側部位の内側面の一部と前記所定の間隔で対向する。
【００１９】
この構成において、衝撃が加速度センサに加わってＸ方向に過度の加速度が作用した場合、錘部の両側部位の内側面の一部は凹部の壁に当接する。そのため、過度の加速度が加速度センサに加わっても、錘部は所定の間隔を超える揺れ幅で揺動することがない。
従って、この構成の加速度センサによれば、上記（１）と同様の効果を奏する。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によれば、衝撃が加わってＸ方向に過度の加速度が作用した場合でも、梁部が破損するのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１（A）は、特許文献１に示されている加速度センサ１のセンサ本体を示す平面図である。図１（B）は、図１（A）のA−A線における断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る加速度センサ１００を示す分解斜視図である。
【図３】図２に示すセンサ本体３の検出回路７の回路図である。
【図４】図２に示すセンサ本体３と基台４の接合体の平面図である。
【図５】図４のＳ−Ｓ線における断面図である。
【図６】第２の実施形態に係る加速度センサ２００における図４のＳ−Ｓ線における断面図である。
【図７】第３の実施形態に係る加速度センサ３００のセンサ本体３０３と基台３０４の接合体の平面図である。
【図８】第３の実施形態に係る加速度センサ３００の基台３０４の平面図である。
【図９】図７のＴ−Ｔ線における断面図である。
【図１０】第４の実施形態に係る加速度センサ４００における図７のＴ−Ｔ線における断面図である。
【図１１】第５の実施形態に係る加速度センサ５００における図４のＳ−Ｓ線における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の第１の実施形態に係る加速度センサについて、図を参照して説明する。加速度センサは、例えばエアバッグやカメラの手振れ防止などにおいて加速状態を検出するために用いられている。
【００２３】
図２は、第１の実施形態に係る加速度センサ１００を示す分解斜視図である。図３は、図２に示すセンサ本体３の検出回路７の回路図である。図４は、図２に示すセンサ本体３と基台４の接合体の平面図である。
【００２４】
加速度センサ１００は、図２に示すように、蓋体５と、センサ本体３と、基台４とを備える。センサ本体３は、支持部３０と、梁部３１と、錘部３４とを備える。支持部３０及び梁部３１には、図３に示す検出回路７が形成されている。蓋体５は、支持部３０の検出回路７側の面に接合される。基台４は、支持部３０の検出回路７側の面に対向する裏面に接合される。
【００２５】
センサ本体３は、図２に示すように、例えばＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板９０を用いて形成されている。このため、センサ本体３は、表面側に位置する表面層９１と、該表面層９１の裏面側に設けられた裏面層をなす支持基板層９３と、表面層９１と支持基板層９３との間に位置する中間絶縁層９２とを備えている。さらに、センサ本体３は、表面層９１の蓋体５側の面に形成された絶縁層９４を備えている。このとき、表面層９１、支持基板層９３はいずれもシリコン材料を用いて形成され、中間絶縁層９２、絶縁層９４はいずれも二酸化シリコン（ＳｉＯ2）のような絶縁材料を用いて形成されている。
【００２６】
支持部３０は、センサ本体３の外周側に位置して例えば略四角形の枠状に形成されており、表面層９１、中間絶縁層９２、支持基板層９３、及び絶縁層９４によって形成されている。また、支持部３０の内側には、図２中の横方向（Ｙ方向）の手前側から奥側に向けて梁部３１が突出して設けられている。
【００２７】
梁部３１は、基端側が支持部３０に繋がり、先端側が錘部３４に繋がっている。また、梁部３１は、平板状に形成されており、表面層９１及び絶縁層９４のみによって形成されている。このため、梁部３１は、図２及び図４に示すＸ方向に容易に歪み変形する。
【００２８】
錘部３４は、梁部３１の先端に繋がっており、支持部３０の内側に位置する。錘部３４は、表面層９１、中間絶縁層９２、支持基板層９３及び絶縁層９４によって形成されている。また、錘部３４と支持部３０との間には、錘部３４を取囲む略Ｃ字状の溝３３が設けられている。これにより、錘部３４と支持部３０との間には隙間が形成され、錘部３４は、梁部３１によってＸ方向に変位可能に支持されている。
【００２９】
検出回路７は、図２〜図４に示すように、４個のピエゾ抵抗Ｒ1〜Ｒ4と、配線７７と、電極Ｐ１〜Ｐ４とからなる。この検出回路７は、支持部３０及び梁部３１の表面層９１の蓋体５側に設けられ、絶縁層９４によって覆われている。
【００３０】
ピエゾ抵抗Ｒ1〜Ｒ4は、例えば梁部３１の表面に対してｐ型の不純物を拡散（ドープ）させることによって梁部３１の表面に形成される。また、ピエゾ抵抗Ｒ2，Ｒ4は直列接続されると共に、ピエゾ抵抗Ｒ1，Ｒ3も直列接続されている。また、ピエゾ抵抗Ｒ2，Ｒ4の直列接続回路とピエゾ抵抗Ｒ1，Ｒ3の直列接続回路とは互いに並列接続されている。これにより、検出回路７は、図４に示すホイートストンブリッジ回路を構成し、その検出感度を高めている。
【００３１】
また、ピエゾ抵抗Ｒ1，Ｒ3（Ｒ2，Ｒ4）の直列接続回路は、一端側（例えば抵抗Ｒ1，Ｒ2側）が駆動電圧Ｖddが供給される駆動電極Ｐ３に接続され、他端側（例えば抵抗Ｒ3，Ｒ4側）がグランド（ＧＮＤ）用のグランド電極Ｐ４に接続されている。さらに、ピエゾ抵抗Ｒ1，Ｒ3間の接続点には第１の検出信号Ｖout1を出力する出力電極Ｐ１が接続され、ピエゾ抵抗Ｒ2，Ｒ4間の接続点には第２の検出信号Ｖout1を出力する出力電極Ｐ２が接続されている。
【００３２】
各電極Ｐ１〜Ｐ４は、例えば導電性金属材料を用いた電極パッドによって形成され、支持部３０の表面に設けられる。
【００３３】
配線部７７は、支持部３０及び梁部３１の表面側に設けられ、ピエゾ抵抗Ｒ1〜Ｒ4間を接続すると共に、ピエゾ抵抗Ｒ1〜Ｒ4と各電極Ｐ１〜Ｐ４との間を接続している。
なお、配線部７７は、ブリッジ回路のバランスをとるために、例えば線路長さ寸法を等しく形成し、互いの抵抗値が同じ値になるように形成するのが好ましい。
【００３４】
以上の構成において、加速度センサ３００にＸ方向の加速度が作用すると、錘部３４に作用する慣性力（外部応力）によって梁部３１を中心として錘部３４が水平面内で揺動して梁部３１が歪み変形し、梁部３１上のピエゾ抵抗Ｒ1、Ｒ２とＲ３、Ｒ4に応力が加わる。これにより、この慣性力に応じてピエゾ抵抗Ｒ1、Ｒ２とＲ３、Ｒ4の抵抗値が変化するため、ピエゾ抵抗Ｒ1、Ｒ２とＲ３、Ｒ4に流れる電流も抵抗値に応じて変化する。このとき、出力電極Ｐ１，Ｐ２から出力される検出信号Ｖout1，Ｖout2を検出することによって、加速度（慣性力）を検出することができる。
【００３５】
図５は、図４のＳ−Ｓ線における断面図である。
基台４は、図２、図４、及び図５に示すように、基板４０と、基板４０上に形成された枠部４２とを有する。基板４０及び枠部４２は、錘部３４と対向する部分に凹部４１を形成している。即ち凹部４１の底面に相当する基板４０の上面が錘部３４と対向する。
なお、基台４は、シリコン材料を用いて形成されている。また、蓋体５も、シリコン材料を用いて形成されている。
【００３６】
梁部３１は、図５に示すように、錘部３４の側面の一部が凹部４１の壁４１Ａ、４１Ｂと所定の間隔ｄで対向するまで錘部３４が凹部４１側へ変位するよう反った形状に形成されている。この凹部４１の壁４１Ａ、４１Ｂは、枠部４２の内側面に相当する。ここで、この梁部３１の反り形状は、第１の層である半導体薄膜層からなる表面層９１と第２の層である絶縁体薄膜層からなる絶縁層９４の線膨張係数の違いを利用して達成する。また、所定の間隔ｄは、梁部３１が破損しないでＸ方向へ変形することができる変形幅を考慮して設定する。
【００３７】
以上の構成において、衝撃が加速度センサ１００に加わってＸ方向に過度の加速度が作用した場合、この実施形態の加速度センサ１００では、錘部３４の側面の一部が凹部４１の壁４１Ａ（又は４１Ｂ）に当接する。そのため、過度の加速度が加速度センサ１００に加わっても、錘部３４は所定の間隔ｄを超える揺れ幅で揺動することがない。
【００３８】
従って、この実施形態における加速度センサ１００によれば、衝撃が加速度センサ１００に加わってＸ方向に過度の加速度が作用しても、梁部３１が破損するのを防ぐことができる。
【００３９】
なお、この実施形態では、梁部３１のみを上記反った形状に形成しているが、実施の際は、梁部３１および錘部３４の少なくとも一方を上記反った形状に形成しても構わない。
また、この実施形態では、表面層９１と絶縁層９４の線膨張係数の違いを利用して錘部３４を凹部４１側へ反らせているが、実施の際は、例えば表面層（第１の層）９１と中間絶縁層（第２の層）９２の線膨張係数の違いを利用して錘部３４を凹部４１側へ反らせても構わない。
【００４０】
次に、本発明の第２の実施形態に係る加速度センサについて、図を参照して説明する。
【００４１】
図６は、第２の実施形態に係る加速度センサ２００における図４のＳ−Ｓ線における断面図である。この実施形態に係る加速度センサ２００の構成は、第１の実施形態に係る加速度センサ１００と同じである。この実施形態に係る加速度センサ２００が第１の実施形態に係る加速度センサ１００と相違する点は、蓋体５′と基台４′の材質である。
【００４２】
詳述すると、蓋体５′を構成する基板５０は、ガラス等の絶縁体で形成されている。また、蓋体５′を構成する枠部５１は、樹脂製のレジスト膜を基板５０上に形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて当該レジスト膜をパターニングすることで形成されている。
【００４３】
また、基台４′を構成する基板４０′は、ガラス等の絶縁体で形成されている。また、基台４′を構成する枠部４２′は、樹脂製のレジスト膜を基板４０′上に形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて当該レジスト膜をパターニングすることで形成されている。
【００４４】
そのため、この実施形態の加速度センサ２００によれば、パターニングを調整することで所定の間隔ｄを容易に設定できる。また、加速度センサ２００の構成は加速度センサ１００の構成と同じであるため、この実施形態の加速度センサ２００によれば、第１の実施形態の加速度センサ１００と同様の効果を奏する。
【００４５】
次に、本発明の第３の実施形態に係る加速度センサについて、図を参照して説明する。
【００４６】
図７は、第３の実施形態に係る加速度センサ３００のセンサ本体３０３と基台３０４の接合体の平面図である。図８は、同基台３０４の平面図である。図９は、図７のＴ−Ｔ線における断面図である。
【００４７】
この実施形態に係る加速度センサ３００が第１の実施形態に係る加速度センサ１００と相違する点は、梁部３３１及び錘部３３４と基台３０４である。その他の構成については、第１の実施形態に係る加速度センサ１００と同じである。
【００４８】
詳述すると、基台３０４は、図７〜図９に示すように、基板４０と、基板４０上に形成された枠部３４２とを有する。基板４０及び枠部３４２は、錘部３３４と対向する部分に凹部３４１を形成している。即ち凹部３４１の底面に相当する基板４０の上面が錘部３３４と対向する。
なお、基台３０４は、シリコン材料を用いて形成されている。また、蓋体５も、シリコン材料を用いて形成されている。
【００４９】
錘部３３４は、先端部の両側部位３３４Ａ、３３４Ｂが当該両側部位３３４Ａ、３３４Ｂの間に位置する中央部位３３４Ｃより突出した形状に形成されている。さらに、錘部３３４は、図９に示すように、錘部３３４の両側部位３３４Ａ、３３４Ｂの内側面の一部が凹部３４１の壁３４１Ａ、３４１Ｂと所定の間隔ｄで対向するまで錘部３３４の両側部位３３４Ａ、３３４Ｂが凹部３４１側へ変位するよう反った形状に形成されている。この凹部３４１の壁３４１Ａ、３４１Ｂは、枠部３４２の内側面に相当する。ここで、この錘部３３４の反り形状は、表面層９１と絶縁層９４の線膨張係数の違いを利用して達成する。また、所定の間隔ｄは、梁部３３１が破損しないでＸ方向へ変形することができる変形幅を考慮して設定する。
【００５０】
以上の構成において、衝撃が加速度センサ３００に加わってＸ方向に過度の加速度が作用した場合、この実施形態の加速度センサ３００では、錘部３３４の両側部位３３４Ａ（又は３３４Ｂ）の内側面の一部が凹部３４１の壁３４１Ａ（又は３４１Ｂ）に当接する。そのため、過度の加速度が加速度センサ３００に加わっても、錘部３３４は所定の間隔ｄを超える揺れ幅で揺動することがない。
【００５１】
従って、この実施形態における加速度センサ３００によれば、衝撃が加速度センサ３００に加わってＸ方向に過度の加速度が作用しても、梁部３３１が破損するのを防ぐことができる。
【００５２】
なお、この実施形態では、錘部３３４のみを上記反った形状に形成しているが、実施の際は、梁部３３１および錘部３３４の少なくとも一方を上記反った形状に形成しても構わない。
また、この実施形態では、表面層９１と絶縁層９４の線膨張係数の違いを利用して錘部３３４を凹部３４１側へ反らせているが、実施の際は、例えば表面層９１と中間絶縁層９２の線膨張係数の違いを利用して錘部３３４を凹部３４１側へ反らせても構わない。
【００５３】
次に、本発明の第４の実施形態に係る加速度センサについて、図を参照して説明する。
【００５４】
図１０は、第４の実施形態に係る加速度センサ４００における図７のＴ−Ｔ線における断面図である。この実施形態に係る加速度センサ４００の構成は、第３の実施形態に係る加速度センサ３００と同じである。この実施形態に係る加速度センサ４００が第３の実施形態に係る加速度センサ３００と相違する点は、蓋体５′と基台３０４′の材質である。
【００５５】
詳述すると、上記第３の実施形態の加速度センサ３００では、基台３０４をシリコンで形成していたが、第４の実施形態の加速度センサ４００では、基台３０４′を第２の実施形態の加速度センサ２００と同じように形成している。即ち、基台３０４′を構成する基板４０′をガラス等の絶縁体で形成し、基台３０４′を構成する枠部３４２′を樹脂で形成している。当該枠部３４２′は、樹脂製のレジスト膜を基板４０′上に形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて当該レジスト膜をパターニングすることで形成されている。
【００５６】
従って、第４の実施形態の加速度センサ４００によれば、第２の実施形態の加速度センサ２００と同様の効果を奏する。
【００５７】
次に、本発明の第５の実施形態に係る加速度センサについて、図を参照して説明する。
【００５８】
図１１は、第５の実施形態に係る加速度センサ５００における図４のＳ−Ｓ線における断面図である。この実施形態に係る加速度センサ５００が第１の実施形態に係る加速度センサ１００と相違する点は、梁部５３１と絶縁保護層９５である。その他の構成については、第１の実施形態に係る加速度センサ１００と同じである。
【００５９】
詳述すると、梁部５３１は、図４に示す梁部３１と同様、平板状に形成されており、基端側が支持部３０に繋がり、先端側が錘部３４′に繋がっている。しかし、梁部５３１は、図５に示す梁部３１と異なり、表面層９１、中間絶縁層９２、絶縁層９４及び絶縁保護層９５によって形成されている。この絶縁保護層９５は、表面層９１に形成されている検出回路７の配線７７を湿気から保護するための層である。この絶縁保護層９５は、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）のような絶縁材料を用いて絶縁層９４の蓋体５側の面に形成されている。
【００６０】
そして、この実施形態における梁部５３１の反り形状は、少なくとも、第１の層である半導体薄膜層からなる表面層９１と第２の層である絶縁体薄膜層からなる絶縁保護層９５との線膨張係数の違いを利用して達成している。ここで、表面層９１及び絶縁保護層９５以外に、中間絶縁層９２及び絶縁層９４も反りに影響を及ぼす。この反り形状により、錘部３４′が凹部４１側へ変位する。
【００６１】
従って、第５の実施形態の加速度センサ５００によれば、第１の実施形態の加速度センサ１００と同様の効果を奏する。
【００６２】
なお、この実施形態では、基台４をシリコンで形成しているが、実施の際は、第２の実施形態の加速度センサ２００と同じように、基板４０をガラス等の絶縁体で形成し、枠部４２を樹脂で形成しても構わない。
【００６３】
なお、上述の各実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６４】
１…加速度センサ
１０…支持部
１１…梁部
１３…溝
１４…錘部
１００、２００、３００、４００、５００…加速度センサ
３…センサ本体
４…基台
５…蓋体
３０…支持部
３１…梁部
３３…溝
３４…錘部
４０…基板
４１…凹部
４２…枠部
５０…基板
５１…枠部
９０…ＳＯＩ基板
９１…表面層
９２…中間絶縁層
９３…支持基板層
９４…絶縁層
９５…絶縁保護層
３０３…センサ本体
３０４…基台
３３１…梁部
３３４…錘部
３４１…凹部
３４２…枠部
５３１…梁部
７…検出回路
７７…配線部
Ｐ１，Ｐ２…出力電極
Ｐ３…駆動電極
Ｐ４…グランド電極
Ｒ1〜Ｒ４…ピエゾ抵抗
【特許請求の範囲】
【請求項１】
錘部と、支持部と、前記錘部の後端部を前記支持部に連結するとともに外部応力に応じて歪み変形が生じる梁部と、前記梁部に形成され前記外部応力を検出するピエゾ抵抗と、前記支持部および前記梁部に形成され前記ピエゾ抵抗による検出信号を伝達する配線部と、を有するセンサ本体と、
前記支持部の前記配線部側の面に接合される蓋体と、
前記支持部の前記配線部側の面に対向する裏面に接合される基台と、を備える加速度センサにおいて、
前記基台は、前記錘部と対向する部分に凹部が形成され、
前記梁部および前記錘部の少なくとも一方は、前記錘部の側面の一部が前記凹部の壁と所定の間隔で対向するまで前記錘部が前記凹部側へ変位するよう反った形状に形成された加速度センサ。
【請求項２】
前記錘部と前記支持部と前記梁部とは、複数の層からなり、
前記梁部および前記錘部の少なくとも一方は、複数の層の内、少なくとも互いに線膨張係数の異なる第１の層と第２の層とを用いて前記反った形状に形成された、請求項１に記載の加速度センサ。
【請求項３】
前記複数の層は、半導体薄膜層と絶縁体薄膜層とを含み、
前記第１の層は、前記半導体薄膜層であり、
前記第２の層は、前記絶縁体薄膜層である、請求項２に記載の加速度センサ。
【請求項４】
前記第２の層は、前記第１の層より前記蓋体側に形成された、請求項２または請求項３に記載の加速度センサ。
【請求項５】
前記基台は、前記錘部に対向する前記凹部の底面を絶縁基板で形成し、前記凹部の壁を前記絶縁基板上の樹脂で形成した、請求項１から請求項４のいずれかに記載の加速度センサ。
【請求項６】
前記錘部は、先端部の両側部位が当該両側部位の間に位置する中央部位より突出した形状に形成され、
前記基台の前記凹部の壁は、前記錘部の前記両側部位の内側面の一部と前記所定の間隔で対向する、請求項１から請求項５のいずれかに記載の加速度センサ。
【請求項１】
錘部と、支持部と、前記錘部の後端部を前記支持部に連結するとともに外部応力に応じて歪み変形が生じる梁部と、前記梁部に形成され前記外部応力を検出するピエゾ抵抗と、前記支持部および前記梁部に形成され前記ピエゾ抵抗による検出信号を伝達する配線部と、を有するセンサ本体と、
前記支持部の前記配線部側の面に接合される蓋体と、
前記支持部の前記配線部側の面に対向する裏面に接合される基台と、を備える加速度センサにおいて、
前記基台は、前記錘部と対向する部分に凹部が形成され、
前記梁部および前記錘部の少なくとも一方は、前記錘部の側面の一部が前記凹部の壁と所定の間隔で対向するまで前記錘部が前記凹部側へ変位するよう反った形状に形成された加速度センサ。
【請求項２】
前記錘部と前記支持部と前記梁部とは、複数の層からなり、
前記梁部および前記錘部の少なくとも一方は、複数の層の内、少なくとも互いに線膨張係数の異なる第１の層と第２の層とを用いて前記反った形状に形成された、請求項１に記載の加速度センサ。
【請求項３】
前記複数の層は、半導体薄膜層と絶縁体薄膜層とを含み、
前記第１の層は、前記半導体薄膜層であり、
前記第２の層は、前記絶縁体薄膜層である、請求項２に記載の加速度センサ。
【請求項４】
前記第２の層は、前記第１の層より前記蓋体側に形成された、請求項２または請求項３に記載の加速度センサ。
【請求項５】
前記基台は、前記錘部に対向する前記凹部の底面を絶縁基板で形成し、前記凹部の壁を前記絶縁基板上の樹脂で形成した、請求項１から請求項４のいずれかに記載の加速度センサ。
【請求項６】
前記錘部は、先端部の両側部位が当該両側部位の間に位置する中央部位より突出した形状に形成され、
前記基台の前記凹部の壁は、前記錘部の前記両側部位の内側面の一部と前記所定の間隔で対向する、請求項１から請求項５のいずれかに記載の加速度センサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１３４９５（Ｐ２０１２−１３４９５Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４９０５５（Ｐ２０１０−１４９０５５）
【出願日】平成２２年６月３０日（２０１０．６．３０）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月３０日（２０１０．６．３０）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
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