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公開番号2024025890
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-02-28
出願番号2022129238
出願日2022-08-15
発明の名称加速度センサ
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人
主分類G01P 15/08 20060101AFI20240220BHJP(測定;試験)
要約【課題】パッケージ応力、実装時の外力、又は熱の影響を受け難い加速度センサを提供する。
【解決手段】加速度センサ1は、第1基板11と、第2基板12と、を備えている。第1基板11は、第1基板キャビティ13の底面の一部領域に設けられている第1アンカー領域17aから第1方向に沿って第2基板12に向かって突出している、第1アンカー17と、第1アンカー17から第1方向に垂直な第2方向に延びている、ばね18と、ばね18に対して機械的に接続されて、電気的に絶縁されており、第1方向に変位する、可動電極21と、を有している。第2基板12は、第2基板キャビティ14の底面の一部領域に設けられている第2アンカー領域29aから第1方向に沿って第1基板11に向かって突出している、第2アンカー29と、第2アンカー29に機械的に固定されており、可動電極21に対向している、固定電極30と、を有している。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１方向に向かい合う第１基板第１主面と第１基板第２主面とを有する、第１基板と、
前記第１方向に向かい合う第２基板第１主面と第２基板第２主面とを有しており、前記第２基板第１主面が前記第１基板第１主面に対して前記第１方向に向かい合う、第２基板と、を備えている、加速度センサであって、
前記第１基板は、
前記第１基板第１主面から前記第１基板第２主面に向かって窪んでいる、第１基板キャビティと、
前記第１基板キャビティの底面の一部領域に設けられている、第１アンカー領域と、
前記第１アンカー領域から前記第１方向に沿って前記第２基板第１主面に向かって突出している、第１アンカーと、
前記第１アンカーから前記第１方向に垂直な第２方向に延びている、ばねと、
前記ばねに対して機械的に接続されて、電気的に絶縁されており、前記第１方向に変位する、可動電極と、を有しており、
前記第２基板は、
前記第２基板第１主面から前記第２基板第２主面に向かって窪んでいる、第２基板キャビティと、
前記第２基板キャビティの底面の一部領域に設けられている、第２アンカー領域と、
前記第２アンカー領域から前記第１方向に沿って前記第１基板第１主面に向かって突出している、第２アンカーと、
前記第２アンカーに機械的に固定されており、前記可動電極に対向している、固定電極と、を有している、加速度センサ。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記第１基板は、ベース基板を有しており、
前記第２基板は、前記ベース基板と共に、前記第１基板キャビティと前記第２基板キャビティとを封止するリッド基板を有する、請求項１に記載の加速度センサ。
【請求項３】
前記固定電極は、前記第１方向から見て、前記可動電極をオーバーラップする大きさを有する、請求項１に記載の加速度センサ。
【請求項４】
前記可動電極は、
前記第１方向と前記第２方向に垂直な第３方向の一方側に配置されている、第１可動電極と、
前記第３方向の他方側に配置されている、第２可動電極と、を有する、請求項１に記載の加速度センサ。
【請求項５】
前記加速度センサは、
前記第１可動電極に対して機械的に接続されて、電気的に絶縁されている、第１マスと、
前記第２可動電極に対して機械的に接続されて、電気的に絶縁されており、質量が前記第１マスよりも大きい、第２マスと、を有する、請求項４に記載の加速度センサ。
【請求項６】
前記第１方向から見て、
前記第１マスは、第１表面積を有しており、
前記第２マスは、前記第１表面積よりも大きい第２表面積を有する、請求項５に記載の加速度センサ。
【請求項７】
前記第１方向において、
前記第１マスは、第１高さを有しており、
前記第２マスは、前記第１高さよりも大きい第２高さを有する、請求項５に記載の加速度センサ。
【請求項８】
前記加速度センサは、前記ばねから前記第３方向の両側に延びており、前記第１可動電極と前記第２可動電極に対して機械的に接続されて、電気的に絶縁されている、メインフレームを備える、請求項５に記載の加速度センサ。
【請求項９】
前記ばねは、
前記第２方向の一方側に延びる、第１ばねと、
前記第２方向の他方側に延びる、第２ばねと、を有しており、
前記メインフレームは、
前記第１ばねに対して機械的に接続されており、前記第１可動電極と前記第２可動電極に対して機械的に接続されて、電気的に絶縁されている、第１メインフレームと、
前記第２ばねに対して機械的に接続されており、前記第１可動電極と前記第２可動電極に対して機械的に接続されて、電気的に絶縁されている、第２メインフレームと、を有する、請求項８に記載の加速度センサ。
【請求項１０】
前記加速度センサは、
前記第１メインフレームの第１端と前記第２メインフレームの第１端とを互いに機械的に接続するように、前記第２方向に延びる、第１サブフレームと、
前記第１メインフレームの第２端と前記第２メインフレームの第２端とを互いに機械的に接続するように、前記第２方向に延びる、第２サブフレームと、を備える、請求項９に記載の加速度センサ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速度センサに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、上下に対向する第１の半導体基板と第２の半導体基板とを備える加速度センサが開示されている。第２の半導体基板は、上下方向の加速度が生じるとき、上下方向に僅かに動くカンチレバーによって支持されているウエート部を有する。第１の半導体基板は、ウエート部に対向している電極を有する。加速度センサは、上下方向の加速度が生じるとき、ウエート部と電極との間の静電容量の変化を検出して、加速度を算出する、静電容量型加速度センサである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平８－２８５８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
第１の半導体基板又は第２の半導体基板は、モールド樹脂によってパッケージングされた後、常温まで冷却されたときに生じるパッケージ応力、実装時の外力、又は熱の影響を受けて変形する場合がある。この場合、ウエート部と電極との間のクリアランスが変化するため、静電容量の初期値や変化量などの特性も変化してしまう。
【０００５】
そこで、本開示は、パッケージ応力、実装時の外力、又は熱の影響を受け難い加速度センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
まず、本開示は、
第１方向に向かい合う第１基板第１主面と第１基板第２主面とを有する、第１基板と、
前記第１方向に向かい合う第２基板第１主面と第２基板第２主面とを有しており、前記第２基板第１主面が前記第１基板第１主面に対して前記第１方向に向かい合う、第２基板と、を備えている、加速度センサであって、
前記第１基板は、
前記第１基板第１主面から前記第１基板第２主面に向かって窪んでいる、第１基板キャビティと、
前記第１基板キャビティの底面の一部領域に設けられている、第１アンカー領域と、
前記第１アンカー領域から前記第１方向に沿って前記第２基板第１主面に向かって突出している、第１アンカーと、
前記第１アンカーから前記第１方向に垂直な第２方向に延びている、ばねと、
前記ばねに対して機械的に接続されて、電気的に絶縁されており、前記第１方向に変位する、可動電極と、を有しており、
前記第２基板は、
前記第２基板第１主面から前記第２基板第２主面に向かって窪んでいる、第２基板キャビティと、
前記第２基板キャビティの底面の一部領域に設けられている、第２アンカー領域と、
前記第２アンカー領域から前記第１方向に沿って前記第１基板第１主面に向かって突出している、第２アンカーと、
前記第２アンカーに機械的に固定されており、前記可動電極に対向している、固定電極と、を有している、加速度センサを提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の加速度センサは、第１基板の第１アンカーにばねを介して動作可能に支持されている、可動電極と、第２基板の第２アンカーに機械的に固定されている、固定電極と、を備える。よって、可動電極と固定電極はそれぞれ、第１基板キャビティの底面の一部領域に設けられている第１アンカーと、第２基板キャビティの底面の一部領域に設けられている第２アンカーと、を介して第１基板と第２基板に配置されているため、第１基板と第２基板が、パッケージ応力、実装時の外力、又は熱の影響によって変形したとしても、変形の影響を受け難い。したがって、加速度センサは、第１方向の加速度が生じるとき、パッケージ応力、実装時の外力、又は熱の影響を抑えて、可動電極と固定電極との間の静電容量の変化を検出して、第１方向の加速度を算出できる。
【０００８】
また、実装時、第１基板と第２基板が変形したとしても、可動電極と固定電極が第１基板と第２基板の変形の影響を受け難いため、センサの校正を行う必要性が低い。
【０００９】
したがって、本開示の加速度センサは、パッケージ応力、実装時の外力、又は熱の影響を受け難い。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本開示の一実施形態に係る加速度センサの断面図。
図１の加速度センサの第１基板の平面図。
図１の加速度センサの第２基板の平面図。
図１の加速度センサの回路図。
他の実施形態に係る加速度センサの部分拡大図。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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