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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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