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公開番号2024041698
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-27
出願番号2023004635
出願日2023-01-16
発明の名称センサ及び電子装置
出願人株式会社東芝
代理人弁理士法人iX
主分類G01P 15/10 20060101AFI20240319BHJP(測定;試験)
要約【課題】特性の向上が可能なセンサ及び電子装置を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、センサは、基体と、基体に固定された第1支持部と、第1支持部に支持された第1部材と、を含む。第1部材は、第1梁電極及び第2梁電極を含む。第2梁電極の質量は、第1梁電極の質量とは異なる。第2梁電極の厚さは、第1梁電極の厚さとは異なる。第2梁電極に含まれる材料の少なくとも一部は、第1梁電極に含まれる材料の少なくとも一部と異なる。第2梁電極に含まれる第2孔の大きさは、第1梁電極に含まれる第1孔の大きさとは異なる。第2孔の密度は、第1孔の密度とは異なる。第2孔の数は、第1孔の数とは異なる。第2孔の形状は、第1孔の形状とは異なる。第2梁電極の層構造は、第1梁電極の層構造とは異なる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
基体と、
前記基体に固定された第1支持部と、
前記第1支持部に支持された第1部材と、
を備え、
前記基体と前記第1部材との間に間隙が設けられ、
前記第1部材は、第1支持領域、第1接続構造体、第2接続構造体、第1梁、第2梁、第1梁電極及び第2梁電極を含み、
前記第1支持部は、前記基体から前記第1支持部への第1方向において、前記基体と前記第1支持領域との間にあり、
前記第1支持領域は、前記第1支持部に支持され、
前記第1梁及び前記第2梁は、前記第1方向と交差する第2方向に沿って延び、
前記第1接続構造体から前記第2接続構造体への方向は、前記第2方向に沿い、
前記第1支持領域は、前記第2方向において、前記第1接続構造体と前記第2接続構造体との間にあり、
前記第1梁は、第1端と第1他端とを含み、前記第1端は前記第1接続構造体と接続され、前記第1他端は前記第1支持領域と接続され、
前記第2梁は、第2端と第2他端とを含み、前記第2端は前記第2接続構造体と接続され、前記第2他端は前記第1支持領域と接続され、
前記第1梁電極は、前記第1梁に接続され、
前記第1梁から前記第1梁電極への第3方向は、前記第1方向及び前記第2方向を含む平面と交差し、
前記第2梁電極は、前記第2梁に接続され、
前記第2梁から前記第2梁電極への方向は、前記第3方向に沿い、
前記第1梁電極及び前記第2梁電極は、第1条件、第2条件、第3条件、第4条件、第5条件、第6条件、第7条件及び第8条件の少なくともいずれかを満たし、
前記第1条件において、前記第2梁電極の第2質量は、前記第1梁電極の第1質量とは異なり、
前記第2条件において、前記第2梁電極の前記第1方向に沿う第2厚さは、前記第1梁電極の前記第1方向に沿う第1厚さとは異なり、
前記第3条件において、前記第2梁電極に含まれる第2材料の少なくとも一部は、前記第1梁電極に含まれる第1材料の少なくとも一部と異なり、
前記第4条件において、前記第2梁電極に含まれる第2孔の第2大きさは、前記第1梁電極に含まれる第1孔の第1大きさとは異なり、
前記第5条件において、前記第2孔の第2密度は、前記第1孔の第1密度とは異なり、
前記第6条件において、前記第2孔の第2数は、前記第1孔の第1数とは異なり、
前記第7条件において、前記第2孔の第2形状は、前記第1孔の第1形状とは異なり、
前記第8条件において、前記第2梁電極の第2層構造は、前記第1梁電極の第1層構造とは異なる、センサ。
続きを表示(約 3,300 文字)【請求項2】
前記第1部材は、第1可動領域及び第2可動領域をさらに含み、
前記第2方向において、前記第1支持領域は、前記第1可動領域と前記第2可動領域との間にあり、
前記第1接続構造体は、前記第1可動領域に支持され、
前記第1接続構造体は、前記第2方向において前記第1可動領域と前記第1支持領域との間にあり、
前記第2接続構造体は、前記第2可動領域に支持され、
前記第2接続構造体は、前記第2方向において前記第1支持領域と前記第2可動領域との間にある、請求項1に記載のセンサ。
【請求項3】
前記基体に固定された第1電極と、
前記基体に固定された第1対向電極と、
をさらに備え、
前記第1部材は、前記第1梁に接続された第1対向梁電極をさらに含み、
前記第3方向において、前記第1梁は、前記第1対向梁電極と前記第1梁電極との間にあり、
前記第1電極は、前記第1梁電極と対向し、
前記第1対向電極は、前記第1対向梁電極と対向する、請求項2に記載のセンサ。
【請求項4】
制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記第1電極と前記第1梁電極との間に交流成分を含む駆動信号を印加可能であり、
前記制御部は、前記第1対向電極と前記第1対向梁電極との間に生じる電気信号を検出可能である、請求項3に記載のセンサ。
【請求項5】
前記第1部材は、第1対向梁電極及び第2対向梁電極を含み、
前記第1対向梁電極は、前記第1梁に接続され、
前記第3方向において、前記第1梁は、前記第1対向梁電極と前記第1梁電極との間にあり、
前記第2対向梁電極は、前記第2梁に接続され、
前記第3方向において、前記第2梁は、前記第2対向梁電極と前記第2梁電極との間にあり、
前記第1対向梁電極及び前記第2対向梁電極は、第9条件、第10条件、第11条件、第12条件、第13条件、第14条件、第15条件及び第16条件の少なくともいずれかを満たし、
前記第9条件において、前記第2対向梁電極の第2対向質量は、前記第1対向梁電極の第1対向質量とは異なり、
前記第10条件において、前記第2対向梁電極の前記第1方向に沿う第2対向厚さは、前記第1対向梁電極の前記第1方向に沿う第1対向厚さとは異なり、
前記第11条件において、前記第2対向梁電極に含まれる第2対向材料の少なくとも一部は、前記第1対向梁電極に含まれる第1対向材料の少なくとも一部と異なり、
前記第12条件において、前記第2対向梁電極に含まれる第2対向孔の第2対向大きさは、前記第1対向梁電極に含まれる第1対向孔の第1対向大きさとは異なり、
前記第13条件において、前記第2対向孔の第2対向密度は、前記第1対向孔の第1対向密度とは異なり、
前記第14条件において、前記第2対向孔の第2対向数は、前記第1対向孔の第1対向数とは異なり、
前記第15条件において、前記第2対向孔の第2対向形状は、前記第1対向孔の第1対向形状とは異なり、
前記第16条件において、前記第2対向梁電極の第2対向層構造は、前記第1対向梁電極の第1対向層構造とは異なる、請求項2に記載のセンサ。
【請求項6】
前記第1部材は、第1構造体及び第1支持構造体をさらに含み、
前記第1構造体の前記第2方向における第1構造体位置は、前記第1可動領域の前記第2方向における第1可動領域位置と、前記第1梁の前記第2方向における第1梁位置と、の間にあり、
前記第1接続構造体の前記第2方向における第1接続構造体位置は、前記第1構造体位置と、前記第1梁位置と、の間にあり、
前記第1支持構造体の前記第2方向における第1支持構造体位置は、前記第1構造体位置と、前記第1支持領域の前記第2方向における第1支持領域位置と、の間にあり、
前記第1構造体は、第1部分、第1他部分及び第1中間部分を含み、
前記第1部分から前記第1他部分への方向は、前記第3方向に沿い、
前記第1中間部分は、前記第1部分と前記第1他部分との間にあり、
前記第1部分は、前記第1接続構造体と接続され、
前記第1他部分は、前記第1可動領域と接続され、
前記第1中間部分は、前記第1支持構造体と接続された、請求項5に記載のセンサ。
【請求項7】
前記第1部材は、第3構造体及び第3支持構造体をさらに含み、
前記第3構造体の前記第2方向における第3構造体位置は、前記第2梁の前記第2方向における第2梁位置と、前記第2可動領域の前記第2方向における第2可動領域位置と、の間にあり、
前記第2接続構造体の前記第2方向における第2接続構造体位置は、前記第2梁位置と、前記第3構造体位置と、の間にあり、
前記第3支持構造体の前記第2方向における第3支持構造体位置は、前記第1支持領域位置と、前記第3構造体位置と、の間にあり、
前記第3構造体は、第3部分、第3他部分及び第3中間部分を含み、
前記第3部分から前記第3他部分への方向は、前記第3方向に沿い、
前記第3中間部分は、前記第3部分と前記第3他部分との間にあり、
前記第3部分は、前記第2接続構造体と接続され、
前記第3他部分は、前記第2可動領域と接続され、
前記第3中間部分は、前記第3支持構造体と接続された、請求項6に記載のセンサ。
【請求項8】
前記第1部材は、第2構造体及び第2支持構造体をさらに含み、
前記第2構造体の前記第2方向における第2構造体位置は、前記第1可動領域位置と、前記第1梁位置と、の間にあり、
前記第2支持構造体の前記第2方向における第2支持構造体位置は、前記第2構造体位置と、前記第1支持領域位置と、の間にあり、
前記第2構造体は、第2部分、第2他部分及び第2中間部分を含み、
前記第2他部分から前記第2部分への方向は、前記第3方向に沿い、
前記第2中間部分は、前記第2他部分と前記第2部分との間にあり、
前記第2部分は、前記第1接続構造体と接続され、
前記第2他部分は、前記第1可動領域と接続され、
前記第2中間部分は、前記第2支持構造体と接続され、
前記第3方向において、前記第1接続構造体は、前記第2支持構造体の少なくとも一部と、前記第1支持構造体の少なくとも一部と、の間にある、請求項7に記載のセンサ。
【請求項9】
前記第1部材は、第4構造体及び第4支持構造体を含み、
前記第4構造体の前記第2方向における第4構造体位置は、前記第2梁位置と、前記第2可動領域位置と、の間にあり、
前記第4支持構造体の前記第2方向における第4支持構造体位置は、前記第1支持領域位置と、前記第4構造体位置と、の間にあり、
前記第4構造体は、第4部分、第4他部分及び第4中間部分を含み、
前記第4他部分から前記第4部分への方向は、前記第3方向に沿い、
前記第4中間部分は、前記第4他部分と前記第4部分との間にあり、
前記第4部分は、前記第2接続構造体と接続され、
前記第4他部分は、前記第2可動領域と接続され、
前記第4中間部分は、前記第4支持構造体と接続され、
前記第3方向において、前記第2接続構造体は、前記第4支持構造体の少なくとも一部と、前記第3支持構造体の少なくとも一部と、の間にある、請求項8に記載のセンサ。
【請求項10】
前記第1梁電極は、
前記第2方向に沿って延びる第1延在部と、
前記第1延在部を前記第1梁に接続する第1接続部と、
を含む、請求項1~9のいずれか1つに記載のセンサ。
(【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】
本発明の実施形態は、センサ及び電子装置に関する。
続きを表示(約 2,700 文字)【背景技術】
【0002】
例えば、MEMS構造を利用したセンサがある。センサにおいて、特性の向上が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
米国特許第10566258号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
実施形態は、特性の向上が可能なセンサ及び電子装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
実施形態によれば、センサは、基体と、前記基体に固定された第1支持部と、前記第1支持部に支持された第1部材と、を含む。前記基体と前記第1部材との間に間隙が設けられる。前記第1部材は、第1支持領域、第1接続構造体、第2接続構造体、第1梁、第2梁、第1梁電極及び第2梁電極を含む。前記第1支持部は、前記基体から前記第1支持部への第1方向において、前記基体と前記第1支持領域との間にある。前記第1支持領域は、前記第1支持部に支持される。前記第1梁及び前記第2梁は、前記第1方向と交差する第2方向に沿って延びる。前記第1接続構造体から前記第2接続構造体への方向は、前記第2方向に沿う。前記第1支持領域は、前記第2方向において、前記第1接続構造体と前記第2接続構造体との間にある。前記第1梁は、第1端と第1他端とを含む。前記第1端は前記第1接続構造体と接続される。前記第1他端は前記第1支持領域と接続される。前記第2梁は、第2端と第2他端とを含む。前記第2端は前記第2接続構造体と接続される。前記第2他端は前記第1支持領域と接続される。前記第1梁電極は、前記第1梁に接続される。前記第1梁から前記第1梁電極への第3方向は、前記第1方向及び前記第2方向を含む平面と交差する。前記第2梁電極は、前記第2梁に接続される。前記第2梁から前記第2梁電極への方向は、前記第3方向に沿う。前記第1梁電極及び前記第2梁電極は、第1条件、第2条件、第3条件、第4条件、第5条件、第6条件、第7条件及び第8条件の少なくともいずれかを満たす。前記第1条件において、前記第2梁電極の第2質量は、前記第1梁電極の第1質量とは異なる。前記第2条件において、前記第2梁電極の前記第1方向に沿う第2厚さは、前記第1梁電極の前記第1方向に沿う第1厚さとは異なる。前記第3条件において、前記第2梁電極に含まれる第2材料の少なくとも一部は、前記第1梁電極に含まれる第1材料の少なくとも一部と異なる。前記第4条件において、前記第2梁電極に含まれる第2孔の第2大きさは、前記第1梁電極に含まれる第1孔の第1大きさとは異なる。前記第5条件において、前記第2孔の第2密度は、前記第1孔の第1密度とは異なる。前記第6条件において、前記第2孔の第2数は、前記第1孔の第1数とは異なる。前記第7条件において、前記第2孔の第2形状は、前記第1孔の第1形状とは異なる。前記第8条件において、前記第2梁電極の第2層構造は、前記第1梁電極の第1層構造とは異なる。
【図面の簡単な説明】
【0006】
図1は、第1実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図2は、第1実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。
図3は、第1実施形態に係るセンサの一部を例示する模式的平面図である。
図4(a)及び図4(b)は、第1実施形態に係るセンサの一部を例示する模式的断面図である。
図5(a)及び図5(b)は、第1実施形態に係るセンサの一部を例示する模式的断面図である。
図6(a)及び図6(b)は、第1実施形態に係るセンサの一部を例示する模式的断面図である。
図7(a)及び図7(b)は、第1実施形態に係るセンサの一部を例示する模式的断面図である。
図8は、第1実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図9(a)及び図9(b)は、第1実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図10は、第1実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図11(a)及び図11(b)は、第1実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図12は、第2実施形態に係る電子装置を例示する模式図である。
図13(a)~図13(h)は、実施形態に係る電子装置の応用を例示する模式図である。
図14(a)及び図14(b)は、実施形態に係るセンサの応用を例示する模式図である。
図15は、第1実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図16は、第1実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図17は、第3実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図18は、第3実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。
図19は、第3実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図20は、第3実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図21は、第3実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【0008】
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図2は、第1実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。
図2は、図1のA1-A2線断面図である。
【0009】
図1及び図2に示すように、実施形態に係るセンサ110は、基体50S、第1支持部10S及び第1部材10Mを含む。
【0010】
図2に示すように、第1支持部10Sは、基体50Sに固定される。第1部材10Mは、第1支持部10Sに支持される。基体50Sと第1部材10Mとの間に間隙g1が設けられる。第1部材10Mの少なくとも一部は、導電性で良い。
(【0011】以降は省略されています)

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