特許ウォッチ

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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