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公開番号2025077819
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-19
出願番号2023190302
出願日2023-11-07
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,個人
主分類G01P 15/125 20060101AFI20250512BHJP(測定;試験)
要約【課題】信頼性を向上させるとともに加速度を精度良く検出する加速度センサを提供する。
【解決手段】加速度センサ1は、基板10と、基板10に設けられた支持部13と、支持部13に移動可能に支持された質量部16であって、第1錘部61と第1錘部61より質量が小さい第2錘部62とを有する質量部16とを備える。加速度センサ1は、支持部13に支持されたセンサ素子2の第1固定電極31及び第2固定電極32と、第1錘部61及び第2錘部62にそれぞれ設けられて第1固定電極31及び第2固定電極32に対してそれぞれ基板10の厚さ方向に相対的に移動可能であるセンサ素子2の第1可動電極51及び第2可動電極52とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
基板と、
前記基板に設けられた支持部と、
前記支持部に移動可能に支持された質量部であって、第１錘部と前記第１錘部より質量が小さい第２錘部とを有する質量部と、
前記支持部に支持されたセンサ素子の第１固定電極及び第２固定電極と、
前記第１錘部及び前記第２錘部にそれぞれ設けられて前記第１固定電極及び前記第２固定電極に対してそれぞれ基板の厚さ方向に相対的に移動可能であるセンサ素子の第１可動電極及び第２可動電極と、を備える
加速度センサ。
続きを表示（約 970 文字）【請求項２】
前記支持部は、前記基板に設けられた単一の支持部であり、
前記質量部は、支持部に移動可能に支持された単一の質量部である、
請求項１に記載の加速度センサ。
【請求項３】
前記第１錘部及び前記第２錘部は、バネ部を介して前記支持部に支持されている、
請求項１に記載の加速度センサ。
【請求項４】
前記第１固定電極及び前記第２固定電極は、櫛歯状に形成され、
前記第１可動電極及び前記第２可動電極は、櫛歯状に形成されている、
請求項１に記載の加速度センサ。
【請求項５】
前記基板は、表面に空洞の一部が露出する空洞を有し、
前記第１固定電極、前記第２固定電極、前記第１可動電極、前記第２可動電極、前記第１錘部及び前記第２錘部は、空洞内に配置されている、
請求項１に記載の加速度センサ。
【請求項６】
前記第１固定電極及び前記第１可動電極は、平面視において前記支持部を挟んで前記第２固定電極及び前記第２可動電極にそれぞれ対称に形成されている、
請求項１に記載の加速度センサ。
【請求項７】
前記第２錘部は、前記第１錘部より平面視における面積が小さく形成されている、
請求項１に記載の加速度センサ。
【請求項８】
前記第１固定電極及び前記第２固定電極はそれぞれ、前記支持部に支持された第１ビームに形成され、
前記第１錘部及び前記第２錘部はそれぞれ、前記支持部に支持された第２ビームに形成され、
前記第２ビームに、バネ部が形成されている、
請求項１に記載の加速度センサ。
【請求項９】
前記第１ビームに、前記第１固定電極及び前記第２固定電極と前記支持部とをそれぞれ電気的に分離する分離部が形成され、
前記第２ビームに、前記第１可動電極及び前記第２可動電極と前記支持部とをそれぞれ電気的に分離する分離部が形成されている、
請求項８に記載の加速度センサ。
【請求項１０】
前記基板は、シリコン基板であり、
前記分離部は、酸化シリコンを有している、
請求項９に記載の加速度センサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、加速度センサに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、静電容量型ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）加速度センサが開示されている。前記加速度センサは、表面上に電極が形成された第１半導体基板と、電極に対向して配置されるウェート部を有して第１半導体基板に接合された第２半導体基板とを備え、第１及び第２半導体基板の厚さ方向に対向する電極とウェート部との間の静電容量を検出して前記厚さ方向の加速度を検出するように構成されている。
【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】
前記特許文献１に記載の加速度センサでは、第１半導体基板上に電極が形成されることから、基板がモールドパーケージされる場合にパーケージに応力が生じると、電極とウェート部との間の静電容量が基板による影響を受けて、センサの信頼性を低下させるおそれがある。
【０００５】
これに対し、静電容量型ＭＥＭＳ加速度センサとして、基板に移動可能に支持された慣性質量部と、慣性質量部に形成された櫛歯状の可動電極と、可動電極に噛み合うように基板に支持された櫛歯状の固定電極とを備え、慣性質量部の変位に応じて基板の厚さ方向に変位する可動電極と固定電極との間の静電容量を検出して基板の厚さ方向の加速度を検出するものが考えられている。このような加速度センサにおいて、加速度を精度良く検出することが望まれる。
【０００６】
本開示は、基板の厚さ方向の加速度を検出する加速度センサにおいて、センサの信頼性を向上させるとともに加速度を精度良く検出することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、基板と、基板に設けられた支持部と、支持部に移動可能に支持された質量部であって、第１錘部と前記第１錘部より質量が小さい第２錘部とを有する質量部と、支持部に支持されたセンサ素子の第１固定電極及び第２固定電極と、第１錘部及び第２錘部にそれぞれ設けられて第１固定電極及び第２固定電極に対してそれぞれ基板の厚さ方向に相対的に移動可能であるセンサ素子の第１可動電極及び第２可動電極と、を備える、加速度センサを提供する。
【０００８】
本開示によれば、支持部に支持された第１及び第２固定電極と、支持部に移動可能に支持された質量部の第１及び第２錘部に設けられた第１及び第２可動電極とが備えられる。１つの支持部に支持された第１及び第２固定電極と第１及び第２可動電極とによって２つのキャパシタを形成できるので、基板による影響を抑制することができ、センサの信頼性を向上させることができる。また、１つの質量部に第１及び第２可動電極を形成することができ、第１及び第２可動電極が別体で形成される場合に比して、別体である第１及び第２可動電極間によるノイズの発生を抑制することができ、加速度を精度良く検出することができる。また、２つのキャパシタの静電容量の差分を検出することで、１つのキャパシタの静電容量を検出する場合に比して、感度を大きくするとともにノイズを削減してＳ／Ｎ比（信号対雑音比）を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、本開示の実施形態に係る加速度センサの平面図である。
図２は、図１のII－II線に沿う加速度センサの断面図である。
図３は、図１のIII－III線に沿う加速度センサの断面図である。
図４は、静止時及び加速度作用時の加速度センサを示す図である。
図５は、図４のV－V線に沿う加速度センサの断面図である。
図６は、図４のVI－VI線に沿う加速度センサの断面図である。
図７は、加速度センサの接続回路を示す図である。
図８は、加速度センサの変形例を示す図である。
図９は、加速度センサの変形例を示す別の図である。
図１０は、第１及び第２可動電極が別体で形成された加速度センサの平面図である。
図１１は、図１０のXI－XI線に沿う加速度センサの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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