角加速度传感器的制造方法_2

文档序号:8476596阅读:来源:国知局
A。X轴负方向相当于第一方向。在X-Y平面上,固定部12以与锤部13的X轴正方向侧边的三级凹陷相对的方式呈多级(三级)地向X轴负方向侧突出,且在突出的区域的最顶部设有大致矩形的凸部12A。凹部13A具有朝向Y轴负方向侧的壁面、朝向X轴正方向侧的壁面、以及朝向Y轴正方向侧的壁面。凸部12A具有朝向Y轴正方向侧的壁面、朝向X轴负方向侧的壁面、以及朝向Y轴负方向侧的壁面。并且,凹部13A的各壁面与凸部12A的各壁面分别隔着开口部相对。梁部14从凸部12A的朝向Y轴正方向侧的壁面向Y轴正方向延伸,并与凹部13A的朝向Y轴负方向侧的壁面相连。Y轴正方向相当于第二方向。
[0029]通过使锤部13和固定部12采用上述形状,从而能将梁部14配置在锤部13的X-Y平面上的重心位置。于是,在以Z轴为转轴的角加速度作用于锤部13的情况下,即使锤部13由一个梁部14支承也能取得转动平衡,所有旋转惯性力会集中于梁部14,使得梁部14产生较大弯曲。此外,锤部13的位于远离梁部14的位置的Y轴方向的两端部在X轴方向上的宽度较宽,且质量集中在Y轴方向的两端部上。因此,因以Z轴为转轴的角加速度而作用于梁部14的转动惯量较大。由此,角加速度传感器10容易因以Z轴为转轴的角加速度而产生梁部14的弯曲,提高了角加速度的检测灵敏度。
[0030]端子电极16A、16B、16C、16D设置在固定部12的Z轴正方向侧的面上。端子电极16A和端子电极16B沿着固定部12的X轴正方向侧的边配置,端子电极16C和端子电极16D沿着固定部12的X轴负方向侧的边配置。端子电极16A在固定部12的X轴正方向侧的边上配置在Y轴负方向侧,端子电极16B在固定部12的X轴正方向侧的边上配置在Y轴正方向侧。端子电极16C在固定部12的X轴负方向侧的边上配置在Y轴负方向侧,端子电极16D在固定部12的X轴负方向侧的边上配置在Y轴正方向侧。
[0031]布线17么、178、17(:、170设置在固定部12和梁部14的2轴正方向侧的面上。布线17A的一端与端子电极16A相连,另一端与后述的压电电阻15A相连。布线17B的一端与端子电极16B相连,另一端与后述的压电电阻15B相连。布线17C的一端与端子电极16C相连,另一端与后述的压电电阻15C相连。布线17D的一端与端子电极16D相连,另一端与后述的压电电阻15D相连。因此,端子电极16A经由布线17A与压电电阻15A电连接,端子电极16B经由布线17B与压电电阻15B电连接,端子电极16C经由布线17C与压电电阻15C电连接,端子电极16D经由布线17D与压电电阻15D电连接。
[0032]图1 (B)是表示基板部11上的梁部14的周边结构的立体图。
[0033]梁部14在X-Y平面上的中心位置(图中用X标记表示)与锤部13的重心位置一致。此外,梁部14以应力中立面P为界线呈面对称形状。应力中立面P是通过梁部14的中心位置的Y-Z平面。另外,梁部14还以通过梁部14的中心位置的X-Z平面为界线呈面对称形状。
[0034]固定部12具有由固定部12的壁面构成了内壁面的槽18。槽18B在X-Y平面上从凸部12A的朝向Y轴正方向侧的壁面的X轴正方向侧一端向Y轴负方向侧延伸。S卩,槽18从较凸部12的应力中立面P更靠X轴正方向(第一方向的相反方向)侧的位置向Y轴负方向(第二方向的相反方向)凹陷。
[0035]此外,固定部12在与梁部14的连接位置附近具有梁部附近区域12B。梁部附近区域12B是凸部12A上的、较槽18更靠X轴负方向侧的区域。梁部附近区域12B以应力中立面P为界线呈面对称形状。也就是说,槽18以梁部附近区域12B以应力中立面P为界线呈面对称形状的位置和形状来设置。
[0036]锤部13具有由锤部13的壁面构成了内壁面的槽19。槽19在X-Y平面上从凹部13A的朝向Y轴负方向侧的壁面的X轴负方向侧一端向Y轴正方向侧延伸。即,槽19从较凹部13A的应力中立面P更靠X轴负方向(第一方向)侧的位置向Y轴正方向(第二方向)凹陷。
[0037]此外,锤部13在与梁部14的连接位置附近具有梁部附近区域13B。梁部附近区域13B是凹部13A上的、较槽19更靠X轴正方向侧的区域。梁部附近区域13B以应力中立面P为界线呈面对称形状。也就是说,槽19以梁部附近区域13B以应力中立面P为界线呈面对称形状的位置和形状来设置。
[0038]通过如上述那样在固定部12上形成槽18,并在锤部13上形成槽19,从而即使在固定部12、锤部13因惯性力、重力的作用下产生弹性形变的情况下,也能抑制该弹性形变造成梁部14上的应力平衡被破坏,进而能抑制压电电阻15A?I?输出因绕检测轴的角速度以外的因素引起的不需要的电信号。
[0039]图2(A)是对设置在梁部14上的压电电阻15A、15B、15C、15D进行说明的图。
[0040]压电电阻15A、15B、15C、15D构成本实施方式中的检测部,设置在梁部14的Z轴正方向侧的面上。如上所述,压电电阻15A与布线17A相连,压电电阻15B与布线17B相连,压电电阻15C与布线17C相连,压电电阻I?与布线17D相连,但图3中省略了布线17A、17B、17C、17D的图示。另外,压电电阻15A、15B、15C、15D通过在梁部14上对SOI层IlA扩散(掺杂)P型杂质来形成。
[0041]在X-Y平面上,压电电阻15A设置在梁部14的X轴正方向侧的端部且较Y轴方向的中央更靠Y轴负方向侧的位置。在X-Y平面上,压电电阻15B设置在梁部14的X轴正方向侧的端部且较Y轴方向的中央更靠Y轴正方向侧的位置。在X-Y平面上,压电电阻15C设置在梁部14的X轴负方向侧的端部且较Y轴方向的中央更靠Y轴负方向侧的位置。在X-Y平面上,压电电阻I?设置在梁部14的X轴负方向侧的端部且较Y轴方向的中央更靠Y轴正方向侧的位置。
[0042]并且,压电电阻15A、15B、15C、15D配置成以通过梁部14的中央位置的Y-Z平面(应力中立面P)为界线呈面对称,并以通过梁部14的中央位置的X-Z平面为界线呈面对称。
[0043]图2(B)是对使用压电电阻15A、15B、15C、15D构成的检测电路的简要结构进行说明的电路图。
[0044]压电电阻15A与压电电阻15D串联连接。压电电阻15B与压电电阻15C串联连接。由压电电阻15A、15D构成的串联电路与由压电电阻15B、15C构成的串联电路彼此并联连接。而且,压电电阻15B与压电电阻I?的连接点与恒压源的输出端子Vdd相连,压电电阻15A与压电电阻15C的连接点与接地GND相连。压电电阻15A与压电电阻I?的连接点与输出端子OUT-(输出一)相连,压电电阻15B与压电电阻15C的连接点与输出端子OUT+(输出+)相连。
[0045]由此,压电电阻15A、15B、15C、15D构成惠斯通电桥电路。惠斯通电桥电路中构成串联电路的压电电阻15A与压电电阻15D、以及构成串联电路的压电电阻15B与压电电阻15C分别以梁部14的中央为界线设置在相反侧。因此,来自输出端子0UT+、0UT-的输出信号的电位会因梁部14的沿X轴的弯曲以彼此相反的极性变化,因此能利用该电位差测量以Z轴为转轴的角加速度。由于构成惠斯通电桥电路,因此角加速度传感器10的检测灵敏度比利用由两个压电电阻构成的电阻分压电路构成检测电路的角加速度传感器的检测灵敏度要高。
[0046]这里,对在固定部12和锤部13因惯性力、重力而产生弹性形变的情况下作用于基板部的应力分布进行说明。
[0047]图3是表示梁部14的周边结构上的应力分布的轮廓图。图3㈧示出梁部附近区域12B、13B以应力中立面P为
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1