物理量传感器、电子设备以及移动体的制作方法

文档序号:9614549阅读:260来源:国知局
物理量传感器、电子设备以及移动体的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及物理量传感器、电子设备以及移动体。
【背景技术】
[0002] 近年来,开发了一种例如使用娃MEMS(MicroElectorMechanicalSystems:微机 电系统)技术来对加速度等物理量进行检测的物理量传感器。
[0003] 作为该物理量传感器,已知一种物理量传感器,具有:可动电极,其具有大板部和 小板部,并且大板部和小板部以能够呈跷跷板状摆动的方式而被支承在绝缘层上;固定电 极,其与大板部对置并被设置在绝缘层上;固定电极,其与小板部对置并被设置在绝缘层上 (参照专利文献1)。
[0004] 在专利文献1所记载的中央固定型的物理量传感器中,将扭转弹簧的位置故意设 计成偏离中心,以使由于施加加速度而产生的转矩不平衡从而进行跷跷板式动作。
[0005] 然而,在上述物理量传感器中,在小型化的情况下,灵敏度的效率下降,从而难以 实现物理量传感器的高灵敏度化。
[0006] 专利文献1 :日本特开2007-298405号公报

【发明内容】

[0007] 本发明的目的在于,提供一种即使在小型化的情况下也具有高灵敏度的物理量传 感器以及具备该物理量传感器的电子设备以及移动体。
[0008] 本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的发明,并且能够作为以下的方 式或应用例来实现。
[0009] 应用例1
[0010] 本发明的物理量传感器的特征在于,具有:基板;支承部,其被固定在所述基板 上;可动部,其通过连结部而与所述支承部连接,并能够相对于支承部进行摆动;固定电 极,其与所述可动部对置并被配置在所述基板上,所述可动部具有:相对于所述连结部而 被设置在一侧的第一质量部;相对于所述连结部而被设置在另一侧且质量小于所述第一质 量部的第二质量部;被配置在所述第一质量部上的第一可动电极;以及被配置在所述第二 质量部上的第二可动电极,所述固定电极由与所述第一质量部对置配置的第一固定电极和 与所述第二质量部对置配置的第二固定电极构成,当将所述可动部的长度方向上的所述可 动部的长度设为L,将所述可动部的长度方向上的所述第二质量部的长度设为L2时,满足 0· 2彡L2/L彡0· 48的关系。
[0011] 由此,能够提供一种即使在小型化的情况下也具有高灵敏度的物理量传感器。
[0012] 应用例2
[0013] 在本发明的物理量传感器中,优选为,所述基板为玻璃基板。
[0014] 由此,能够提供一种更高灵敏度的物理量传感器。
[0015] 应用例3
[0016] 在本发明的物理量传感器中,优选为,满足0. 25 <L2/L< 0. 44的关系。
[0017] 由此,能够提供一种更加高灵敏度的物理量传感器。
[0018] 应用例4
[0019] 本发明的电子设备的特征在于,具备本发明的物理量传感器。
[0020] 这种电子设备由于包括本应用例所涉及的物理量传感器,因此能够具有较高的检 测灵敏度。
[0021] 应用例5
[0022] 本发明的移动体的特征在于,具备本发明的物理量传感器。
[0023] 这种移动体由于包括本应用例所涉及的物理量传感器,因此能够具有较高的检测 灵敏度。
【附图说明】
[0024] 图1为模式化地表示本应用例的优选的实施方式所涉及的物理量传感器的俯视 图。
[0025] 图2为模式化地对图1的物理量传感器进行表示的图1的II-II线剖视图。
[0026] 图3为模式化地对图1的物理量传感器进行表示的图1的III-III线剖视图。
[0027] 图4为模式化地对图1的物理量传感器进行表示的图1的IV-IV线剖视图。
[0028] 图5为向图1的物理量传感器施加了 1G加速度时的剖视图。
[0029] 图6为表示L2/L与灵敏度之间的关系的曲线图。
[0030] 图7为模式化地表示图1的物理量传感器的制造工序的剖视图。
[0031] 图8为模式化地表示图1的物理量传感器的制造工序的剖视图。
[0032] 图9为模式化地表示图1的物理量传感器的制造工序的剖视图。
[0033] 图10为模式化地表示第一实施方式的改变例所涉及的物理量传感器的俯视图。
[0034] 图11为表示应用了本发明的电子设备的移动型(或笔记本型)的个人计算机的 结构的立体图。
[0035] 图12为表示应用了本发明的电子设备的移动电话(也包括PHS)的结构的立体 图。
[0036] 图13为表示应用了本发明的电子设备的数码相机的结构的立体图。
[0037] 图14为对作为本发明的移动体的一个示例的汽车的结构进行表示的立体图。
【具体实施方式】
[0038] 以下,参照附图,对本发明的物理量传感器、电子设备以及移动体的优选的实施方 式进行说明。
[0039] 物理量传感器
[0040] 首先,参照附图,对图1的物理量传感器进行说明。
[0041] 图1为模式化地表示本发明的优选的实施方式所涉及的物理量传感器的俯视图, 图2为模式化地对图1的物理量传感器100进行表示的图1的II-II线剖视图,图3为模 式化地对图1的物理量传感器100进行表示的图1的III-III线剖视图,图4为模式化地对 图1的物理量传感器100进行表示的图1的IV-IV线剖视图。此外,图5为在向图1的物 理量传感器施加了 1G加速度时的剖视图,图6为表示L2/L与灵敏度之间的关系的曲线图。
[0042] 另外,为了便于说明,在图1中以透视盖体80的方式进行了图示。此外,在图3及 图4中以省略盖体80的方式进行了图示。此外,在图1至图4中,作为相互正交的三个轴, 图示了X轴、Y轴及Z轴。
[0043] 如图1至图4所示,物理量传感器100具有:基板10,可动部20,连结部30、32,支 承部40,固定电极50、52,配线60、64、66,衬垫70、72、74,盖体80。
[0044] 另外,在本实施方式中,对物理量传感器100为对铅直方向(Z轴方向)的加速度 进行检测的加速度传感器(静电电容型MEMS加速度传感器)的示例进行说明。
[0045] 以下,对构成物理量传感器100的各部件依次进行详细说明。
[0046] 基板10的材质例如为玻璃等绝缘材料。例如通过将基板10设为玻璃等绝缘材料, 将可动部20设为硅等半导体材料,从而能够容易地使两者电绝缘,由此能够使传感器结构 简化。另外,在由玻璃构成基板10的情况下,能够提供更高灵敏度的物理量传感器。
[0047] 在基板10上形成有凹部11。在凹部11的上方隔着间隙而设置有可动部20以及 连结部30、32。在图1所示的示例中,凹部11的俯视形状(从Z轴方向观察的形状)为长 方形。在凹部11的底面(对凹部11进行规定的基板10的面)12上设置有柱状部13。
[0048] 在图2至图4所不的不例中,柱状部13与基板10被一体地设置。柱状部13与底 面12相比向上方(+Z轴方向)突出。
[0049] 如图3及图4所示,在本实施方式中,柱状部13的高度(柱状部13的上表面14 与底面12之间的距离)与凹部11的深度被构成为相等。
[0050] 柱状部13的上表面14与支承部40接合。在柱状部13的上表面14上形成有凹 陷部15。在凹陷部15的底面(对凹陷部15进行规定的柱状部13的面)16上设置有第一 配线60。
[0051] 另外,虽然在图2至图4所示的示例中,凹部11的侧面(对凹部11进行规定的基 板10的侧面)以及柱状部13的侧面相对于凹部11的底面12而垂直,但也可以相对于底 面12而倾斜。
[0052] 可动部20能够绕支承轴(第一轴)Q进行位移。具体而言,当施加有铅直方向(Z 轴方向)的加速度时,可动部20将以由连结部30、32决定的支承轴Q为旋转轴(摆动轴) 进行跷跷板式摆动。支承轴Q例如与Y轴平行。在图示的示例中,可动部20的俯视形状为 长方形。可动部20的厚度(Z轴方向的大小)例如为固定。
[0053] 可动部20具有第一质量部20a和第二质量部20b。
[0054] 第一质量部20a为,在俯视观察时,通过支承轴Q而被划分的可动部20的两部分 中的一方(在图1中位于左侧的部分)。
[0055] 第二质量部20b为,在俯视观察时,通过支承轴Q而被划分的可动部20的两部分 中的另一方(在图1中位于右侧的部分)
[0056] 在向可动部20施加了铅直方向的加速度(例如重力加速度)的情况下,在第一质 量部20和第二质量部20b将分别产生旋转力矩(力矩)。在此,在第一质量部20a的旋转 力矩(例如逆时针旋转的旋转力矩)与第二质量部20b的旋转力矩(例如顺时针旋转的旋 转力矩)平衡的情况下,可动部20的倾斜程度不发生变化,从而无法对加速度进行检测。因 此,可动部20被设置为,当施加了铅直方向的加速度时,第一质量部20a的旋转力矩与第二 质量部20b的旋转力矩不平衡从而使可动部20产生预定的倾斜。
[0057] 在物理量传感器100中,通过将支承
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