功能元件、加速度传感器和开关制造技术

本发明专利技术提供了一种能够在确保耐冲击性的同时实现小型化和电压降低的功能元件以及使用这种功能元件的加速度传感器和开关，其中所述功能元件包括：基板；和可动部，所述可动部构造成由所述基板保持并可沿着在所述基板的面内的第一方向移动，其中所述可动部包括具有相对较高刚性的多个第一轴部，所述多个第一轴部以沿着第一方向延伸且彼此线对称的方式并排配置，以及在第一轴部的大致延长线上设置构造成对所述可动部进行制动的突起。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】功能元件、加速度传感器和开关相关申请的交叉参考本申请要求享有于2013年12月26日提交的日本在先专利申请JP2013-268870的权益，其全部内容以引用的方式并入本文。
本公开涉及一种例如利用MEMS (微型机电系统)技术的功能元件以及使用这种功能元件的加速度传感器和开关。
技术介绍
作为实现诸如加速度传感器和高频开关等半导体器件的小型化和高功能化的基本技术，MEMS引起了人们的重视。MEMS是通过硅加工技术将微机械元件和电子电路元件融合构成的系统。当向MEMS施加外部冲击力时，应力会损坏MEMS的可动部而导致机械故障。考虑到这一点，提出了使用所谓的机械止动件的元件构造(例如，日本未审查专利申请公开(PCT申请的公开的日译文)N0.2012-528305)。
技术实现思路
然而，在使用上述MEMS的半导体器件中，强烈要求小型化或以低电压驱动(电压降低)，并且元件构造趋向于进一步小型化。希望实现能够响应这种要求的耐冲击性。希望提供一种能够在确保耐冲击性的同时实现小型化和电压降低的功能元件以及使用这种功能元件的加速度传感器和开关。根据本公开的实施方案，提供了一种功能元件，包括:基板；和可动部，所述可动部构造成由所述基板保持并可沿着在所述基板的面内的第一方向移动，其中所述可动部包括具有相对较高刚性的多个第一轴部，所述多个第一轴部以沿着第一方向延伸且彼此线对称的方式并排配置，以及在第一轴部的大致延长线上设置构造成对所述可动部进行制动的突起。在根据本公开实施方案的功能元件中，构造成可沿着在基板的面内的第一方向移动的可动部包括具有相对较高刚性的多个第一轴部，并且多个第一轴部以沿着第一方向延伸且彼此线对称的方式并排配置。当向功能元件施加外部冲击时，在可动部中，在第一轴部中的移动量较大；因此，可能发生可动部的微小变形而导致局部过量移动。然而，在第一轴部的延长线上设置有突起；因此，可以有效地抑制这种过量移动。根据本公开的实施方案，提供了一种设置有功能元件的加速度传感器，所述功能元件包括:基板；和可动部，所述可动部构造成由所述基板保持并可沿着在所述基板的面内的第一方向移动，其中所述可动部包括具有相对较高刚性的多个第一轴部，所述多个第一轴部以沿着第一方向延伸且彼此线对称的方式并排配置，以及在第一轴部的大致延长线上设置构造成对所述可动部进行制动的突起。根据本公开的实施方案，提供了一种设置有功能元件的开关，所述功能元件包括:基板；和可动部，所述可动部构造成由所述基板保持并可沿着在所述基板的面内的第一方向移动，其中所述可动部包括具有相对较高刚性的多个第一轴部，所述多个第一轴部以沿着第一方向延伸且彼此线对称的方式并排配置，以及在第一轴部的大致延长线上设置构造成对所述可动部进行制动的突起。在根据本公开实施方案的功能元件、加速度传感器和开关中，构造成可沿着在基板的面内的第一方向移动的可动部包括具有相对较高刚性的多个第一轴部，并且多个第一轴部以沿着第一方向延伸且彼此线对称的方式并排配置。在这种构成中，在第一轴部的延长线上设置有突起；因此，可以有效地抑制在施加冲击时可动部的局部过量移动。因此，即使在使可动部的构造进一步小型化以实现小型化或电压降低的情况下，也可以抑制电极破坏的发生。因此，在确保耐冲击性的同时，可以实现小型化和电压降低。需要指出的是，以上说明仅仅是本公开实施方案的例子。本公开实施方案的效果不限于这里所述的效果，可以不同于这里所述的效果或还可以包括任意其他效果。应当理解的是，不论上述概括说明还是以下详细说明都是示例性的，并且旨在提供对所请求保护的技术的进一步说明。【附图说明】所包含的附图是为了提供对本技术的进一步理解，其包含在本说明书中并构成本说明书的一部分。附图示出了实施方案并与说明书一起用来解释本技术的原理。图1是示出根据本公开第一实施方案的功能元件(MEMS器件)的构成的平面示意图。图2A是示出图1中所示的第一轴部和第二轴部的构成例(大致刚性体)的示意图。图2B是示出图1中所示的第一轴部和第二轴部的构成例(大致刚性体)的示意图。图2C是示出图1中所示的第一轴部和第二轴部的构成例(大致刚性体)的示意图。图2D是示出图1中所示的第一轴部和第二轴部的构成例(大致刚性体)的示意图。图3是示出图2A?2D中所示的第一轴部和第二轴部的单位构成的示意图。图4是示出弹性体的构成例的示意图。图5A是用于说明图1中所示的固定电极和可动电极的具体构成的平面示意图。图5B是用于说明图1中所示的固定电极和可动电极的具体构成的平面示意图。图5C是用于说明图1中所示的固定电极和可动电极的具体构成的平面示意图。图6A是沿着图1的A-A’线的断面图。图6B是沿着图1的B-B’线的断面图。图7是示出图1中所示的突起的周边部的放大示意图。图8A是不出突起的另一个布局例的不意性断面图。图8B是示出突起的另一个形状例的示意性断面图。图8C是示出突起的另一个形状例的示意性断面图。图8D是示出突起的另一个形状例的示意性断面图。图8E是示出突起的另一个形状例的示意性断面图。图9是用于说明在其额定值内操作时可动电极的状态的示意图。图1OA是用于说明在施加冲击力时(在容许范围内)可动电极的状态的示意图。图1OB是用于说明在施加冲击力时(超出容许范围)可动电极的状态的示意图。图1lA是示出由根据比较例1-1的突起的配置进行的制动操作的示意图。图1lB是示出由根据比较例1-2的突起的配置进行的制动操作的示意图。图12A是示出根据比较例2的制动系统的示意图。图12B是图12A中所示的制动系统的一部分的放大图。图13A是用于说明由图1中所示的突起进行可动部的制动操作的示意图。图13B是用于说明由图1中所示的突起进行可动部的制动操作的示意图。图13C是用于说明由图1中所示的突起进行可动部的制动操作的示意图。图14是示出根据本公开第二实施方案的功能元件(MEMS器件)的构成的平面示意图。图15是图14中所示的止动器附近的放大示意图。图16A是沿着图14的A_A’线的断面图。图16B是沿着图14的B_B’线的断面图。图17是示出图15中所示的板簧的例子的立体图。图18是用于说明图14中所示的MEMS器件的效果的示意图。图19是示出根据本公开第三实施方案的功能元件(MEMS器件)的构成的平面示意图。图20A是沿着图19的A-A’线的断面图。图20B是沿着图19的B-B’线的断面图。图21是示出根据本公开第四实施方案的加速度传感器的构成的平面示意图。图22是示出根据本公开第五实施方案的开关的构成的平面示意图。【具体实施方式】下面参照附图详细说明本公开的一些实施方案。需要指出的是，按以下顺序进行说明。1.第一实施方案(其中对向可动部的第一轴部设置突起的MEMS器件的例子)2.第二实施方案(其中对向可动部的第一轴部设置突起和弹簧的MEMS器件的例子)3.第三实施方案(其中对向可动部的第一轴部设置覆盖有有机膜的突起的MEMS器件的例子)4.第四实施方案(适用任意的MEMS器件的加速度传感器的例子)5.第五实施方案(适用任意的MEMS器件的开关的例子)(第一实施方案)图1示出了根据本公开第一实施方案的功能元件(MEMS器件I)的XY平面构成。例如，MEMS器件I是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功能元件，包括：基板；和可动部，所述可动部构造成由所述基板保持并可沿着在所述基板的面内的第一方向移动，其中所述可动部包括具有相对较高刚性的多个第一轴部，所述多个第一轴部以沿着第一方向延伸且彼此线对称的方式并排配置，以及在第一轴部的大致延长线上设置构造成对所述可动部进行制动的突起。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：秋叶朗，桥本光生，福山宗克，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP