加速度传感器制造技术

提供一种加速度传感器。第１和第２检测框以能够以第１和第２扭转轴为中心转动的方式被支撑在基板上。第１连接梁，在与第１扭转轴交叉且向着第１检测框的其中一端部方向移动第１扭转轴而得到的轴上，连接到第１检测框。第２连接梁，在与上述方向相反的方向偏移第２扭转轴而得到的轴上，连接到第２检测框。惯性质量决分别通过第１和第２连接梁与第１和第２检测框连接，由此，可在基板的厚度方向产生位移地被支撑在基板上。从而能够得到基本免受外界干扰影响的高精度的加速度传感器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及加速度传感器，特别是涉及静电电容型加速度传感器。
技术介绍
作为用于检测基板厚度方向的加速度的加速度传感器的原理之一，现有技术中存在检测静电电容随着加速度的变化的方法。作为利用该方法的加速度传感器，例如，在日本专利特开平JP5-133976号公报中(第16页、图23和图24)提出了具有扭转梁、惯性质量块、检测框、检测电极作为主要构成部分的加速度传感器。该加速度传感器具有1个检测框，该检测框具有与基板相对置的面。在该检测框的其中一个端部之上，设有惯性质量块。另外，该检测框以能够以扭转梁为转动轴转动的方式被支撑在基板上。另外，用于检测该转动位移的检测电极设于检测框的下方。如果对如此构成的加速度传感器施加基板厚度方向的加速度，则在惯性质量体上将存在基板厚度方向的惯性力的作用。由于惯性质量块设置在其中一端部之上，即在基板面内方向离转动轴具有一定偏离的位置之上，所以，该惯性力作为绕扭转轴的转矩作用于检测框。结果，检测框发生转动位移。因为检测框和检测电极的距离由于该转动位移而发生变化，所以，由检测框和检测电极形成的电容器的静电电容发生变化。根据该静电电容变化测定加速度。对于上述惯性质量块，通常受到向下的重力作用。因此，惯性质量块呈向检测框的转动轴下方发生位移的状态。在该状态下，对加速度传感器施加基板面内方向且与上述转动轴交叉的方向的加速度时，对检测框的惯性力的作用点形成于转动轴的下方。另外，该惯性力具有与转动轴正交的成分。因此，检测框受到绕转动轴的转矩作用而产生转动位移。即，在沿着检测目标外的轴对加速度传感器施加加速度时，检测框-->也产生转动位移。另外，对于该加速度传感器，在施加绕扭转梁的角加速度时，检测框也会由于作用于惯性质量块的惯性力而转动。另外，在对该加速度传感器施加角速度时，检测框由于受到施加于惯性质量块之上的离心力的影响也可以转动。对于上述现有技术中的加速度传感器而言，不能区别检测框是由于这样的其它轴加速度、角加速度和角速度而产生转动，还是检测框由于检测目标即基板厚度方向的加速度而产生转动。因此，存在加速度的检测误差变大这样的问题。
技术实现思路
鉴于上述问题而提出本专利技术，本专利技术的目的在于提供一种受其它轴加速度、角加速度及角速度的影响小的高精度的加速度传感器。本专利技术的加速度传感器具有：基板、第1和第2扭转梁、第1和第2检测框、多个检测电极、第1和第2连接梁、以及惯性质量块。第1扭转梁能够绕第1扭转轴扭转，并被支撑在基板上。第1检测框以能够以第1扭转轴为中心转动的方式，通过第1扭转梁被支撑在基板上。第2扭转梁能够绕第2扭转轴扭转，并被支撑在基板上。第2检测框以能够以第2扭转轴为中心转动的方式，通过第2扭转梁被支撑在基板上。多个检测电极通过静电电容检测第1和第2检测框相对基板的角度，以与第1和第2检测框的每一个均相对置的方式形成于基板上。第1连接梁在与第1扭转轴交叉且向着第1检测框的其中一端部的方向移动第1扭转轴而得到的轴上连接到第1检测框。第2连接梁在沿与上述方向相反的方向偏移第2扭转轴而得到的轴上连接到第2检测框。惯性质量块分别通过第1和第2连接梁各自与第1和第2检测框连接，采用这种方式，可在基板厚度方向发生位移地被支撑在基板上。根据本专利技术的加速度传感器，第1连接梁在与第1扭转轴交叉且向着第1检测框的其中一端部的方向移动第1扭转轴而得到的轴上连接到第1检测框。而第2连接梁在沿与上述方向相反的方向使第2扭转轴偏移而得到的轴上连接到第2检测框。因此，在惯性质量块在基板的厚度方向产生位移时，第1和第2检测框彼-->此反向地产生转动位移，而在惯性质量块倾斜或者在基板的面内方向产生移位时，第1和第2检测框在同一方向产生转动位移。因此，通过以仅仅第1和第2检测框的彼此反向的转动位移的灵敏度提高的方式设置检测电极，可以抑制对非检测目标方向的加速度的灵敏度(其它轴灵敏度)并且难以受到角速度和角加速度的影响。通过参照附图来理解涉及本专利技术的下面的详细说明，本专利技术的上述及其他目的、特征、方面以及优点将变得明确。附图说明图1为简要示出本专利技术实施方式1的加速度传感器的结构的俯视图。图2为沿着图1的II-II线截取的简要截面图。图3为简要示出对本专利技术实施方式1中的加速度传感器沿着基板厚度方向施加向上方向的加速度时的样子的外观截面图，该截面位置对应图2的截面位置，本图中为了图示简洁而未图示出锚点。图4为说明本专利技术实施方式1中的加速度传感器的由第1和第2检测框和检测电极所形成的电容器的电连接的电路图。图5为简要示出在对本专利技术实施方式1中的加速度传感器的惯性质量块的重心施加绕X轴的负角加速度时的状态的截面图，截面位置和图2相同，本图中为了图面简洁而未图示出第1和第2检测框和锚点以及检测电极。图6是简要示出在对本专利技术实施方式1中的加速度传感器于惯性质量块重心施加绕X轴的负的角加速度时的状态的截面图，截面位置和图2相同，本图中为了图面简洁而未图示出锚点。图7示出在对本专利技术实施方式1中的惯性质量块重心施加具有Z轴方向的正的成分和Y轴方向的负的成分的角速度时的状态，本图中为了图面简洁而未图示出第1和第2检测框和锚点以及检测电极。图8为简要示出在对本专利技术实施方式1中的加速度传感器的惯性质量块的重心施加具有Z轴方向的正的成分和Y轴方向的负的成分的角速度时的状态的截面图，截面位置和图2相同，本图中为了图面简洁而未图示出第1和第2检测框和锚点以及检测电极。图9～图13是简要示出本专利技术实施方式1中的加速度传感器的制造方法的-->第1～第5步骤的截面图，该截面位置与图2的截面位置相对应。图14为简要示出本专利技术实施方式2中的加速度传感器的结构的俯视图。图15为沿着图14的XV-XV线截取的截面图。图16为简要示出本专利技术实施方式3中的加速度传感器的结构的俯视图。图17为简要示出本专利技术实施方式4中的加速度传感器的结构的俯视图。图18为简要示出本专利技术实施方式5中的加速度传感器的结构的俯视图。图19为简要示出本专利技术实施方式6中的加速度传感器的结构的俯视图。图20为用于说明本专利技术实施方式6中加速度传感器的由第1和第2检测框、检测电极所形成的电容器的电连接的电路图。图21为简要示出本专利技术实施方式7中的加速度传感器的结构的俯视图。图22为简要示出对本专利技术实施方式7中的加速度传感器沿着基板厚度方向施加向上方向的加速度时的样子的部分截面图，该截面位置为沿着图21的XXII-XXII线的位置，本图中为了图示简洁而未图示出锚点。另外，本图中第2扭转轴的Z轴方向的位置与第2扭转梁的悬臂的位移相对应。图23为示出本专利技术实施方式7中的加速度传感器的加速度和输出电位之间的关系的示意图。图24为简要示出本专利技术实施方式7的比较例中的加速度传感器的结构的俯视图。图25为简要示出对本专利技术实施方式7的比较例中的加速度传感器沿着基板厚度方向施加向上方向的加速度时的状态的部分截面图，该截面位置为沿着图24的XXV-XXV线的位置，本图中为了图示简洁而未图示出锚点。另外，本图中第2扭转轴的Z轴方向的位置与第2扭转梁的悬臂的位移相对应。图26为示出本专利技术实施方式7的比较例中的加速度传感器的加速度和输出电位之间的关系的示意图。图27为简要示出本专利技术实施方式8中的加速度传感器的结构的俯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加速度传感器，具有：基板，第１扭转梁，该第１扭转梁被支撑在上述基板上且绕第１扭转轴扭转，第１检测框，该第１检测框以能够以上述第１扭转轴为中心转动的方式，通过上述第１扭转梁被支撑在上述基板上，第２扭转梁，该第２扭转梁被支撑在上述基板上且绕第２扭转轴扭转，第２检测框，该第２检测框以能够以第２扭转轴为中心转动的方式，通过上述第２扭转梁被支撑在上述基板上，多个检测电极，该多个检测电极通过静电电容检测上述第１和第２检测框相对于上述基板的角度，并以分别与上述第１和第２检测框相对置的方式形成在上述基板上，第１连接梁，在与上述第１扭转轴交叉且向着上述第１检测框的其中一端部侧的方向移动上述第１扭转轴而得到的轴上，该第１连接梁连接到上述第１检测框，第２连接梁，在沿与上述方向相反的方向将上述第２扭转轴偏移而得到的轴上，该第２连接梁连接到上述第２检测框，以及惯性质量块，该惯性质量块分别通过上述第１和第２连接梁分别与上述第１和第２检测框连接，从而可在上述基板的厚度方向发生位移地被支撑在上述基板上。

【技术特征摘要】
JP 2006-11-9 2006-303838;JP 2007-8-30 2007-2241021.一种加速度传感器，具有：基板，第1扭转梁，该第1扭转梁被支撑在上述基板上且绕第1扭转轴扭转，第1检测框，该第1检测框以能够以上述第1扭转轴为中心转动的方式，通过上述第1扭转梁被支撑在上述基板上，第2扭转梁，该第2扭转梁被支撑在上述基板上且绕第2扭转轴扭转，第2检测框，该第2检测框以能够以第2扭转轴为中心转动的方式，通过上述第2扭转梁被支撑在上述基板上，多个检测电极，该多个检测电极通过静电电容检测上述第1和第2检测框相对于上述基板的角度，并以分别与上述第1和第2检测框相对置的方式形成在上述基板上，第1连接梁，在与上述第1扭转轴交叉且向着上述第1检测框的其中一端部侧的方向移动上述第1扭转轴而得到的轴上，该第1连接梁连接到上述第1检测框，第2连接梁，在沿与上述方向相反的方向将上述第2扭转轴偏移而得到的轴上，该第2连接梁连接到上述第2检测框，以及惯性质量块，该惯性质量块分别通过上述第1和第2连接梁分别与上述第1和第2检测框连接，从而可在上述基板的厚度方向发生位移地被支撑在上述基板上。2.如权利要求1所述的加速度传感器，其中：上述第1扭转轴与上述第1连接梁之间的间隔大小、和上述第2扭转轴与上述第2连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：绀野伸显，平田善明，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]