加速度开关制造技术

本发明专利技术提供的加速度开关，具有在内侧具有空间的质量体和被配置成支撑上述质量体且包围质量体的圆弧状的梁，并在质量体的空间具有对置电极，通过改变质量体的体积来进行加速度灵敏度的调整。据此，能够例如以0.2G步长准备多个具有单一的加速度灵敏度的阈值的加速度开关，对用户提供多种类灵敏度的加速度开关。从而，解决加速度传感器的消耗电流大、在电池驱动的便携式设备中其寿命非常短这一课题。

【技术实现步骤摘要】
加速度开关
本专利技术涉及加速度开关。
技术介绍
如日本意匠登录1310053所示的在质量体内部具有对置电极的、无方向性的加速度开关，能够作为常断（normallyoff）且无方向性的开关来使用，另外还具有因为可使用半导体制造技术以单晶硅为基体来制作故还能够缩小形状等各种各样的优点。如果此加速度开关用于省电用、例如仅具有小容量的电池这样的便携式设备，则能够在未探测到人的振动时即未使用时断开系统，而在探测到振动时即使用时自动接通系统，以便不会无益地使用电池。在这样感知基于加速度的振动以进行系统的接通、断开的情况下，希望在无论怎样的振动方向上均可感知，所以无方向性就变得有利。因此，如日本意匠登录1310053所示，希望用多个梁来支撑重锤（质量体）以使得重锤的振动不会因加速度而偏移。这样的开关被搭载于便携式设备，另外为了此便携式设备进一步小型化，这样的开关的尺寸更小就有利。进而，作为其制造方法一般是采用半导体加工来制造，所以尺寸更小从成本方面看也有利。【现有技术文献】专利文献1：日本意匠登录第1310053号公报。但是，在感知振动或加速度以进行系统接通、断开的情况下，振动或加速度的强度因不同应用而各种各样。例如，在如计步器这样的设备中最多在设备上仅发生2G以下的加速度，所以作为使其启动的加速度开关就需要对1.5G左右的加速度进行反应的开关。另外，在个人计算机用的鼠标中，因需要对手的较弱活动进行反应故需要对0.5G左右进行反应的开关。针对这样的各式各样加速度的要求，加速度传感器进行了应对。从而，为了始终检测加速度也就要求始终驱动加速度传感器。但是，加速度传感器的消耗电流大，从而在电池驱动的便携式设备中存在其寿命会变得非常短这一缺点。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的就是提供具有单一的加速度阈值、低消耗电流且偏差小的加速度开关。本专利技术的加速度开关，具有在内侧具有空间的质量体和被配置成支撑上述质量体且包围质量体的圆弧状的梁，并在质量体的空间具有对置电极，其中，通过改变质量体的体积来进行加速度灵敏度的调整。据此，能够例如以0.2G步长（step）准备多个具有单一的加速度灵敏度的阈值的加速度开关，对用户提供多种类灵敏度的加速度开关。改变质量体的体积的方法具体而言就是改变质量体的XY面内的表面积。另外，其他的具体方法还有通过蚀刻来削除质量体的一部分。另外，通过改变圆弧状的梁的尺寸或者质量体与对置电极的间隔，能够例如从0.1G到2G以0.2G步长准备多个具有单一的加速度灵敏度的阈值的加速度开关，对用户提供多种类灵敏度的加速度开关。根据本专利技术，能够提供具有单一的加速度灵敏度的阈值、低消耗电流且偏差小的加速度开关。附图说明图1是本专利技术实施例中加速度开关200的截面图；图2是说明本专利技术的加速度开关200的俯视图；图3是为了说明该加速度开关200的构成而沿图2的A-A’面切断的截面图；图4是说明该加速度开关200的动作的图；图5是参考文献的实施方式图。【附图标记说明】100加速度开关；101加速度开关100的周边部；102加速度开关100的梁部分；103加速度开关100的梁部分；104加速度开关100的梁部分；105加速度开关100的梁部分；106加速度开关100的重锤部分（质量体）；107加速度开关100的对置电极；200加速度开关；201加速度开关200的周边部；202加速度开关200的梁部分；203加速度开关200的重锤部分（质量体）；204加速度开关200的对置电极；205加速度开关200的第一基板；206加速度开关200的第三基板；207加速度开关200的贯通电极；208加速度开关200的贯通电极；209SOI晶片的有源层。具体实施方式以下参照附图，就用于实施本专利技术的一个方式进行说明。首先，就日本意匠文献中的加速度开关的构成和动作进行说明。图5是说明在日本意匠登录1310053号中可观察到的在质量体内部的空间具有对置电极的、无方向性加速度开关100的构成的从上表面侧观察到的图。101是加速度开关100的周边部（外框），102到105是支撑重锤106的梁。107是对置电极。但是，因梁多达四根较为复杂，故取代图5而使用梁为一根的情况下的图2来进行详细的说明。图2是如上述那样梁为一根的情况下的加速度开关200的从上表面侧观察到的图。但实际上在其上方存在作为盖的层（第一基板）以及在其下方存在支承层（第三基板）。图3是沿图2所示的A-A’面切断的截面图，图2中省略的层也包含在内。另外，图2相当于沿图3的B-B’面切断的图。如图2～图3所示，加速度开关200从上方起层叠采用玻璃等绝缘材料的第一基板（盖层）205、采用单晶硅等的第二基板201（202、203、204也包含在内）以及采用玻璃等绝缘材料的第三基板（支承层）206而构成。第二基板的单晶硅为了取得电导通而使用例如低电阻硅。另外，贯通电极207以及208通过埋入金等金属而形成，并成为用于将加速度开关与外部连结起来的接点。另外，第一基板和第三基板通过阳极接合等方法与第二基板接合。这里当如图4所示沿箭头方向施加加速度则开关整体沿箭头方向运动，由于用梁支撑的质量体不运动，所以处于质量体内部空间的对置电极204与质量体203相接触。此外，在图4中为了易于理解而省略质量体周边的梁及周边部。据此，电导通从对置电极204起通过质量体203、梁202、基板周边部201、贯通电极207与外部接点相连。另外对置电极204通过另一贯通电极208与外部接点相连。据此，如果将此加速度开关作为电子器件的开关来使用，则仅在探测到振动时才使加速度传感器等电子器件启动，而在未探测到振动时则使电子器件处于断开状态，从而能够限制电池的无益使用等。通过模拟，如果将硅单晶用作构造体的材料、计算在重锤的Z轴方向以及X-Y平面方向同时施加了1G的加速度时的位移，则可得到如下结果。在Z轴以及X轴方向施加了1G的加速度的结果如下。梁的厚度为20微米时的重锤的位移。（单位微米）X方向的最大位移：23.67；Y方向的最大位移：3.42；梁的厚度为40微米时的重锤的位移。（单位微米）X方向的最大位移：12.17；Y方向的最大位移：1.87。另外，同样地在Z轴以及Y轴方向施加了1G的加速度的结果如下。梁的厚度为20微米时的重锤的位移。（单位微米）Y方向的最大位移：23.70；X方向的最大位移：0.65；梁的厚度为40微米时的重锤的位移。（单位微米）Y方向的最大位移：12.09；X方向的最大位移：0.34。根据上述结果，1）在X轴方向施加加速度时的X轴方向的最大位移与在Y轴方向施加加速度时的Y轴方向的最大位移之差为0.12％左右，在X、Y方向上显示出大致相等的位移。2）在X轴方向施加加速度时，作为倾斜向Y方向位移的量为X方向的最大位移的14％左右以及15％左右。3）在Y轴方向施加加速度时，作为倾斜向X方向位移的量为Y方向的最大位移的2.7％左右以及2.8％左右。根据上述1）到3）可知X方向和Y方向的灵敏度大致相等，且在分别施加了加速度的方向上重锤顺从地位移，在倾斜方向上则不怎么位移。从而，作为通过振动来感知例如人的活动以进行便携式电子器件的接通（ON）、断开（OFF）这样的用法，可以说具有充分地各向同性的灵敏度，不用担心由于偏颇本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加速度开关，具有在内侧具有空间的质量体和被配置成支撑所述质量体且包围所述质量体的圆弧状的梁，并在所述质量体的所述空间具有对置电极，所述加速度开关的特征在于，通过改变所述质量体的体积来实现多种类的加速度灵敏度的阈值。

【技术特征摘要】
2011.06.01 JP 2011-1233261.一种加速度开关，具有：在内侧具有空间的质量体；被配置成支撑所述质量体且包围所述质量体的、由SOI晶片的有源层构成的一根圆弧状的梁；在所述质量体的所述空间内配置的对置电极；以及在所述质量体的与所述对置电极相向的内侧部分设置的内侧切削部分，所述内侧切削部分包括在蚀刻形成所述质量体时切削的与所述对置电极相接触的第一切削部分以及切削所述质量体的内侧部分的第二切削部分，该第二切削部分比该第一切削部分切削深，具有与所述内侧切削部分的大小相应的加速度灵敏度的阈值。2.一种加速度开关，具有：在内侧具有空间的质量体；被配置成支撑所述质量体且包围所述质量体的、由SOI晶片的有源层构成的一根圆弧状的梁；在所述质量体的所述空间内配置的对置电极；以及在所述质量体的与所述对置电极相向的内侧部分设置的内侧切...

【专利技术属性】
技术研发人员：下田贞之，
申请(专利权)人：精工电子有限公司，
类型：发明
国别省市：