加速度传感器制造技术

本发明专利技术提供不改变传感器的灵敏度和谐振频率而使耐冲击性提高的加速度传感器。梁部(31)其基端侧与支持部(30)相连，前端侧与重物部(34)相连。梁部(31)的截面形成为T字形状，压敏电阻(R1～R4)形成在梁部(31)的上表面。重物部(34)与梁部(31)的前端相连，并位于支持部(30)的内侧。在重物部(34)和支持部(30)之间设置有包围重物部(34)大致C字形状的槽(33)。进而，重物部(34)具有表面层(91)的梁部(31)侧的端从支持基板层(93)的梁部(31)侧的端向梁部(31)侧延伸的延伸部(36)。因此，施加冲击而作用X方向的加速度时，从梁部(31)和重物部(34)向梁部(31)侧分散最大应力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用压敏电阻来检测外部应力的加速度传感器。
技术介绍
近年，在安全气囊或照相机的防抖动机构中，为了检测加速度，使用加速度传感器。作为这种的加速度传感器，已知的是，例如很薄地加工硅片形成梁的同时，在该梁上面形成了压敏电阻的加速度传感器(例如，参考专利文献I)。以下，基于图I对专利文献I所公开的加速度传感器进行说明。 图I㈧是专利文献I示出的加速度传感器I的平面图，图I (B)是在图I㈧的A-A线路的剖面图。图2是示出模仿图I (A) (B)制作了的加速度传感器I的模型的主要部分放大立体图。加速度传感器I具有支持部10、梁部11、以及重物部14。 加速度传感器I使用SOI (Silicon On Insulator :绝缘体上的娃)基板90而形成。因此，加速度传感器I具有位于表面侧的表面层91、形成在该表面层91背面侧设置的背面层的支持基板层93、以及位于表面层91和支持基板层93之间的中间绝缘层92。支持部10位于加速度传感器I的外周侧例如大致形成四角形的框状，由表面层91、中间绝缘层92、支持基板层93形成。同时，在支持部10的内侧，梁部11从图I中的横向的左侧向右侧突出而设置。 梁部11的基端侧与支持部10相连，前端侧与重物部14相连。另外，梁部11的截面形成为丁字形。梁部11由平板部12A和桥墩部12B构成。其中，平板部12A由表面层91形成，桥墩部12B由支持基板层93及中间绝缘层92形成。 重物部14与梁部11的前端相连，位于支持部10的内侧。重物部14由表面层91、中间绝缘层92、以及支持基板层93形成。另外，在重物部14和支持部10之间，设置有包围重物部14的大致C字状的槽13。由此，在重物部14和支持部10之间形成间隙，重物部14由梁部11在X方向上可变位地被支撑。4个压敏电阻R形成在梁部11的上表面。4个压敏电阻R构成检测电路。 在以上的结构中，在对加速度传感器I作用X方向的加速度时，由于在重物部14作用的惯性力(外部应力)，以梁部11为中心，重物部14在水平面内摇动而使梁部11应变变形，对梁部11上的压敏电阻R施加应力。由此，因为压敏电阻R的电阻值根据加速度所致的惯性力(外部应力)变化，所以从具有压敏电阻R的检测电路输出的检测信号的电压也根据压敏电阻R的电阻值变化。因此，因为使用从具有压敏电阻R的检测电路输出的检测信号的电压可求出压敏电阻R的电阻值，所以使用这些的电阻值可以检测加速度(惯性力)。现有技术文献专利文献 专利文献I :日本专利特开平8-160066号公报
技术实现思路
专利技术将要解决的技术问题 然而，在上述专利文献I示出的加速度传感器1，在施加冲击而作用X方向的加速度时， 成为在梁部11应力易于集中的结构。因此，在加速度传感器1，在施加了过度的冲击的情况下或在反复施加了冲击的情况下，存在梁部11损坏的可能。 因此，可考虑使梁部11的桥墩部12B的宽度变粗来提高耐冲击性的方法，但在该方法中，存在加速度传感器I灵敏度下降、谐振频率改变这样的问题。 因此，本专利技术的目的是提供不使加速度传感器的灵敏度下降、并不改变谐振频率，来提高耐冲击性的加速度传感器。 用于解决技术问题的手段 本专利技术的加速度传感器，为了解决所述课题具有以下的结构。 (1)具有重物部；支持部；将所述重物部的端与所述支持部连接并且根据外部应力而产生应变变形的梁部；以及形成在所述梁部并检测所述外部应力的压敏电阻，加速度传感器的特征在于，所述重物部、所述支持部和所述梁部由多层构成，所述梁部在作为多层中的一层的压电形成层形成由所述压敏电阻，所述重物部具有与所述压电形成层相同层的所述梁部侧的端与其他层的所述梁部侧的端相比向所述梁部侧延伸的延伸部。 在该结构中，因为重物部具有有延伸部，所以在冲击施加而作用X方向的加速度时，应力从梁部和重物部的边界线分散到梁部侧。在该结构中，通过实验，耐冲击性比专利文献I的加速度传感器I明显提高。另外，在该结构中，通过实验，传感器的灵敏度和谐振频率与专利文献I的加速度传感器I明显没有变化。 因此，根据该构成，不降低加速度传感器的灵敏度、且不改变谐振频率，而能够使加速度传感器的耐冲击性提高。 (2)所述重物部、所述支持部和所述梁部由SOI基板形成，所述压电形成层是所述SOI基板的半导体薄膜层。(3)所述延伸部的延伸长度优选10μ m以下。 (4)所述梁部将所述重物部的两端连接到所述支持部。 在该结构中假设为所谓双支撑梁的加速度传感器。 专利技术的效果 根据该专利技术不降低加速度传感器的灵敏度、且不改变谐振频率，能使加速度传感器的耐冲击性提高。 附图说明 图I(A)是示出专利文献I所示的加速度传感器I的平面图。 图I(B)是在图I(A)的A-A线的剖面图。 图2是示出模仿图I(A) (B)制作了的加速度传感器I的模型的主要部分放大立体图。图3是示出本专利技术的实施方式涉及的加速度传感器3的立体图。 图4是示出本专利技术的实施方式涉及的加速度传感器3的检测电路7的电路图。 图5是示出本专利技术的实施方式涉及的加速度传感器3的主要部分放大立体图。 图6 (A)是从图5示出的箭头P看的梁部31侧面图。 图6(B)是从图5示出的箭头Q看的重物部34的侧面图。 图6(C)是梁部31及重物部34的仰视图。 图7是示出作为比较例的加速度传感器2的主要部分放大立体图。 图8(A)示出对各模型在X方向上作用IG的加速度时、以有限元法(FEM =FiniteElement Method)算出了各模型所涉及的应力和谐振频率的结果的图。 图8(B)是以图8(A)示出的模型I的计算结果为基准，以百分比表示其他模型的计算结果的图。 图9是图8(B)示出的边缘的位置和应力及谐振频率的关系的图表。 图10是图8(B)示出的边缘的位置和谐振频率的关系的图表。 图Il(A)是示出在模型I中产生最大应力的范围的放大立体图。 图Il(B)是示出在模型2-2中产生最大应力的范围的放大立体图。 图Il(C)是示出在模型3-2中产生最大应力的范围的放大立体图。 图12是示出对各模型在X方向作用IG的加速度时的梁部11、21、31的表面上的各地点和在各地点产生的应力的关系的图表。具体实施方式 对于本专利技术的实施方式涉及的加速度传感器，参照附图来进行说明。加速度传感器例如在安全气囊和照相机的防抖动装置等中用于检测加速度。 图3是示出本专利技术的实施方式涉及的加速度传感器3的立体图。图4是示出本专利技术的实施方式涉及的加速度传感器3的检测电路7的线路图。图5是示出本专利技术的实施方式涉及的加速度传感器3的主要部分放大立体图。图6 (A)是从图5示出的箭头P看的梁部31侧面图。图6 (B)是从图5示出的箭头Q看的重物部34的侧面图。图6 (C)是梁部31及重物部34的仰视图。 加速度传感器3具有支持部30、梁部31、以及重物部34。在支持部30以及梁部31形成有图4示出的检测电路7。 加速度传感器3如图3至图6所示,例如使用SOI (Silicon On Insulator)基板90而形成。因此，加速度传感器3具有位于表面侧的表面层91、形成在该表面层91背面侧设置的背面层的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：小西隆宽，吉田和广，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：
国别省市：