JP2003248016A - 容量式加速度センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用状態において、錘部の変位方向に重力等
の外力が常時印加される場合でも、適切に加速度検出を
行えるような容量式加速度センサを提供する。 【解決手段】 支持基板１１に支持されると共に加速度
の印加に応じて変位方向Ｙに変位可能な錘部２１と、錘
部２１に形成された櫛歯状の可動電極２４と、可動電極
２４に対向配置されて可動電極２４との間に容量を形成
する櫛歯状の固定電極３２、４２とを備え、可動電極２
４が変位したとき、電極間に形成されている容量の変化
する方向が、錘部２１の変位方向の軸Ｙ１を中心とした
錘部２１の一側の電極間隔ｄ１と他側の電極間隔ｄ２と
で逆の方向となっている。ここで、外力が常時印加され
ている使用状態では、当該外力による可動電極の変位に
よって互いの電極間隔ｄ１とｄ２とが略同一になるよう
に、外力が印加されていない非使用状態では互いの電極
間隔ｄ１、ｄ２を異ならせている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加速度の印加によ
って容量変化の方向の異なる二つの容量検出部を有する
容量式加速度センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の容量式加速度センサの一般的な
平面構成を図６に示す。このセンサは、支持基板１１の
一面側に設けられた半導体層にトレンチエッチングを施
すことで溝を形成することにより、支持基板１１に対し
て変位可能に支持された可動部と、固定支持された固定
部とを形成したものである。

【０００３】可動部は、梁部２２を介して支持基板１１
に支持された錘部２１を有し、この錘部２１は、梁部２
２のバネ機能によって、加速度の印加に応じて支持基板
１１に平行な面（つまり、図６の紙面）内にて図中の矢
印Ｙ方向に変位可能となっている。この錘部２１の変位
方向Ｙの軸Ｙ１を中心として錘部２１の一側と他側に
は、それぞれ櫛歯状の可動電極２４が形成されている。

【０００４】また、固定部としては、各々の可動電極２
４に対して可動電極２４における櫛歯の隙間に噛み合う
ように対向配置された櫛歯状の固定電極３２、４２が備
えられている。ここで、図６中の左側の可動電極２４と
固定電極３２との電極間隔ｄ１’に形成される容量をＣ
Ｓ１、右側の可動電極２４と固定電極４２との電極間隔
ｄ２’に形成される容量をＣＳ２とする。

【０００５】そして、加速度の印加に応じて錘部２１と
一体に可動電極２４が変位方向Ｙに変位したとき、左右
の可動電極２４と固定電極３２、４２との間の容量ＣＳ
１、ＣＳ２が変化する。ここで、左側の容量ＣＳ１と右
側の容量ＣＳ２とでは容量変化の方向が逆であるため、
この変化した容量の差（ＣＳ１−ＣＳ２）に基づいて加
速度を検出することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来は、こ
のような容量式加速度センサは、使用状態すなわち車両
等の被加速度検出部材に取り付けられた状態では、支持
基板１１の基板面を水平面に平行に位置させていた。

【０００７】しかし、最近になって、本発明者等に対し
て、このような容量式加速度センサを用いて鉛直方向の
加速度を検出したいという要望が出てきている。その場
合、支持基板１１の基板面を鉛直方向に沿った方向とし
た状態で被加速度検出部材にセンサを取り付けて使用す
る、つまり鉛直実装状態でセンサを使用することとな
る。

【０００８】すると、センサに対しては錘部２１の変位
方向Ｙに重力が常時加わるため、この重力によって錘部
２１が変位し、この重力加速度分の容量変化が常に発生
した状態となる。そのため、重力と同じ程度の加速度を
測定するようなセンサの場合、鉛直実装しただけでセン
サ出力のオフセットが発生し、無視できない出力の誤差
となってしまう。

【０００９】例えば、上記図６に示すセンサを、図中の
矢印Ｙ方向を鉛直方向とし且つ電極パッド２５ａ、３１
ａ、４１ａ側を下方として鉛直実装した場合、錘部２１
の変位方向Ｙの軸Ｙ１を中心として錘部２１の左側の電
極間隔ｄ１’は増加（容量ＣＳ１は減少）し、右側の電
極間隔ｄ２’は減少（容量ＣＳ２は増加）する。

【００１０】すると、本来検出すべき加速度が印加され
ても、この重力加速度分の容量変化（ＣＳ１−ＣＳ２）
が出力に重畳されてくるため、出力誤差が生じたり、あ
るいは、この重力加速度分がセンサの検出レンジよりも
大きい場合には出力が飽和してしまう。

【００１１】ちなみに、このような問題は、上記重力以
外にも、被加速度検出部材に取り付けられた使用状態に
て、錘部の変位方向に外力が常時印加されているような
容量式加速度センサにおいては共通した問題となる。

【００１２】本発明は、上記した容量式加速度センサに
対して生じた新たなる課題に鑑みてなされたものであ
り、使用状態において、錘部の変位方向に外力が常時印
加される場合でも、適切に加速度検出を行えるようにす
ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明者等は鋭意検討を行った。上記図６に示した
従来の容量式加速度センサでは、非使用状態において、
錘部２１の変位方向Ｙにおける可動電極２４と固定電極
３２、４２との電極間隔ｄ１’、ｄ２’が、錘部２１の
変位方向の軸Ｙ１を中心とした錘部２１の一側と他側と
で同一であり、互いの容量ＣＳ１とＣＳ２とで差は生じ
ない。

【００１４】そのため、使用状態にて常時印加される重
力等の外力により、互いの電極間隔ｄ１’とｄ２’とに
差が生じる結果、上記の一側の容量ＣＳ１と他側の容量
ＣＳ２とで容量差が生じるのである。

【００１５】そこで、本発明者等は、発想を転換して、
被加速度検出部材に取り付けずに錘部の変位方向に外力
が印加されていない非使用状態では、互いの電極間隔が
容量差を生じるような関係にあったとしても、被加速度
検出部材に取り付けられて錘部の変位方向に外力が常時
印加されている使用状態では、その外力による錘部の変
位のみでは容量差が生じないようにすれば良いと考え
た。

【００１６】本発明は、上記のような検討結果に基づい
てなされたものである。

【００１７】請求項１に記載の発明では、支持基板（１
１）と、支持基板に支持されると共に加速度の印加に応
じて支持基板に平行な面内にて所定方向に変位可能とな
っている錘部（２１）と、錘部の変位方向（Ｙ）の軸
（Ｙ１）を中心として錘部の一側と他側に、それぞれ形
成された櫛歯状の可動電極（２４）と、支持基板に固定
支持されるとともに可動電極における櫛歯の隙間に噛み
合うように対向配置され、可動電極との間に容量を形成
する櫛歯状の固定電極（３２、４２）とを備え、加速度
の印加に応じて可動電極が変位したとき、可動電極と固
定電極との間の容量変化の方向が、錘部の変位方向の軸
を中心とした錘部の一側と他側とで逆の方向となってい
る容量式加速度センサにおいて、次の点を特徴とする。

【００１８】すなわち、本発明の該容量式加速度センサ
は、被加速度検出部材（３００）に取り付けられて使用
されるとともに、この使用状態では、錘部の変位方向に
外力が常時印加されているものであり、錘部の変位方向
における可動電極と固定電極との間隔を電極間隔（ｄ
１、ｄ２）としたとき、非使用状態では、錘部の一側に
おける電極間隔（ｄ１）と錘部の他側における電極間隔
（ｄ２）とが異なっており、使用状態では、錘部の一側
における電極間隔（ｄ１）と錘部の他側における電極間
隔（ｄ２）とが略同一になるようにしたことを特徴とす
る。

【００１９】本発明によれば、非使用状態では、互いの
電極間隔が異なっているが、使用状態では、常時印加さ
れている外力による錘部の変位によって互いの電極間隔
が略同一となる。

【００２０】そのため、使用状態にて常時何らかの外力
が印加されていても、検出すべき加速度が印加されてい
なければ、互いの電極間隔は略同一であって、容量差も
ほとんど発生しない。その結果、センサ出力のオフセッ
トを実質的に発生させないようにすることができる。そ
して、検出すべき加速度が印加されれば容量差を発生す
るので、従来のセンサと同様、検出が可能となる。

【００２１】このように、本発明の容量式加速度センサ
によれば、使用状態において、錘部の変位方向に外力が
常時印加される場合でも、適切に加速度検出を行えるよ
うにすることができる。

【００２２】また、請求項２に記載の発明では、被加速
度検出部材（３００）に取り付けられて使用されるとと
もに、この使用状態では、錘部（２１）の変位方向
（Ｙ）に外力が常時印加されている容量式加速度センサ
において、錘部の変位方向における可動電極（２４）と
固定電極（３２、４２）との間隔を電極間隔（ｄ１、ｄ
２）としたとき、使用状態のときの錘部の変位方向の軸
（Ｙ１）を中心とした錘部の一側における電極間隔（ｄ
１）と錘部の他側における電極間隔（ｄ２）との差を、
非使用状態のときの錘部の一側における電極間隔（ｄ
１）と錘部の他側における電極間隔（ｄ２）との差より
も小さくなるようにしたことを特徴とする。

【００２３】それによれば、使用状態のときの互いの電
極間隔の差が、非使用状態のときの電極間隔の差よりも
小さくなるようにしているため、使用状態においては、
互いの電極間隔を同一にできるか、もしくは非使用状態
に比べて互いの電極間隔が同一に近い状態とすることが
できる。

【００２４】そのため、請求項１に記載のセンサと同
様、使用状態にて、検出すべき加速度が印加されていな
ければ、容量差をほとんど発生させず、センサ出力のオ
フセットを実質的に発生させないようにすることができ
る。そして、検出すべき加速度が印加されれば容量差を
発生するので、従来のセンサと同様に、検出が可能とな
る。

【００２５】このように、本発明の容量式加速度センサ
によっても、使用状態において、錘部の変位方向に外力
が常時印加される場合でも、適切に加速度検出を行える
ようにすることができる。

【００２６】ここで、上記発明における容量式加速度セ
ンサは、請求項３に記載の発明のように、使用状態で
は、支持基板（１１）の基板面が水平面と交差した状態
で使用されるものであり、外力は重力であるものにでき
る。

【００２７】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一
例である。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。図１は本発明の実施形態に係る半導
体加速度センサＳ１の平面構成を示す図、図２は図１中
のＡ−Ａ線に沿った模式的な断面構造を示す図、図３は
図１中のＢ−Ｂ線に沿った模式的な断面構造を示す図で
ある。この半導体加速度センサＳ１は、例えば、自動車
に搭載されて自動車に生じる鉛直方向の加速度を検出す
る場合等に使用することが可能である。

【００２９】半導体加速度センサ（以下、単にセンサと
いう）Ｓ１は、半導体基板に周知のマイクロマシン加工
を施すことにより形成される。センサＳ１を構成する半
導体基板は、図２および図３に示す様に、第１の半導体
層としての第１シリコン基板１１と第２の半導体層とし
ての第２シリコン基板１２との間に、絶縁層としての酸
化膜１３を有する矩形状のＳＯＩ基板１０である。

【００３０】第２シリコン基板１２には、溝１４を形成
することにより、可動部２０及び固定部３０、４０より
なる櫛歯形状を有する梁構造体が形成されている。ま
た、酸化膜１３のうち上記梁構造体２０〜４０の形成領
域に対応した部位は、矩形状に除去されて開口部１５を
形成している。

【００３１】このようなセンサＳ１は、ＳＯＩ基板１０
の第２シリコン基板１２にフォトリソグラフ技術を用い
て梁構造体に対応した形状のマスクを形成した後、ＣＦ
４やＳＦ６等のガスを用いてドライエッチングを行い溝
１４を形成し、続いて、フッ酸等を用いた犠牲層エッチ
ング等により酸化膜１３の除去を行い、開口部１５を形
成することで製造することができる。

【００３２】開口部１５上を横断するように配置された
可動部２０は、矩形状の錘部２１の両端を、梁部２２を
介してアンカー部２３ａ及び２３ｂに一体に連結した構
成となっている。これらアンカー部２３ａ及び２３ｂ
は、酸化膜１３における開口部１５の開口縁部に固定さ
れ、支持基板としての第１シリコン基板１１上に支持さ
れている。これにより、錘部２１及び梁部２２は、開口
部１５に臨んだ状態となっている。

【００３３】また、梁部２２は、平行な２本の梁がその
両端で連結された矩形枠状をなしており、２本の梁の長
手方向と直交する方向に変位するバネ機能を有する。具
体的には、梁部２２は、図１中の矢印Ｙ方向の成分を含
む加速度を受けたときに錘部２１を矢印Ｙ方向へ変位さ
せるとともに、加速度の消失に応じて元の状態に復元さ
せるようになっている。

【００３４】よって、錘部２１は、加速度の印加に応じ
て、支持基板としての第１シリコン基板１１に平行な面
内にて、梁部２２と一体的に上記矢印Ｙ方向へ変位可能
となっている。以下、矢印Ｙ方向を錘部２１の変位方向
Ｙと言うこととする。また、錘部２１の変位方向Ｙの軸
Ｙ１は、図１中に一点鎖線にて示されるが、図１ではこ
の軸Ｙ１はＢ−Ｂ線と一致した線である。

【００３５】この変位方向の軸Ｙ１を中心とした錘部２
１の両側面（図１中の左右両側面）には、それぞれ、櫛
歯状の可動電極２４が、該変位方向の軸Ｙ１と直交する
方向において、互いに反対方向へ突出して形成されてい
る。

【００３６】図１では、可動電極２４は、錘部２１の左
側及び右側に各々４個ずつ突出して形成され、個々の可
動電極２４は断面矩形の梁状に形成されて、開口部１５
に臨んだ状態となっている。このように、錘部２１と一
体的に形成された可動電極２４は、梁部２２及び錘部２
１とともに変位方向Ｙへ変位可能となっている。

【００３７】固定部３０、４０は、酸化膜１３における
開口部１５の開口縁部における対向辺部のうち、アンカ
ー部２３ａ、２３ｂが支持されていないもう１組の対向
辺部に支持されている。

【００３８】ここで、固定部３０、４０は、錘部２１を
挟んで２個設けられている。図１中の左側に位置する第
１の固定部３０と、図１中の右側に位置する第２の固定
部４０とより成り、両固定部３０、４０は互いに電気的
に独立している。

【００３９】各固定部３０、４０は、酸化膜１３におけ
る開口部１５の開口縁部に固定されて第１シリコン基板
１１に支持された配線部３１及び４１と、可動電極２４
の側面と所定の検出間隔を存して平行した状態で対向配
置された複数個（図示例では４個ずつ）の固定電極３２
及び４２とを有した構成となっている。

【００４０】ここにおいて、第１の固定部３０側の固定
電極３２を第１の固定電極３２、第２の固定部４０側の
固定電極４２を第２の固定電極４２とする。各固定電極
３２及び４２は、可動電極２４に対して略平行に延びる
断面矩形の梁状に形成されて、各配線部３１、４１に片
持ち状に支持された状態となっている。

【００４１】ここで、櫛歯状の可動及び固定電極２４、
３２、４２が噛み合って配置されるため、個々の可動電
極２４において、当然ながら、相手側の固定電極３２、
４２と対向する間隔は２個存在する。そして、本実施形
態では、１個の可動電極２４に対して２個存在する固定
電極との間隔のうち、狭い方の間隔ｄ１、ｄ２が、加速
度検出時において静電容量変化の検出に用いられる検出
間隔である。

【００４２】ここで、図１に示すように、錘部２１の左
側では、個々の可動電極２４の上方側面と個々の第１の
固定電極３２の下方側面との電極間隔ｄ１が、検出間隔
として形成されているのに対し、錘部２１の右側では、
個々の可動電極２４の下方側面と個々の第２の固定電極
４２の上方側面との電極間隔ｄ２が、検出間隔として形
成されている。

【００４３】このように、検出間隔の位置が、錘部２１
の左右で反対となっている。そのため、加速度の印加に
応じて変位方向Ｙに可動電極２４が変位したとき、可動
電極２４と固定電極３２、４２との間の容量変化の方向
が、錘部２１の変位方向の軸Ｙ１を中心とした錘部２１
の一側と他側とで逆の方向となっている。

【００４４】つまり、第１の固定電極３２と可動電極２
４との電極間隔ｄ１に第１の容量ＣＳ１、第２の固定電
極４２と可動電極２４との電極間隔ｄ２に第２の容量Ｃ
Ｓ２が形成されているが、第１の容量ＣＳ１が増加する
（減少する）場合は、第２の容量ＣＳ２は減少する（増
加する）。

【００４５】また、各固定部３０、４０の各配線部３
１、４１上の所定位置には、それぞれワイヤボンディン
グ用の固定電極パッド３１ａ、４１ａが形成されてい
る。また、一方のアンカー部２３ｂと一体に連結された
状態で、可動電極用配線部２５が形成されており、この
配線部２５上の所定位置には、ワイヤボンディング用の
可動電極パッド２５ａが形成されている。上記の各電極
パッド２５ａ、３１ａ、４１ａは、例えばアルミニウム
により形成されている。

【００４６】また、本センサＳ１は、被加速度検出部材
に取り付けられて、錘部２１の変位方向Ｙに外力が常時
印加された状態で使用される。例えば、図３に示すよう
に、第１シリコン基板１１の裏面すなわち酸化膜１３と
は反対側の面側において接着剤等を介して回路基板１０
０に固定される。

【００４７】この回路基板１００には、後述する回路手
段２００が設けられており、この回路基板１００と上記
の各電極パッド２５ａ、３１ａ、４１ａとは、金もしく
はアルミニウムのワイヤボンディング等により形成され
たワイヤにより電気的に接続される。

【００４８】そして、回路基板１００を、被加速度検出
部材としての自動車のＥＣＵケース３００にネジ１０１
等を介して取り付け固定することにより、図３に示す錘
部２１の変位方向Ｙに沿って下から上に向かう方向が、
重力方向となる。つまり、センサＳ１は、支持基板１１
の基板面が重力方向すなわち鉛直方向に平行となった状
態で使用される。

【００４９】このような構成においては、変位方向Ｙに
加速度を受けると、梁部２２のバネ機能により、アンカ
ー部を除く可動部２０全体が一体的に錘部２１の変位方
向Ｙへ変位し、可動電極２４の変位に応じて上記各容量
ＣＳ１、ＣＳ２が変化する。そして、上記検出回路２０
０は、可動電極２４と固定電極３２、４２による差動容
量（ＣＳ１−ＣＳ２）の変化に基づいて加速度を検出す
る。

【００５０】図４に、本センサＳ１の検出回路図を示
す。検出回路２００において、２１０はスイッチドキャ
パシタ回路（ＳＣ回路）であり、このＳＣ回路２１０
は、容量がＣｆであるコンデンサ２１１、スイッチ２１
２及び差動増幅回路２１３を備え、入力された容量差
（ＣＳ１−ＣＳ２）を電圧に変換するものである。

【００５１】そして、本センサＳ１においては、例え
ば、固定電極パッド３１ａから振幅Ｖｃｃの搬送波１、
固定電極パッド４１ａから搬送波１と位相が１８０°ず
れた搬送波２を入力し、ＳＣ回路２１０のスイッチ２１
２を所定のタイミングで開閉する。そして、印加加速度
は、下記の数式１に示す様に、電圧値Ｖ0 として出力さ
れる。

【００５２】

【数１】Ｖ０＝（ＣＳ１ −ＣＳ２）・Ｖｃｃ／Ｃｆ ところで、本実施形態のセンサＳ１は、自動車等の被加
速度検出部材に取り付けられて自動車に生じる鉛直方向
の加速度を検出する場合等に使用されるため、この使用
状態では、錘部２１の変位方向Ｙに外力としての重力が
常時印加されている。

【００５３】ここで、図１において、重力（地球Ｇ＝１
Ｇ）により、錘部２１すなわち可動電極２４が変位方向
Ｙに沿って図中の上方へ変位する。その変位量をΔｄと
すると、図１中、錘部２１の左側の電極間隔ｄ１は、
（ｄ１−Δｄ）に狭くなり、錘部２１の右側の電極間隔
ｄ２は、（ｄ１＋Δｄ）に広がる。

【００５４】そして、本実施形態では、使用状態すなわ
ち重力印加状態において、左右の電極間隔ｄ１とｄ２と
が略同じになるようにしている。具体的には、支持基板
の基板面を水平としつつ変位方向Ｙに何ら加速度が印加
されていない状態、すなわち非使用状態にて、ｄ０を一
定値としたとき、ｄ１を（ｄ０＋Δｄ）、ｄ２を（ｄ０
−Δｄ）となるように形成する。

【００５５】このように、非使用状態では、錘部２１の
変位方向の軸Ｙ１を中心とした錘部２１の一側における
電極間隔ｄ１と、錘部２１の他側における電極間隔ｄ２
とを異ならせることによって、使用状態では、一側の電
極間隔ｄ１と他側の電極間隔ｄ２とが略同一になるよう
することができる。

【００５６】そのため、使用状態にて常時重力が印加さ
れていても、検出すべき加速度が印加されていなけれ
ば、互いの電極間隔ｄ１とｄ２は略同一であって容量差
（ＣＳ１−ＣＳ２）もほとんど発生しない。その結果、
センサ出力のオフセットを実質的に発生させないように
することができる。

【００５７】そして、変位方向Ｙにおいて検出すべき加
速度が印加されれば、互いの電極間隔ｄ１とｄ２とに差
が生じて容量差（ＣＳ１−ＣＳ２）が発生するので、上
記図４に示したような検出回路２００を用いた検出方法
に基づいて、加速度検出が可能となる。

【００５８】このように、本実施形態のセンサＳ１によ
れば、鉛直実装された使用状態において、錘部２１の変
位方向Ｙに外力としての重力が常時印加される場合で
も、適切に加速度検出を行えるようにすることができ
る。

【００５９】また、上記した本実施形態の効果は、使用
状態のときの電極間隔ｄ１と電極間隔ｄ２との差が、非
使用状態のときの電極間隔ｄ１と電極間隔ｄ２との差よ
りも小さくなるようにした構成であっても、同様に発揮
される。

【００６０】つまり、使用状態のときの互いの電極間隔
ｄ１、ｄ２の差を、非使用状態のときの電極間隔ｄ１、
ｄ２の差よりも小さくなるようにすれば、使用状態にお
いては、互いの電極間隔ｄ１、ｄ２を同一にできるか、
もしくは非使用状態に比べて互いの電極間隔ｄ１、ｄ２
が同一に近い状態とすることができる。

【００６１】そのため、使用状態にて、検出すべき加速
度が印加されていなければ、容量差（ＣＳ１−ＣＳ２）
をほとんど発生させず、センサ出力のオフセットを実質
的に発生させないようにすることができる。そして、検
出すべき加速度が印加されれば容量差（ＣＳ１−ＣＳ
２）を発生するので、上記同様、加速度検出が可能とな
る。

【００６２】（他の実施形態）なお、常時重力が印加さ
れる使用状態としては、センサＳ１の支持基板１１の基
板面が鉛直でなくても良く、少なくとも支持基板１１の
基板面が水平面と平行でない交差した状態であれば良
い。このような状態ならば、錘部２１の変位方向Ｙに、
１Ｇよりは小さいけれども重力が常時印加される。

【００６３】また、使用状態において常時印加される外
力は、重力以外でも良い。例えば長時間加速し続けて移
動していくロケットのような移動体等に、容量式加速度
センサを取り付けた場合にも、検出すべき第１の加速度
以外の第２の加速度が外力として常時印加される。

【００６４】また、上記図１に示すセンサＳ１では、上
記図６に示した従来の一般的なセンサに対して、錘部２
１の左側と右側とで可動電極の位置をオフセット（図中
の上下にオフセット）させることで、上記した電極間隔
ｄ１、ｄ２の関係に特徴を持たせている。

【００６５】それに対して、図５に示すように、可動電
極２４は従来のまま固定電極３２、４２の位置を、錘部
２１の左右でオフセットさせることで、上記した電極間
隔ｄ１、ｄ２の関係を実現しても良い。

【００６６】つまり、この図５の例においても、上記実
施形態と同様、錘部２１の変位方向Ｙに外力が常時印加
されている使用状態では、当該外力による可動電極２４
の変位によって互いの電極間隔ｄ１とｄ２とが略同一に
なるように、そのような外力が印加されていない非使用
状態では互いの電極間隔ｄ１、ｄ２を異ならせている。

【００６７】また、上記実施形態では、１個の可動電極
２４に対して２個存在する固定電極との間隔のうち、狭
い方の間隔を検出間隔として用いているが、米国特許第
５８４７２８０号明細書（同明細書の図２ｃ参照）に記
載されているように、これら１個の可動電極２４に対し
て２個存在する固定電極との間隔の両方を検出間隔とし
て用いた容量式加速度センサに対して本発明を適用する
こともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る半導体加速度センサの
概略平面図である。

【図２】図１中のＡ−Ａ線に沿った模式的な断面構造を
示す図である。

【図３】図１中のＢ−Ｂ線に沿った模式的な断面構造を
示す図である。

【図４】上記実施形態に係る半導体加速度センサの検出
回路図である。

【図５】本発明の他の実施形態に係る半導体加速度セン
サの概略平面図である。

【図６】従来の容量式加速度センサの一般的な平面構成
を示す図である。

【符号の説明】

１１…第１シリコン基板（支持基板）、２１…錘部、２
４…可動電極、３２、４２…固定電極、３００…自動車
のＥＣＵケース、ｄ１…錘部の変位方向の軸を中心とし
た錘部の一側における電極間隔、ｄ２…錘部の変位方向
の軸を中心とした錘部の他側における電極間隔、Ｙ…錘
部の変位方向、Ｙ１…錘部の変位方向の軸。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持基板（１１）と、 この支持基板に支持されると共に加速度の印加に応じて
   前記支持基板に平行な面内にて所定方向に変位可能とな
   っている錘部（２１）と、 この錘部の変位方向（Ｙ）の軸（Ｙ１）を中心として前
   記錘部の一側と他側に、それぞれ形成された櫛歯状の可
   動電極（２４）と、 前記支持基板に固定支持されるとともに前記可動電極に
   おける櫛歯の隙間に噛み合うように対向配置され、前記
   可動電極との間に容量を形成する櫛歯状の固定電極（３
   ２、４２）とを備え、 加速度の印加に応じて前記可動電極が変位したとき、前
   記可動電極と前記固定電極との間の容量変化の方向が、
   前記錘部の変位方向の軸を中心とした前記錘部の一側と
   他側とで逆の方向となっている容量式加速度センサにお
   いて、 被加速度検出部材（３００）に取り付けられて使用され
   るとともに、この使用状態では、前記錘部の変位方向に
   外力が常時印加されているものであり、 前記錘部の変位方向における前記可動電極と前記固定電
   極との間隔を電極間隔（ｄ１、ｄ２）としたとき、 非使用状態では、前記錘部の一側における前記電極間隔
   （ｄ１）と、前記錘部の他側における前記電極間隔（ｄ
   ２）とが異なっており、 使用状態では、前記錘部の一側における前記電極間隔
   （ｄ１）と、前記錘部の他側における前記電極間隔（ｄ
   ２）とが略同一になるようにしたことを特徴とする容量
   式加速度センサ。
2. 【請求項２】 支持基板（１１）と、 この支持基板に支持されると共に加速度の印加に応じて
   前記支持基板に平行な面内にて所定方向に変位可能とな
   っている錘部（２１）と、 この錘部の変位方向（Ｙ）の軸（Ｙ１）を中心として前
   記錘部の一側と他側に、それぞれ形成された櫛歯状の可
   動電極（２４）と、 前記支持基板に固定支持されるとともに前記可動電極に
   おける櫛歯の隙間に噛み合うように対向配置され、前記
   可動電極との間に容量を形成する櫛歯状の固定電極（３
   ２、４２）とを備え、 加速度の印加に応じて前記可動電極が変位したとき、前
   記可動電極と前記固定電極との間の容量変化の方向が、
   前記錘部の変位方向の軸を中心とした前記錘部の一側と
   他側とで逆の方向となっている容量式加速度センサにお
   いて、 被加速度検出部材（３００）に取り付けられて使用され
   るとともに、この使用状態では、前記錘部の変位方向に
   外力が常時印加されているものであり、 前記錘部の変位方向における前記可動電極と前記固定電
   極との間隔を電極間隔（ｄ１、ｄ２）としたとき、 使用状態のときの前記錘部の一側における前記電極間隔
   （ｄ１）と前記錘部の他側における前記電極間隔（ｄ
   ２）との差を、非使用状態のときの前記錘部の一側にお
   ける前記電極間隔（ｄ１）と前記錘部の他側における前
   記電極間隔（ｄ２）との差よりも小さくなるようにした
   ことを特徴とする容量式加速度センサ。
3. 【請求項３】 前記使用状態では、前記支持基板（１
   １）の基板面が水平面と交差した状態で使用されるもの
   であり、前記外力は重力であることを特徴とする請求項
   １または２に記載の容量式加速度センサ。