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JP2008261773A - Acceleration sensor - Google Patents

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JP2008261773A
JP2008261773A JP2007105615A JP2007105615A JP2008261773A JP 2008261773 A JP2008261773 A JP 2008261773A JP 2007105615 A JP2007105615 A JP 2007105615A JP 2007105615 A JP2007105615 A JP 2007105615A JP 2008261773 A JP2008261773 A JP 2008261773A
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JP
Japan
Prior art keywords
counter
substrate
electrode
signal line
acceleration
Prior art date
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Pending
Application number
JP2007105615A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ichiro Sato
一郎 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2007105615A priority Critical patent/JP2008261773A/en
Priority to PCT/JP2008/000897 priority patent/WO2008126409A1/en
Publication of JP2008261773A publication Critical patent/JP2008261773A/en
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Abstract

【課題】信号線に発生する静電容量を低減して、特性向上を図ったセンサの製造方法を提供することを目的としている。
【解決手段】加速度検出部を有する検出素子1を備え、この検出素子1は、可撓部を介して錘部2を連結した固定部4と、錘部2と対向させた対向基板6と、錘部2と対向基板6の各々の対向面に配置した第1対向電極〜第4対向電極14、16、18、20と、これら電極から引き出した信号線21とを有し、加速度検出部では、錘部2と対向基板6の各々の対向面に配置した第1対向電極〜第4対向電極14、16、18、20の静電容量変化を検出して加速度を検出しており、対向基板6と第1対向電極〜第4対向電極14、16、18、20または信号線21との間で発生する静電容量を抑制する抑制手段を設けた構成である。
【選択図】図1
An object of the present invention is to provide a sensor manufacturing method in which the capacitance generated in a signal line is reduced and the characteristics are improved.
A detection element 1 having an acceleration detection unit is provided. The detection element 1 includes a fixed part 4 connected to a weight part 2 via a flexible part, a counter substrate 6 opposed to the weight part 2, and The first counter electrode to the fourth counter electrodes 14, 16, 18, 20 disposed on the facing surfaces of the weight part 2 and the counter substrate 6 and signal lines 21 drawn from these electrodes, The acceleration is detected by detecting the capacitance change of the first counter electrode to the fourth counter electrodes 14, 16, 18, and 20 disposed on the opposing surfaces of the weight portion 2 and the counter substrate 6, respectively. 6 and the first counter electrode to the fourth counter electrode 14, 16, 18, 20 or the signal line 21.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、航空機、自動車、ロボット、船舶、車両等の移動体の姿勢制御やナビゲーション等、各種電子機器に用いる加速度センサに関するものである。   The present invention relates to an acceleration sensor used in various electronic devices such as attitude control and navigation of a moving body such as an aircraft, an automobile, a robot, a ship, and a vehicle.

以下、従来の加速度センサについて説明する。   Hereinafter, a conventional acceleration sensor will be described.

図9において、従来の加速度センサは、加速度を検出する検出素子50と、この検出素子50で検出された検出信号を処理して加速度を算出する処理回路と、この処理回路が配置され、検出素子50を実装する実装基板52を備えている。検出素子50は、ベース基板53と、このベース基板53と対向させて配置したダイアフラム54と、このダイアフラム54の下方に連結した錘部55とを有する。互いに対向するベース基板53とダイアフラム54の対向面には対向電極56を配置している。また、ベース基板53とダイアフラム54との間には、所望箇所に接着剤57を塗布して、この接着剤57により、ベース基板53とダイアフラム54とを接着固定している。   In FIG. 9, a conventional acceleration sensor is provided with a detection element 50 for detecting acceleration, a processing circuit for calculating an acceleration by processing a detection signal detected by the detection element 50, and this processing circuit. 50 is mounted. The detection element 50 includes a base substrate 53, a diaphragm 54 disposed so as to face the base substrate 53, and a weight portion 55 connected to the lower side of the diaphragm 54. A counter electrode 56 is disposed on the opposing surfaces of the base substrate 53 and the diaphragm 54 facing each other. Further, an adhesive 57 is applied to a desired portion between the base substrate 53 and the diaphragm 54, and the base substrate 53 and the diaphragm 54 are bonded and fixed by the adhesive 57.

次に、加速度の検出について説明する。   Next, detection of acceleration will be described.

加速度が生じると、錘部55が加速度の生じた軸方向に移動しようとするために、錘部55を配置したダイアフラム54に撓みが発生する。そうすると、ベース基板53とダイアフラム54とのギャップが変化するので、このギャップの変化に起因した対向電極56間の静電容量の変化に基づいて、加速度を検出するものである。   When acceleration occurs, the weight portion 55 tends to move in the axial direction in which the acceleration occurs, so that the diaphragm 54 on which the weight portion 55 is disposed bends. Then, since the gap between the base substrate 53 and the diaphragm 54 changes, the acceleration is detected based on the change in capacitance between the counter electrodes 56 due to the change in the gap.

このような加速度センサを検出したい検出軸に対応させて、車両等の移動体の姿勢制御装置やナビゲーション装置等に用いている。   Such an acceleration sensor is used in a posture control device, a navigation device, or the like of a moving body such as a vehicle corresponding to a detection axis to be detected.

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
特開平11−344506号公報
As prior art document information related to the invention of this application, for example, Patent Document 1 is known.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-344506

上記構成では、対向電極56間の静電容量の変化に基づいて加速度を検出するが、ベース基板53に配置した対向電極56およびダイアフラム54に配置した対向電極56からは信号線59が引き出されている。これらの信号線59の端部は電極パッド60、61に接続されており、この電極パッド60、61を介して、実装基板52に配置された配線パターン62とワイヤボンディング63で電気的に接続される。   In the above configuration, acceleration is detected based on the change in capacitance between the counter electrodes 56, but a signal line 59 is drawn from the counter electrode 56 disposed on the base substrate 53 and the counter electrode 56 disposed on the diaphragm 54. Yes. The end portions of these signal lines 59 are connected to electrode pads 60 and 61, and are electrically connected to the wiring pattern 62 disposed on the mounting substrate 52 by wire bonding 63 via the electrode pads 60 and 61. The

上記構成において、例えば、シリコンを主成分とする材料で、ベース基板53やダイアフラム54を形成した場合、シリコン層上に酸化シリコン層が形成された構成となる。そのため、ベース基板53やダイアフラム54に配置した対向電極56や信号線59とシリコン層との間で、微小な静電容量が形成され、この静電容量がノイズ成分となって、S/N比を劣化するという問題点を有していた。   In the above configuration, for example, when the base substrate 53 and the diaphragm 54 are formed using a material containing silicon as a main component, a silicon oxide layer is formed on the silicon layer. Therefore, a minute electrostatic capacity is formed between the counter electrode 56 and the signal line 59 disposed on the base substrate 53 and the diaphragm 54 and the silicon layer, and this electrostatic capacity becomes a noise component, and the S / N ratio. It had the problem of deteriorating.

本発明は上記問題点を解決し、対向電極や信号線に発生する静電容量を低減して、S/N比の向上を図った加速度センサを提供することを目的としている。   An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide an acceleration sensor that improves the S / N ratio by reducing the capacitance generated in the counter electrode and the signal line.

上記問題点を解決するために本発明は、特に、検出素子は、可撓部を介して錘部を連結した固定部と、前記固定部に形成した突起部に載置し、ギャップを介して前記錘部と対向させた対向基板と、前記錘部と前記対向基板の各々の対向面に配置した対向電極と、前記対向電極から引き出した信号線とを有し、前記加速度検出部では、前記錘部と前記対向基板の各々の対向面に配置した対向電極間の静電容量変化を検出して加速度を検出しており、前記対向基板と前記対向電極または前記信号線との間で発生する静電容量を抑制する抑制手段を設けた構成である。   In order to solve the above problems, in particular, the present invention is configured such that the detection element is placed on a fixed portion in which a weight portion is connected via a flexible portion, and a protrusion formed on the fixed portion, and is interposed via a gap. A counter substrate disposed opposite to the weight portion; a counter electrode disposed on each of the counter surfaces of the weight portion and the counter substrate; and a signal line drawn from the counter electrode. Acceleration is detected by detecting a change in capacitance between the counter electrodes arranged on the opposing surfaces of the weight portion and the counter substrate, and is generated between the counter substrate and the counter electrode or the signal line. It is the structure which provided the suppression means which suppresses electrostatic capacitance.

上記構成により、対向基板と対向電極または信号線との間で発生する静電容量を抑制する抑制手段を設けているので、対向基板と対向電極または信号線との間において、静電容量が発生しにくい。すなわち、ノイズ成分が発生しにくく、S/N比の劣化を抑制でき、検出精度を向上できる。   With the above configuration, since the suppression means for suppressing the capacitance generated between the counter substrate and the counter electrode or the signal line is provided, the capacitance is generated between the counter substrate and the counter electrode or the signal line. Hard to do. That is, it is difficult for noise components to be generated, deterioration of the S / N ratio can be suppressed, and detection accuracy can be improved.

図1は本発明の一実施の形態における複合センサの検出素子の分解斜視図、図2は図1における対向基板配置前のA−A断面図、図3は図1における対向基板配置前のB−B断面図、図4は図1における対向基板配置時のB−B断面図、図5は図1における対向基板配置時のC−C断面図である。   1 is an exploded perspective view of a detection element of a composite sensor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1 before arrangement of the counter substrate, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 1, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG.

図1において、本発明の一実施の形態における複合センサは、加速度検出部と角速度検出部を有する検出素子1を備え、この検出素子1は、可撓部を介して錘部2を連結した固定部4と、錘部2と対向させた対向基板6と、錘部2と対向基板6の各々の対向面に配置した第1電極と、可撓部に配置した第2電極とを有する。   In FIG. 1, a composite sensor according to an embodiment of the present invention includes a detection element 1 having an acceleration detection unit and an angular velocity detection unit, and the detection element 1 is fixed by connecting a weight part 2 via a flexible part. Part 4, counter substrate 6 opposed to weight part 2, first electrode disposed on each of the opposing surfaces of weight part 2 and counter substrate 6, and second electrode disposed on the flexible part.

具体的には、この検出素子1は、第1アーム8を第2アーム10に略直交方向に連結して形成した2つの直交アームと、2つの第1アーム8の一端を支持する支持部12と、2つの第1アーム8の他端を接続した枠体形状の固定部4とを有する。第1アーム8の厚みは第2アーム10の厚みよりも非常に薄く形成しており、第2アーム10は第2アーム10自身と対向するまで折曲し、折曲した第2アーム10の先端部に錘部2を連結している。第1アーム8と支持部12とは略同一直線上に配置し、第1アーム8および第2アーム10は検出素子1の中心に対して対称配置している。ここで、可撓部は固定部4と錘部2とを連結する部分を指しており、第1アーム8、第2アーム10が少なくとも可撓部に相当する。   Specifically, the detection element 1 includes two orthogonal arms formed by connecting the first arm 8 to the second arm 10 in a substantially orthogonal direction, and a support portion 12 that supports one end of the two first arms 8. And a frame-shaped fixing portion 4 in which the other ends of the two first arms 8 are connected. The thickness of the first arm 8 is much thinner than the thickness of the second arm 10, and the second arm 10 is bent until it faces the second arm 10 itself, and the tip of the bent second arm 10 is bent. The weight part 2 is connected to the part. The first arm 8 and the support portion 12 are arranged on substantially the same straight line, and the first arm 8 and the second arm 10 are arranged symmetrically with respect to the center of the detection element 1. Here, the flexible portion refers to a portion connecting the fixed portion 4 and the weight portion 2, and the first arm 8 and the second arm 10 correspond to at least the flexible portion.

また、錘部2に対向させて対向基板6を配置しており、この対向基板6は、突起部13により、一定のギャップを介して錘部2と対向させている。この際、所望の位置に接着剤を塗布しておけば、固定部4と対向基板6とを容易に固定できる。錘部2と対向基板6の各々の対向面には、第1電極として第1対向電極〜第4対向電極14、16、18、20を配置し、互いに対向する一方の2つの第2アーム10には錘部2を駆動振動させる駆動電極22および検知電極24を配置し、互いに対向する他方の2つの第2アーム10には、第2電極として第2アーム10の歪を感知する第1感知電極26、第2感知電極28を配置している。   Further, the counter substrate 6 is disposed so as to face the weight portion 2, and the counter substrate 6 is opposed to the weight portion 2 by a protrusion 13 through a certain gap. At this time, if the adhesive is applied to a desired position, the fixing portion 4 and the counter substrate 6 can be easily fixed. First counter electrode to fourth counter electrode 14, 16, 18, 20 are arranged as first electrodes on the opposing surfaces of the weight portion 2 and the counter substrate 6, and one of the two second arms 10 facing each other. Includes a drive electrode 22 and a detection electrode 24 that drive and vibrate the weight portion 2, and the other two second arms 10 that face each other have a first sensing that senses distortion of the second arm 10 as a second electrode. An electrode 26 and a second sensing electrode 28 are disposed.

また、錘部2の対向面に配置した第1対向電極〜第4対向電極14、16、18、20から引き出した信号線21を、第2アーム10および第1アーム8を介して固定部4に設けた電極パッド23まで配置している。対向基板6の対向面に配置した第1対向電極〜第4対向電極14、16、18、20から引き出した信号線21も、導電性樹脂15を介して固定部4に設けた電極パッド23まで引き出している。この信号線21の端部である電極パッド23にて、ワイヤボンディング等を用いて、実装基板の配線パターンと電気的に接続している。   Further, the signal line 21 led out from the first to fourth counter electrodes 14, 16, 18, 20 arranged on the opposing surface of the weight part 2 is connected to the fixing part 4 via the second arm 10 and the first arm 8. The electrode pads 23 are provided up to the electrodes. The signal lines 21 drawn from the first to fourth counter electrodes 14, 16, 18, and 20 disposed on the counter surface of the counter substrate 6 are also connected to the electrode pads 23 provided on the fixing portion 4 through the conductive resin 15. Pull out. The electrode pad 23 which is the end of the signal line 21 is electrically connected to the wiring pattern of the mounting board using wire bonding or the like.

また、錘部2に配置した第1対向電極〜第4対向電極14、16、18、20、駆動電極22、検知電極24、第1感知電極26、第2感知電極28は、図2、図3に示すように、圧電層30を介在させた上部電極32と下部電極34とを有し、信号線21も同様の構成である。   In addition, the first to fourth counter electrodes 14, 16, 18, 20, the drive electrode 22, the detection electrode 24, the first detection electrode 26, and the second detection electrode 28 arranged in the weight portion 2 are shown in FIGS. 3 includes an upper electrode 32 and a lower electrode 34 with a piezoelectric layer 30 interposed therebetween, and the signal line 21 has the same configuration.

さらに、錘部2と固定部4と対向基板6と第1アーム8と第2アーム10とは、シリコン基板を所望の形状に加工して形成されており、駆動電極22、検知電極24、第1感知電極26、第2感知電極28は、例えば、このシリコン基板上にPtからなる下部電極34をスパッタにて形成し、この下部電極34の上部にPZTからなる圧電層30をスパッタにて形成し、PZTからなる圧電層30の上部にAuからなる上部電極32をスパッタにて形成し、所望の形状に加工して形成すればよい。   Further, the weight part 2, the fixed part 4, the counter substrate 6, the first arm 8 and the second arm 10 are formed by processing a silicon substrate into a desired shape, and include a drive electrode 22, a detection electrode 24, a first electrode. For the first sensing electrode 26 and the second sensing electrode 28, for example, a lower electrode 34 made of Pt is formed on the silicon substrate by sputtering, and a piezoelectric layer 30 made of PZT is formed on the lower electrode 34 by sputtering. Then, the upper electrode 32 made of Au may be formed by sputtering on the piezoelectric layer 30 made of PZT and processed into a desired shape.

特に、上記構成において、対向基板6と錘部2に配置した第1対向電極〜第4対向電極14、16、18、20と信号線21との間で発生する静電容量を抑制する抑制手段を設けている。この抑制手段としては、対向基板6をガラス等からなる絶縁性基板とし、対向基板6の対向面に配置した第1対向電極〜第4対向電極14、16、18、20から固定部4まで信号線21を引き出すとともに、対向基板6の対向面上における信号線21の引き出し距離を固定部4上における信号線21の引き出し距離よりも長くしたものである。   In particular, in the above configuration, the suppression means for suppressing the capacitance generated between the first counter electrode to the fourth counter electrodes 14, 16, 18, 20 and the signal line 21 disposed on the counter substrate 6 and the weight portion 2. Is provided. As this suppression means, the counter substrate 6 is an insulating substrate made of glass or the like, and a signal is transmitted from the first counter electrode to the fourth counter electrodes 14, 16, 18, 20 arranged on the counter surface of the counter substrate 6 to the fixed portion 4. In addition to drawing the line 21, the drawing distance of the signal line 21 on the facing surface of the counter substrate 6 is made longer than the drawing distance of the signal line 21 on the fixed portion 4.

次に、角速度検出部および加速度検出部について説明する。   Next, the angular velocity detection unit and the acceleration detection unit will be described.

まず、角速度検出部について説明する。   First, the angular velocity detection unit will be described.

図6に示すように、互いに直交したX軸、Y軸、Z軸において、検出素子1の第1アーム8をX軸方向に配置して、第2アーム10をY軸方向に配置した場合、駆動電極22に共振周波数の交流電圧を印加すると、駆動電極22が配置された第2アーム10を起点に第2アーム10が駆動振動し、それに伴って錘部2も第2アーム10の対向方向(実線の矢印と点線の矢印で記した駆動振動方向)に駆動振動する。また、4つの第2アーム10および4つの錘部2の全てが同調して第2アーム10の対向方向に駆動振動する。この検出素子1における駆動振動方向はX軸方向となる。   As shown in FIG. 6, when the first arm 8 of the detection element 1 is arranged in the X-axis direction and the second arm 10 is arranged in the Y-axis direction on the X axis, Y axis, and Z axis orthogonal to each other, When an AC voltage having a resonance frequency is applied to the drive electrode 22, the second arm 10 is driven to vibrate starting from the second arm 10 on which the drive electrode 22 is disposed, and accordingly, the weight portion 2 is also opposed to the second arm 10. Drive vibration occurs in the drive vibration direction indicated by the solid arrow and the dotted arrow. In addition, all of the four second arms 10 and the four weight portions 2 are synchronously driven and vibrated in the opposite direction of the second arm 10. The driving vibration direction in the detection element 1 is the X-axis direction.

このとき、例えば、Z軸の左回りに角速度が生じた場合は、錘部2の駆動振動と同調して、錘部2に対して駆動振動方向と直交した方向(実線の矢印と点線の矢印で記したコリオリ方向(Y軸方向))にコリオリ力が発生するので、第2アーム10にZ軸の左回りの角速度に起因した歪を発生させることができる。すなわち、コリオリ力に起因して撓むこの第2アーム10の状態変化(第2アーム10に発生した歪)によって、第1、第2感知電極26、28から電圧が出力され、この出力電圧に基づき角速度が検出される。   At this time, for example, when an angular velocity is generated in the counterclockwise direction of the Z axis, a direction (solid line arrow and dotted line arrow) perpendicular to the drive vibration direction with respect to the weight part 2 is synchronized with the drive vibration of the weight part 2. Since the Coriolis force is generated in the Coriolis direction (Y-axis direction) described above, distortion caused by the counterclockwise angular velocity of the Z-axis can be generated in the second arm 10. That is, a voltage is output from the first and second sensing electrodes 26 and 28 due to a change in the state of the second arm 10 that is bent due to the Coriolis force (a strain generated in the second arm 10). Based on this, the angular velocity is detected.

次に、加速度検出部について説明する。   Next, the acceleration detection unit will be described.

図7に示すように、互いに直交するX軸、Y軸、Z軸において、対向基板6をXY平面に配置した場合、加速度が発生していなければ、対向基板6と錘部2の対向面の第1対向電極14のギャップ(H1)と、対向基板6と錘部2との対向面の第2対向電極16のギャップ(H2)は等しい。図示していないが、第3対向電極18の対向距離と第4対向電極20のギャップも等しくなる。   As shown in FIG. 7, when the counter substrate 6 is arranged on the XY plane in the X axis, the Y axis, and the Z axis orthogonal to each other, if no acceleration is generated, the surface of the counter substrate 6 facing the weight portion 2 is not affected. The gap (H1) of the first counter electrode 14 is equal to the gap (H2) of the second counter electrode 16 on the facing surface of the counter substrate 6 and the weight portion 2. Although not shown, the facing distance of the third counter electrode 18 and the gap of the fourth counter electrode 20 are also equal.

このとき、例えば、X軸方向に加速度が生じた場合、図8に示すように、錘部2は支持部12を中心にしてY軸回りに回転しようとする。この結果、対向基板6と錘部2の対向面の第1対向電極14のギャップ(H1)が小さくなり、対向基板6と錘部2との対向面の第2対向電極16のギャップ(H2)が大きくなる。第3対向電極18の対向距離と第4対向電極20のギャップも同様である。   At this time, for example, when acceleration occurs in the X-axis direction, the weight portion 2 tends to rotate around the Y-axis around the support portion 12 as shown in FIG. As a result, the gap (H1) between the counter substrate 6 and the first counter electrode 14 on the counter surface of the weight part 2 is reduced, and the gap (H2) between the counter electrode 6 and the counter electrode 6 on the counter surface of the weight part 2 is reduced. Becomes larger. The same applies to the facing distance of the third counter electrode 18 and the gap between the fourth counter electrode 20.

一方、Y軸方向に加速度が生じた場合も同様に、錘部2は支持部12を中心にしてX軸回りに回転しようとするため、例えば、第3、第4対向電極18、20のギャップが大きくなり、第1、第2対向電極14、16のギャップが小さくなる。すなわち、各々の電極間の静電容量が変化するので、この静電容量の変化に基づいてX軸方向またはY軸方向の加速度を検出するものである。   On the other hand, when acceleration occurs in the Y-axis direction, the weight portion 2 tries to rotate around the X-axis around the support portion 12, so that, for example, the gap between the third and fourth counter electrodes 18 and 20 is, for example, Increases, and the gap between the first and second counter electrodes 14, 16 decreases. That is, since the capacitance between the electrodes changes, acceleration in the X-axis direction or Y-axis direction is detected based on the change in capacitance.

上記構成により、加速度検出部によって、錘部2と対向基板6の各々の対向面に配置した第1対向電極〜第4対向電極14、16、18、20の静電容量を検出して加速度を検出し、角速度検出部によって、コリオリ力に起因して撓む可撓部の状態変化を第1感知電極26、第2感知電極28で検出し、一つの検出素子1で加速度と角速度を検出できるので、実装面積を低減して小型化を図れる。   With the above configuration, the acceleration detection unit detects the capacitances of the first to fourth counter electrodes 14, 16, 18, and 20 disposed on the opposing surfaces of the weight unit 2 and the counter substrate 6, and thereby accelerates the acceleration. The change in the state of the flexible part that is bent due to the Coriolis force can be detected by the first sensing electrode 26 and the second sensing electrode 28, and the acceleration and angular velocity can be detected by the single detection element 1. Therefore, the mounting area can be reduced and the size can be reduced.

また、対向基板6と第1対向電極〜第4対向電極14、16、18、20または信号線21との間で発生する静電容量を抑制する抑制手段を設けているので静電容量が発生しにくい。すなわち、ノイズ成分が発生しにくく、S/N比の劣化を抑制でき、検出精度を向上できる。   Moreover, since the suppression means which suppresses the electrostatic capacitance which generate | occur | produces between the opposing board | substrate 6 and the 1st opposing electrode-the 4th opposing electrodes 14, 16, 18, 20 or the signal wire | line 21 is provided, an electrostatic capacitance generate | occur | produces. Hard to do. That is, it is difficult for noise components to be generated, deterioration of the S / N ratio can be suppressed, and detection accuracy can be improved.

特に、固定部4がシリコン基板からなり、シリコン層上に酸化シリコン層が形成された基板なので、固定部4上における信号線21はシリコン層との間において静電容量を発生するが、静電容量を抑制する抑制手段として、対向基板6を絶縁性基板とし、対向基板6の対向面上における信号線21の引き出し距離を固定部4上における信号線21の引き出し距離よりも長くしているので、信号線21と対向基板6との間において静電容量の発生を抑制できる。   In particular, since the fixed portion 4 is made of a silicon substrate and a silicon oxide layer is formed on the silicon layer, the signal line 21 on the fixed portion 4 generates a capacitance with the silicon layer. As a suppression means for suppressing capacitance, the counter substrate 6 is an insulating substrate, and the lead-out distance of the signal line 21 on the counter surface of the counter substrate 6 is longer than the lead-out distance of the signal line 21 on the fixed portion 4. The generation of capacitance between the signal line 21 and the counter substrate 6 can be suppressed.

なお、抑制手段としては、対向基板6に配置した第1対向電極〜第4対向電極14、16、18、20の端部から錘部2の対向面に、信号線21を引き出してもよく、その際、導電性樹脂15を介して信号線21を引き出せばよい。この場合、固定部4上における信号線21の引き廻しを短くできるので、よりノイズ成分の発生を抑制して、検出精度を向上できる。   As the suppression means, the signal line 21 may be drawn from the end of the first counter electrode to the fourth counter electrode 14, 16, 18, 20 disposed on the counter substrate 6 to the counter surface of the weight part 2, At that time, the signal line 21 may be pulled out through the conductive resin 15. In this case, since the routing of the signal line 21 on the fixed portion 4 can be shortened, the generation of noise components can be further suppressed and the detection accuracy can be improved.

本発明に係る加速度センサは、対向電極や信号線に発生する静電容量を低減して、S/N比の向上を図れ、各種電子機器に適用できるものである。   The acceleration sensor according to the present invention can be applied to various electronic devices by reducing the capacitance generated in the counter electrode and the signal line and improving the S / N ratio.

本発明の一実施の形態における複合センサの検出素子の分解斜視図The disassembled perspective view of the detection element of the composite sensor in one embodiment of this invention 図1における対向基板配置前のA−A断面図AA sectional view before arrangement of the counter substrate in FIG. 図1における対向基板配置前のB−B断面図BB sectional view before arrangement of the counter substrate in FIG. 図1における対向基板配置時のB−B断面図BB sectional view at the time of arrangement of the counter substrate in FIG. 図1における対向基板配置時のC−C断面図1. CC sectional drawing at the time of opposing board | substrate arrangement | positioning in FIG. 角速度発生時における同検出素子の動作状態を示す説明図Explanatory drawing which shows the operation state of the detection element at the time of angular velocity generation 同検出素子の断面図Cross section of the detector 加速度発生時における同検出素子の動作状態を示す説明図Explanatory drawing which shows the operation state of the detection element at the time of acceleration generation 従来の加速度センサの断面図Cross-sectional view of a conventional acceleration sensor

符号の説明Explanation of symbols

1 検出素子
2 錘部
4 固定部
6 対向基板
8 第1アーム
10 第2アーム
12 支持部
13 突起部
14 第1対向電極
15 導電性樹脂
16 第2対向電極
18 第3対向電極
20 第4対向電極
21 信号線
22 駆動電極
23 電極パッド
24 検知電極
26 第1感知電極
28 第2感知電極
30 圧電層
32 上部電極
34 下部電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Detection element 2 Weight part 4 Fixed part 6 Opposite substrate 8 1st arm 10 2nd arm 12 Support part 13 Projection part 14 1st counter electrode 15 Conductive resin 16 2nd counter electrode 18 3rd counter electrode 20 4th counter electrode 21 signal line 22 drive electrode 23 electrode pad 24 sensing electrode 26 first sensing electrode 28 second sensing electrode 30 piezoelectric layer 32 upper electrode 34 lower electrode

Claims (3)

加速度検出部を有する検出素子を備え、
前記検出素子は、可撓部を介して錘部を連結した固定部と、前記固定部に形成した突起部に載置し、ギャップを介して前記錘部と対向させた対向基板と、前記錘部と前記対向基板の各々の対向面に配置した対向電極と、前記対向電極から引き出した信号線とを有し、前記加速度検出部では、前記錘部と前記対向基板の各々の対向面に配置した対向電極間の静電容量変化を検出して加速度を検出しており、前記対向基板と前記対向電極または前記信号線との間で発生する静電容量を抑制する抑制手段を設けた加速度センサ。
A detection element having an acceleration detection unit;
The detection element is mounted on a fixed portion having a weight portion connected through a flexible portion, a protruding substrate formed on the fixed portion, and opposed to the weight portion through a gap, and the weight And the counter electrode disposed on each counter surface of the counter substrate and a signal line drawn from the counter electrode, and the acceleration detection unit is disposed on each counter surface of the weight portion and the counter substrate. An acceleration sensor that detects acceleration by detecting a change in capacitance between the counter electrodes, and includes suppression means for suppressing capacitance generated between the counter substrate and the counter electrodes or the signal lines. .
前記抑制手段は、前記対向基板を絶縁性基板とし、前記対向基板の対向面に配置した対向電極から前記固定部まで信号線を引き出すとともに、前記対向基板の対向面上における前記信号線の引き出し距離を前記固定部上における前記信号線の引き出し距離よりも長くした請求項1記載の加速度センサ。 The suppression means uses the counter substrate as an insulating substrate, pulls out a signal line from a counter electrode arranged on the counter surface of the counter substrate to the fixed portion, and extracts the signal line on the counter surface of the counter substrate. The acceleration sensor according to claim 1, wherein the length of the signal line is longer than a drawing distance of the signal line on the fixed portion. 前記対向基板の対向面に配置した対向電極から前記固定部まで、導電性樹脂を介して前記信号線を引き出した請求項2記載の加速度センサ。 The acceleration sensor according to claim 2, wherein the signal line is drawn from a counter electrode disposed on a counter surface of the counter substrate to the fixing portion via a conductive resin.
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