JPH09304426A - シリコン加速度センサ - Google Patents
シリコン加速度センサInfo
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- JPH09304426A JPH09304426A JP8117400A JP11740096A JPH09304426A JP H09304426 A JPH09304426 A JP H09304426A JP 8117400 A JP8117400 A JP 8117400A JP 11740096 A JP11740096 A JP 11740096A JP H09304426 A JPH09304426 A JP H09304426A
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- piezoresistive
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P2015/0805—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
- G01P2015/0822—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass
- G01P2015/0825—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass
- G01P2015/0828—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass the mass being of the paddle type being suspended at one of its longitudinal ends
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- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 配線の応力に起因するシリコン加速度センサ
の特性悪化を改善し、梁状構造部の破断に対する故障診
断を加速度検出用ブリッジ回路の断線のみから判断する
ことができるシリコン加速度センサを提供する。 【解決手段】 シリコン基板１に形成した質量部２とこ
れを取り囲む枠部３と梁状構造部４を介して結合し、梁
状構造部４の一部の領域に形成したピエゾ抵抗部Ｒの抵
抗値の変化により入力加速度を検出するシリコン加速度
センサにおいて、ピエゾ抵抗部Ｒをコ字状ピエゾ抵抗部
とし、ピエゾ抵抗部Ｒのコ字状部ＲK は梁状構造部４に
形成し、ピエゾ抵抗部の接続部ＲC は枠部３に形成した
シリコン加速度センサ。
の特性悪化を改善し、梁状構造部の破断に対する故障診
断を加速度検出用ブリッジ回路の断線のみから判断する
ことができるシリコン加速度センサを提供する。 【解決手段】 シリコン基板１に形成した質量部２とこ
れを取り囲む枠部３と梁状構造部４を介して結合し、梁
状構造部４の一部の領域に形成したピエゾ抵抗部Ｒの抵
抗値の変化により入力加速度を検出するシリコン加速度
センサにおいて、ピエゾ抵抗部Ｒをコ字状ピエゾ抵抗部
とし、ピエゾ抵抗部Ｒのコ字状部ＲK は梁状構造部４に
形成し、ピエゾ抵抗部の接続部ＲC は枠部３に形成した
シリコン加速度センサ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、シリコン加速度
センサに関し、特に、シリコン基板上に形成した梁状構
造部にピエゾ抵抗部を設けて加速度を検出する小型のシ
リコン加速度センサに関する。
センサに関し、特に、シリコン基板上に形成した梁状構
造部にピエゾ抵抗部を設けて加速度を検出する小型のシ
リコン加速度センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来例を図３を参照して説明する。図３
（ａ）はシリコン加速度センサの従来例を上から視たと
ころを示す図である。図３（ｂ）は断面を示す図であ
る。１はシリコン加速度センサが構成される基になった
長方形のシリコン基板を示す。２はシリコン基板１に形
成した質量部である。３は質量部２を取り囲む枠部であ
る。質量部２と枠部３とは４により示される梁状構造部
により接続されている。これら質量部２および枠部３は
長方形のシリコン基板１にコ字状貫通溝５を形成するこ
とにより構成されると共に、質量部２の枠部３との間の
境界領域中央に貫通孔６を形成することにより梁状構造
部４が構成される。梁状構造部４は、図３（ｂ）に示さ
れる如く、更に、下側を加工して切除部７を形成し厚さ
を薄くして完成する。梁状構造部４はこの様に構成する
ことにより、質量部２に作用する慣性力に起因して枠部
３を基準として上下に容易に屈曲することができる。
（ａ）はシリコン加速度センサの従来例を上から視たと
ころを示す図である。図３（ｂ）は断面を示す図であ
る。１はシリコン加速度センサが構成される基になった
長方形のシリコン基板を示す。２はシリコン基板１に形
成した質量部である。３は質量部２を取り囲む枠部であ
る。質量部２と枠部３とは４により示される梁状構造部
により接続されている。これら質量部２および枠部３は
長方形のシリコン基板１にコ字状貫通溝５を形成するこ
とにより構成されると共に、質量部２の枠部３との間の
境界領域中央に貫通孔６を形成することにより梁状構造
部４が構成される。梁状構造部４は、図３（ｂ）に示さ
れる如く、更に、下側を加工して切除部７を形成し厚さ
を薄くして完成する。梁状構造部４はこの様に構成する
ことにより、質量部２に作用する慣性力に起因して枠部
３を基準として上下に容易に屈曲することができる。
【０００３】Ｒ1 ないしＲ4 はピエゾ抵抗部である。ピ
エゾ抵抗部Ｒ1 は梁状構造部４1 表面と枠部３表面に跨
って結合領域４３に形成されている。ピエゾ抵抗部Ｒ4
も同様に梁状構造部４2 表面と枠部３表面に跨って結合
領域４３に形成されている。ピエゾ抵抗部Ｒ2 およびＲ
3 は全体が枠部３表面に形成されている。ピエゾ抵抗部
Ｒ1 の梁状構造部４1 側に形成された部分は、配線１２
1 を介して端子部１４SHに接続している。配線１２2 は
ピエゾ抵抗部Ｒ1 の枠部３側に形成された部分を端子部
１４G に接続している。ピエゾ抵抗部Ｒ2 は枠部３表面
に形成されており、端子部１４SHに接続すると共に、配
線１２3 により端子部１４ V に接続している。ピエゾ抵
抗部Ｒ4 の梁状構造部４1 側に形成された部分は配線１
２4 を介して端子部１４SLに接続している。配線１２5
はピエゾ抵抗部Ｒ4の枠部３側に形成された部分を端子
部１４V に接続している。ピエゾ抵抗部Ｒ3は端子部１
４SLに接続すると共に、端子部１４G に接続している。
配線１２は、蒸着、スパッタリングその他の成膜技術を
採用して導伝材料をシリコン基板１面に成膜することに
より形成している。
エゾ抵抗部Ｒ1 は梁状構造部４1 表面と枠部３表面に跨
って結合領域４３に形成されている。ピエゾ抵抗部Ｒ4
も同様に梁状構造部４2 表面と枠部３表面に跨って結合
領域４３に形成されている。ピエゾ抵抗部Ｒ2 およびＲ
3 は全体が枠部３表面に形成されている。ピエゾ抵抗部
Ｒ1 の梁状構造部４1 側に形成された部分は、配線１２
1 を介して端子部１４SHに接続している。配線１２2 は
ピエゾ抵抗部Ｒ1 の枠部３側に形成された部分を端子部
１４G に接続している。ピエゾ抵抗部Ｒ2 は枠部３表面
に形成されており、端子部１４SHに接続すると共に、配
線１２3 により端子部１４ V に接続している。ピエゾ抵
抗部Ｒ4 の梁状構造部４1 側に形成された部分は配線１
２4 を介して端子部１４SLに接続している。配線１２5
はピエゾ抵抗部Ｒ4の枠部３側に形成された部分を端子
部１４V に接続している。ピエゾ抵抗部Ｒ3は端子部１
４SLに接続すると共に、端子部１４G に接続している。
配線１２は、蒸着、スパッタリングその他の成膜技術を
採用して導伝材料をシリコン基板１面に成膜することに
より形成している。
【０００４】以上の加速度センサは、結局、ピエゾ抵抗
部Ｒおよび配線１２は図４に示される通りのブリッジ回
路を形成している。このブリッジ回路は、その端子部１
４Vと端子部１４G との間に電圧Ｖ＋を印加して加速度
が入力されていない状態において、端子部１４SHと端子
部１４SLとの間の出力が０の平衡状態に調整されてい
る。
部Ｒおよび配線１２は図４に示される通りのブリッジ回
路を形成している。このブリッジ回路は、その端子部１
４Vと端子部１４G との間に電圧Ｖ＋を印加して加速度
が入力されていない状態において、端子部１４SHと端子
部１４SLとの間の出力が０の平衡状態に調整されてい
る。
【０００５】ここで、図３（ｂ）を参照するに、加速度
センサに矢印の向きの加速度が入力されると、これに起
因して質量部２に矢印の向きの慣性力が作用する結果、
質量部２は矢印の向きに変位して梁状構造部４は下向き
に屈曲せしめられる。梁状構造部４が下向きに屈曲せし
められると、上面に形成されているピエゾ抵抗部Ｒ1お
よびＲ4 に引張力が加わる。ピエゾ抵抗部Ｒ1 およびＲ
4 に引張力が加わったことによりこれら抵抗部の抵抗値
は変化し、その結果、ブリッジ回路の平衡はくずれて端
子部１４SHと端子部１４SLとの間には抵抗値の変化に比
例する出力電圧が得られる。この抵抗値の変化は入力加
速度に比例する。
センサに矢印の向きの加速度が入力されると、これに起
因して質量部２に矢印の向きの慣性力が作用する結果、
質量部２は矢印の向きに変位して梁状構造部４は下向き
に屈曲せしめられる。梁状構造部４が下向きに屈曲せし
められると、上面に形成されているピエゾ抵抗部Ｒ1お
よびＲ4 に引張力が加わる。ピエゾ抵抗部Ｒ1 およびＲ
4 に引張力が加わったことによりこれら抵抗部の抵抗値
は変化し、その結果、ブリッジ回路の平衡はくずれて端
子部１４SHと端子部１４SLとの間には抵抗値の変化に比
例する出力電圧が得られる。この抵抗値の変化は入力加
速度に比例する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ここで、加速度センサ
に加速度が入力されると、質量部２に慣性力が作用して
梁状構造部４は屈曲せしめられる結果質量部２は変位
し、梁状構造部４の上面に形成されているピエゾ抵抗部
Ｒ1 およびＲ4 に引張力或は圧縮力が加わる。これによ
り、ピエゾ抵抗部Ｒ1 およびＲ4 の抵抗値は変化してブ
リッジ回路の平衡がくずれ、端子部１４SHと端子部１４
SLとの間に入力加速度に比例する出力電圧が得られる。
即ち、加速度センサは梁状構造部４は屈曲せしめられて
その上面に形成されているピエゾ抵抗部Ｒ1 およびＲ4
に加わる引張力或は圧縮力を検出する構成を採用するも
のであるから、引張力或は圧縮力に影響を及ぼす要素は
極力排除しなければならない。
に加速度が入力されると、質量部２に慣性力が作用して
梁状構造部４は屈曲せしめられる結果質量部２は変位
し、梁状構造部４の上面に形成されているピエゾ抵抗部
Ｒ1 およびＲ4 に引張力或は圧縮力が加わる。これによ
り、ピエゾ抵抗部Ｒ1 およびＲ4 の抵抗値は変化してブ
リッジ回路の平衡がくずれ、端子部１４SHと端子部１４
SLとの間に入力加速度に比例する出力電圧が得られる。
即ち、加速度センサは梁状構造部４は屈曲せしめられて
その上面に形成されているピエゾ抵抗部Ｒ1 およびＲ4
に加わる引張力或は圧縮力を検出する構成を採用するも
のであるから、引張力或は圧縮力に影響を及ぼす要素は
極力排除しなければならない。
【０００７】ところが、以上の加速度センサの従来例に
おいて、ピエゾ抵抗部Ｒ1 は梁状構造部４1 表面と枠部
３表面に跨って形成されている。この場合、ピエゾ抵抗
部Ｒ 1 の梁状構造部４1 側に形成された部分は、配線１
２1 を梁状構造部４1 表面に形成して引き出し、これを
介して端子部１４SHに接続せざるを得ない。ピエゾ抵抗
部Ｒ4 も同様に梁状構造部４2 表面と枠部３表面に跨っ
て形成され、配線１２ 4 を梁状構造部４2 表面に形成し
て引き出され、これを介して端子部１４SLに接続してい
る。
おいて、ピエゾ抵抗部Ｒ1 は梁状構造部４1 表面と枠部
３表面に跨って形成されている。この場合、ピエゾ抵抗
部Ｒ 1 の梁状構造部４1 側に形成された部分は、配線１
２1 を梁状構造部４1 表面に形成して引き出し、これを
介して端子部１４SHに接続せざるを得ない。ピエゾ抵抗
部Ｒ4 も同様に梁状構造部４2 表面と枠部３表面に跨っ
て形成され、配線１２ 4 を梁状構造部４2 表面に形成し
て引き出され、これを介して端子部１４SLに接続してい
る。
【０００８】この様に、梁状構造部４に配線を形成する
と、これに起因して加速度センサの特性は悪化する。即
ち、梁状構造部４に生起する屈曲量はそれ程大きいもの
ではなく、この屈曲の生起するところに配線１２1 およ
び配線１２4 を形成することにより、梁状構造部４の剛
性は変化してこれが加速度センサの特性の悪化につなが
る。
と、これに起因して加速度センサの特性は悪化する。即
ち、梁状構造部４に生起する屈曲量はそれ程大きいもの
ではなく、この屈曲の生起するところに配線１２1 およ
び配線１２4 を形成することにより、梁状構造部４の剛
性は変化してこれが加速度センサの特性の悪化につなが
る。
【０００９】そして、シリコン加速度センサは梁状構造
部４が破断する故障は比較的多く発生する。シリコン加
速度センサの梁状構造部４の枠部３に結合する結合領域
４３および質量部２に結合する結合領域４２は応力の集
中するところであるが、梁状構造部４の幅は枠部３に結
合する結合領域４３から質量部２に結合する結合領域４
２に到るまで一様に構成されているところから、これら
梁状構造部４の結合領域の破断は質量部側の結合領域４
２と枠部側の結合領域４３の何れの側においても同等の
割合で生起する。従って、梁状構造部４の破断に対する
故障診断をピエゾ抵抗部Ｒを含む加速度検出用ブリッジ
回路の断線の診断のみで済ます訳には行かない。即ち、
梁状構造部４の枠部３に結合する結合領域４３が破断し
た場合はピエゾ抵抗Ｒを含む加速度検出用ブリッジ回路
の破断が検出されるが、質量部２に結合する結合領域４
２が破断した場合はブリッジ回路の破断は検出されな
い。従って、加速度検出用ブリッジ回路の断線を検出す
ることのみに依っては、結合領域４２の破断に対する故
障診断をすることができない。
部４が破断する故障は比較的多く発生する。シリコン加
速度センサの梁状構造部４の枠部３に結合する結合領域
４３および質量部２に結合する結合領域４２は応力の集
中するところであるが、梁状構造部４の幅は枠部３に結
合する結合領域４３から質量部２に結合する結合領域４
２に到るまで一様に構成されているところから、これら
梁状構造部４の結合領域の破断は質量部側の結合領域４
２と枠部側の結合領域４３の何れの側においても同等の
割合で生起する。従って、梁状構造部４の破断に対する
故障診断をピエゾ抵抗部Ｒを含む加速度検出用ブリッジ
回路の断線の診断のみで済ます訳には行かない。即ち、
梁状構造部４の枠部３に結合する結合領域４３が破断し
た場合はピエゾ抵抗Ｒを含む加速度検出用ブリッジ回路
の破断が検出されるが、質量部２に結合する結合領域４
２が破断した場合はブリッジ回路の破断は検出されな
い。従って、加速度検出用ブリッジ回路の断線を検出す
ることのみに依っては、結合領域４２の破断に対する故
障診断をすることができない。
【００１０】この発明は、配線の応力に起因するシリコ
ン加速度センサの特性悪化を改善し、梁状構造部の破断
に対する故障診断を加速度検出用ブリッジ回路の断線の
みから判断することができるシリコン加速度センサを提
供するものである。
ン加速度センサの特性悪化を改善し、梁状構造部の破断
に対する故障診断を加速度検出用ブリッジ回路の断線の
みから判断することができるシリコン加速度センサを提
供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】シリコン基板１に形成し
た質量部２とこれを取り囲む枠部３とが梁状構造部４を
介して結合し、梁状構造部４の一部の領域に形成したピ
エゾ抵抗部Ｒの抵抗値の変化により入力加速度を検出す
るシリコン加速度センサにおいて、ピエゾ抵抗部Ｒをコ
字状ピエゾ抵抗部としたシリコン加速度センサを構成し
た。
た質量部２とこれを取り囲む枠部３とが梁状構造部４を
介して結合し、梁状構造部４の一部の領域に形成したピ
エゾ抵抗部Ｒの抵抗値の変化により入力加速度を検出す
るシリコン加速度センサにおいて、ピエゾ抵抗部Ｒをコ
字状ピエゾ抵抗部としたシリコン加速度センサを構成し
た。
【００１２】そして、ピエゾ抵抗部Ｒのコ字状部ＲK は
梁状構造部４に形成し、ピエゾ抵抗部の接続部ＲC は枠
部３に形成したシリコン加速度センサを構成した。ま
た、梁状構造部４の質量部２に対する結合領域４２の幅
は梁状構造部４の枠部３に対する結合領域４３の幅と比
較して幅広く構成したシリコン加速度センサを構成し
た。
梁状構造部４に形成し、ピエゾ抵抗部の接続部ＲC は枠
部３に形成したシリコン加速度センサを構成した。ま
た、梁状構造部４の質量部２に対する結合領域４２の幅
は梁状構造部４の枠部３に対する結合領域４３の幅と比
較して幅広く構成したシリコン加速度センサを構成し
た。
【００１３】更に、梁状構造部４の質量部２に対する結
合領域４２の幅は弧をつけて質量部２に向かって増大す
るものであるシリコン加速度センサを構成した。
合領域４２の幅は弧をつけて質量部２に向かって増大す
るものであるシリコン加速度センサを構成した。
【００１４】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図１の実
施例を参照して説明する。図１はこの発明の加速度セン
サの全体を説明する図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）
は（ａ）における線Ｂ−Ｂに沿った断面を示す図であ
る。１はこの発明の加速度センサが構成される基になっ
た長方形のシリコン基板を示す。２はシリコン基板１に
形成した質量部である。３は質量部２を取り囲む枠部で
ある。質量部２と枠部３とは４により示される梁状構造
部により接続されている。これら質量部２および枠部３
は長方形のシリコン基板１にコ字状の貫通溝５を形成す
ることにより構成されると共に、質量部２の枠部３との
間の境界領域中央に貫通孔６を形成することにより、梁
状構造部４が構成される。梁状構造部４は、図１（ｂ）
に示される如く、更に、下側を加工して切除部７を形成
して厚さを薄くして完成する。梁状構造部４はこの様に
構成することにより、質量部２に作用する慣性力に起因
して枠部３を基準として上下に容易に屈曲することがで
きる。
施例を参照して説明する。図１はこの発明の加速度セン
サの全体を説明する図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）
は（ａ）における線Ｂ−Ｂに沿った断面を示す図であ
る。１はこの発明の加速度センサが構成される基になっ
た長方形のシリコン基板を示す。２はシリコン基板１に
形成した質量部である。３は質量部２を取り囲む枠部で
ある。質量部２と枠部３とは４により示される梁状構造
部により接続されている。これら質量部２および枠部３
は長方形のシリコン基板１にコ字状の貫通溝５を形成す
ることにより構成されると共に、質量部２の枠部３との
間の境界領域中央に貫通孔６を形成することにより、梁
状構造部４が構成される。梁状構造部４は、図１（ｂ）
に示される如く、更に、下側を加工して切除部７を形成
して厚さを薄くして完成する。梁状構造部４はこの様に
構成することにより、質量部２に作用する慣性力に起因
して枠部３を基準として上下に容易に屈曲することがで
きる。
【００１５】Ｒ1 はピエゾ抵抗部であり、梁状構造部４
1 表面と枠部３表面に跨って形成されている。ピエゾ抵
抗部Ｒ1 は配線１２1 を介して端子部１４SHに接続する
と共に、配線１２2 を介して端子部１４G に接続してい
る。ピエゾ抵抗部Ｒ2 は枠部３表面に形成されており、
配線１２1 を介して端子部１４SHに接続すると共に、配
線１２3 を介して端子部１４V に接続している。ピエゾ
抵抗部Ｒ4 は、梁状構造部４2 表面と枠部３表面に跨っ
て形成されている。ピエゾ抵抗部Ｒ4 は配線１２4 を介
して端子部１４V に接続すると共に、配線１２5 を介し
て端子部１４SLに接続している。ピエゾ抵抗部Ｒ3 は端
子部１４SLと端子部１４G に跨って接続している。
1 表面と枠部３表面に跨って形成されている。ピエゾ抵
抗部Ｒ1 は配線１２1 を介して端子部１４SHに接続する
と共に、配線１２2 を介して端子部１４G に接続してい
る。ピエゾ抵抗部Ｒ2 は枠部３表面に形成されており、
配線１２1 を介して端子部１４SHに接続すると共に、配
線１２3 を介して端子部１４V に接続している。ピエゾ
抵抗部Ｒ4 は、梁状構造部４2 表面と枠部３表面に跨っ
て形成されている。ピエゾ抵抗部Ｒ4 は配線１２4 を介
して端子部１４V に接続すると共に、配線１２5 を介し
て端子部１４SLに接続している。ピエゾ抵抗部Ｒ3 は端
子部１４SLと端子部１４G に跨って接続している。
【００１６】ここで、図２を参照するに、これはこの発
明の加速度センサの一部、特にピエゾ抵抗部Ｒおよび梁
状構造部４の詳細を説明する図である。図２において、
ピエゾ抵抗部Ｒは上下方向に形成されるコ字状部Ｒ
K と、コ字状部の解放端から横方向に延伸する接続部Ｒ
C より成る。コ字状部ＲK は加速度入力に起因して引張
力或は圧縮力が加わって屈曲する梁状構造部４に形成
し、接続部ＲC は枠部３に形成する。そして、梁状構造
部４は、質量部２に対する結合領域４２の幅は枠部３に
対する結合領域４３の幅と比較して幅広く構成してい
る。即ち、梁状構造部４の質量部２に対する結合領域４
２の幅は弧をつけて質量部２に向かって増大せしめられ
ている。
明の加速度センサの一部、特にピエゾ抵抗部Ｒおよび梁
状構造部４の詳細を説明する図である。図２において、
ピエゾ抵抗部Ｒは上下方向に形成されるコ字状部Ｒ
K と、コ字状部の解放端から横方向に延伸する接続部Ｒ
C より成る。コ字状部ＲK は加速度入力に起因して引張
力或は圧縮力が加わって屈曲する梁状構造部４に形成
し、接続部ＲC は枠部３に形成する。そして、梁状構造
部４は、質量部２に対する結合領域４２の幅は枠部３に
対する結合領域４３の幅と比較して幅広く構成してい
る。即ち、梁状構造部４の質量部２に対する結合領域４
２の幅は弧をつけて質量部２に向かって増大せしめられ
ている。
【００１７】この発明の加速度センサも、従来例と同様
に、ピエゾ抵抗部Ｒおよび配線１２は図４に示される通
りのブリッジ回路を形成している。このブリッジ回路
は、その端子部１４V と端子部１４G との間に電圧Ｖ＋
を印加して加速度が入力されていない状態において、端
子部１４SHと端子部１４SLとの間の出力が０の平衡状態
に調整されている。ここで、加速度センサに加速度が入
力されると、質量部２に慣性力が作用して梁状構造部４
は屈曲せしめられる結果質量部２は変位し、梁状構造部
４の上面に形成されているピエゾ抵抗部Ｒ1 およびＲ4
に引張力或は圧縮力が加わる。これにより、ピエゾ抵抗
部Ｒ1 およびＲ4 の抵抗値は変化してブリッジ回路の平
衡がくずれ、端子部１４SHと端子部１４SLとの間に入力
加速度に比例する出力電圧が得られる。
に、ピエゾ抵抗部Ｒおよび配線１２は図４に示される通
りのブリッジ回路を形成している。このブリッジ回路
は、その端子部１４V と端子部１４G との間に電圧Ｖ＋
を印加して加速度が入力されていない状態において、端
子部１４SHと端子部１４SLとの間の出力が０の平衡状態
に調整されている。ここで、加速度センサに加速度が入
力されると、質量部２に慣性力が作用して梁状構造部４
は屈曲せしめられる結果質量部２は変位し、梁状構造部
４の上面に形成されているピエゾ抵抗部Ｒ1 およびＲ4
に引張力或は圧縮力が加わる。これにより、ピエゾ抵抗
部Ｒ1 およびＲ4 の抵抗値は変化してブリッジ回路の平
衡がくずれ、端子部１４SHと端子部１４SLとの間に入力
加速度に比例する出力電圧が得られる。
【００１８】
【発明の効果】以上の通りであって、この発明のシリコ
ン加速度センサは、シリコン基板１に形成した質量部２
とそれを取り囲む枠部３とが梁状構造部４を介して結合
し、梁状構造部４の一部の領域に形成したピエゾ抵抗部
Ｒの抵抗値の変化により入力加速度を検出するシリコン
加速度センサにおいて、ピエゾ抵抗部Ｒをコ字状とした
ことにより、このコ字状部ＲK は梁状構造部４に形成
し、接続部ＲC は枠部３に形成することができる。これ
により、梁状構造部４にはピエゾ抵抗部Ｒのみを形成
し、配線１２を梁状構造部４に形成する必要はなくなっ
たので、配線１２が梁状構造部４に加える応力に起因す
る加速度センサの特性の悪化を根本的に解消することが
できる。
ン加速度センサは、シリコン基板１に形成した質量部２
とそれを取り囲む枠部３とが梁状構造部４を介して結合
し、梁状構造部４の一部の領域に形成したピエゾ抵抗部
Ｒの抵抗値の変化により入力加速度を検出するシリコン
加速度センサにおいて、ピエゾ抵抗部Ｒをコ字状とした
ことにより、このコ字状部ＲK は梁状構造部４に形成
し、接続部ＲC は枠部３に形成することができる。これ
により、梁状構造部４にはピエゾ抵抗部Ｒのみを形成
し、配線１２を梁状構造部４に形成する必要はなくなっ
たので、配線１２が梁状構造部４に加える応力に起因す
る加速度センサの特性の悪化を根本的に解消することが
できる。
【００１９】そして、梁状構造部４の質量部２に対する
結合領域４２の幅を梁状構造部４の枠部３に対する結合
領域４３の幅と比較して幅広く構成し、特に、梁状構造
部４の質量部２に対する結合領域４２の幅は弧をつけて
質量部２に向かって増大するものとしたことにより、結
合領域４２の強度は結合領域４３の強度と比較して遥か
に大きくされた。これにより、応力が集中して破断する
恐れの大きい結合領域の破断は必ず枠部３側の結合領域
４３に生起することになる。従って、梁状構造部４が破
断したということになれば、枠部３側の結合領域４３に
形成されるピエゾ抵抗部Ｒを含む加速度検出用ブリッジ
回路は必ず断線するところから、加速度検出用ブリッジ
回路の検査を実施する際に破断の故障診断も実施するこ
とができるので格別の故障検出回路を必要とせず、シリ
コン加速度センサの構造自体が簡素化されその製造も容
易となる。
結合領域４２の幅を梁状構造部４の枠部３に対する結合
領域４３の幅と比較して幅広く構成し、特に、梁状構造
部４の質量部２に対する結合領域４２の幅は弧をつけて
質量部２に向かって増大するものとしたことにより、結
合領域４２の強度は結合領域４３の強度と比較して遥か
に大きくされた。これにより、応力が集中して破断する
恐れの大きい結合領域の破断は必ず枠部３側の結合領域
４３に生起することになる。従って、梁状構造部４が破
断したということになれば、枠部３側の結合領域４３に
形成されるピエゾ抵抗部Ｒを含む加速度検出用ブリッジ
回路は必ず断線するところから、加速度検出用ブリッジ
回路の検査を実施する際に破断の故障診断も実施するこ
とができるので格別の故障検出回路を必要とせず、シリ
コン加速度センサの構造自体が簡素化されその製造も容
易となる。
【図１】実施例を説明する図。
【図２】実施例の一部の詳細を示す図。
【図３】従来例をを説明する図。
【図４】ブリッジ回路を示す図。
１ シリコン基板 ２ 質量部 ３ 枠部 ４ 梁状構造部 Ｒ ピエゾ抵抗部 ＲK コ字状部 ＲC 接続部
Claims (4)
- 【請求項１】 シリコン基板に形成した質量部とこれを
取り囲む枠部とが梁状構造部を介して結合し、梁状構造
部の一部の領域に形成したピエゾ抵抗部の抵抗値の変化
により入力加速度を検出するシリコン加速度センサにお
いて、 ピエゾ抵抗部をコ字状ピエゾ抵抗部としたことを特徴と
する加速度センサ。 - 【請求項２】 請求項１に記載されるシリコン加速度セ
ンサにおいて、 ピエゾ抵抗部のコ字状部は梁状構造部に形成し、ピエゾ
抵抗部の接続部は枠部に形成したことを特徴とするシリ
コン加速度センサ。 - 【請求項３】 請求項１および請求項２の何れかに記載
されるシリコン加速度センサにおいて、 梁状構造部の質量部に対する結合領域の幅は梁状構造部
の枠部に対する結合領域の幅と比較して幅広く構成した
ことを特徴とするシリコン加速度センサ。 - 【請求項４】 請求項３に記載されるシリコン加速度セ
ンサにおいて、 梁状構造部の質量部に対する結合領域の幅は弧をつけて
質量部に向かって増大するものであることを特徴とする
シリコン加速度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11740096A JP3190982B2 (ja) | 1996-05-13 | 1996-05-13 | シリコン加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11740096A JP3190982B2 (ja) | 1996-05-13 | 1996-05-13 | シリコン加速度センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09304426A true JPH09304426A (ja) | 1997-11-28 |
| JP3190982B2 JP3190982B2 (ja) | 2001-07-23 |
Family
ID=14710718
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11740096A Expired - Fee Related JP3190982B2 (ja) | 1996-05-13 | 1996-05-13 | シリコン加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3190982B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003517612A (ja) * | 1999-12-16 | 2003-05-27 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 特にヨーレートセンサのための、マイクロメカニカル式のばね構造体 |
| CN101692099B (zh) | 2009-10-16 | 2011-11-16 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 具有片上零偏补偿的压阻式双轴微加速度计及制作方法 |
| JPWO2011161917A1 (ja) * | 2010-06-25 | 2013-08-19 | パナソニック株式会社 | 加速度センサ |
| WO2014196320A1 (ja) * | 2013-06-04 | 2014-12-11 | 株式会社村田製作所 | 加速度センサ |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102014200525A1 (de) * | 2014-01-14 | 2015-07-16 | Intellectual Property Management MTU Aero Engines AG | Bürstendichtung mit Bürstenfasern aus nichtmetallischen Werkstoffen |
-
1996
- 1996-05-13 JP JP11740096A patent/JP3190982B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003517612A (ja) * | 1999-12-16 | 2003-05-27 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 特にヨーレートセンサのための、マイクロメカニカル式のばね構造体 |
| CN101692099B (zh) | 2009-10-16 | 2011-11-16 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 具有片上零偏补偿的压阻式双轴微加速度计及制作方法 |
| JPWO2011161917A1 (ja) * | 2010-06-25 | 2013-08-19 | パナソニック株式会社 | 加速度センサ |
| WO2014196320A1 (ja) * | 2013-06-04 | 2014-12-11 | 株式会社村田製作所 | 加速度センサ |
| JP5930127B2 (ja) * | 2013-06-04 | 2016-06-08 | 株式会社村田製作所 | 加速度センサ |
| US10156584B2 (en) | 2013-06-04 | 2018-12-18 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | MEMS piezoresistive acceleration sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3190982B2 (ja) | 2001-07-23 |
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Legal Events
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