[发明专利]惯性力传感器

说明书

本发明提供一种能够小型化的惯性力传感器。本发明的惯性力传感器具有形成有检测部(20、30)的层(1a、2a)，所述层是2个以上层叠在一起的层叠结构体。

技术领域

本发明涉及一种惯性力传感器，尤其涉及测定车辆、飞机、机器人、手机、摄像机等运动体的运动状态的加速度传感器及角速度传感器等。

背景技术

近年来，出于数字相机的防抖、汽车和机器人等的姿态控制等目的，使用微机电系统(MEMS(Micro Electro Mechanical Systems))元件的惯性力传感器的运用日益广泛。

通常，这种惯性力传感器是使用蚀刻等MEMS加工工艺对硅等半导体基板、玻璃基板等进行加工而形成，并在一定的气氛、压力环境下贴合别的基板，由此形成经气密密封的空隙。例如，专利文献1中记载有一种具备加速度检测部和角速度检测部的惯性力传感器。

加速度检测部中，可动机构零件是由砝码、梁等构成的可动体，当施加加速度时，可动体发生位移。通过检测该可动体的位移量来检测加速度。另一方面，角速度检测部中，可动机构零件为振动体，若在该振动体正以某固定频率驱动时施加角速度，则会产生科里奥利力。该科里奥利力使得振动体发生位移。通过检测由该科里奥利力引起的振动体的位移量来检测角速度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5298047号公报

发明内容

发明要解决的问题

另外，在上述现有技术中，加速度检测部、角速度检测部设置在同一基板上。加速度检测部、角速度检测部各自的检测灵敏度、频率响应性等要求性能是不一样的，因此，决定检测部的结构的固有振动频率、电极尺寸等不一样。例如，固有振动频率f是像式(1)那样以砝码的质量m与梁的弹簧常数k的关系加以表示。

[数式1]

此时，砝码的质量m以式(2)表示，弹簧常数k以式(3)表示。

[数式2]

m＝Sh_ρ...(2)

式(2)中，S、h、ρ为以下数值。

S：面积(从基板表面观察到的砝码的面积)

h：基板厚度(从基板表面观察到的砝码的厚度)

ρ：密度(构成基板的材料的密度)

[数式3]

式(3)中，α、w、l、E为以下数值。

α：常数

w：梁宽度(从基板表面观察到的梁的宽度)

l：梁的长度

E：杨氏模数

继而，根据式(1)、式(2)、式(3)，固有振动频率f以式(4)表示。

[数式4]

然而，在所述复合传感器中，存在加速度检测部的固有振动频率f1为1kHz～3kHz左右、相对于此角速度检测部的固有振动频率f2为15kHz～25kHz左右而各不相同的情况。

例如，在同一基板上制作角速度检测部和加速度检测部的情况下，所述基板厚度h是一样的。此外，就前文所述的MEMS加工工艺的观点而言，使所述梁宽度w也相同能使加工形状的偏差变得一样。因此，要实现不同的固有振动频率f1和f2，就要在各检测部中改变所述面积S、所述梁的长度l。