【手続補正書】
【提出日】平成17年4月25日(2005.4.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央部分に設けられた変位部と、この変位部の周囲に設けられた固定部と、前記変位部を前記固定部に対して変位可能な状態となるように接続する接続部と、を有する基板層と、
前記基板層の下方に配置され、前記固定部の内側部分下面に形成された制御面に対向する上面周囲部を有する重錘体と、
前記重錘体の周囲を取り囲むように配置され、前記固定部を下方から支持固定する台座と、
前記重錘体と前記基板層との間の空間における前記上面周囲部以外の領域に介挿され、前記重錘体および前記基板層とは異なる材料から構成され、前記重錘体を前記変位部の下面に接合する重錘体接合層と、
前記変位部の変位を検出する変位検出手段と、
を備え、前記重錘体に加速度が作用したときに、前記接続部に生じる撓みにより前記変位部が前記固定部に対して変位するように構成され、作用した加速度の所定方向成分の大きさが所定の許容値を越えたときに、前記上面周囲部が前記制御面に接触して変位が制御されるように、前記重錘体接合層の厚みが設定されていることを特徴とする加速度センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の加速度センサにおいて、
台座と固定部との間に、重錘体接合層と同じ材料からなる台座接合層が設けられ、この台座接合層によって前記台座と前記固定部とが接合されていることを特徴とする加速度センサ。
【請求項３】
請求項２に記載の加速度センサにおいて、
基板層、台座、重錘体を構成する材料と、重錘体接合層、台座接合層を構成する材料とが、互いにエッチング特性の異なる材料からなることを特徴とする加速度センサ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の加速度センサにおいて、
基板層にスリットを形成することにより、前記基板層の各部が変位部、固定部、接続部として機能するように構成したことを特徴とする加速度センサ。
【請求項５】
請求項４に記載の加速度センサにおいて、
一部分に開口部を有する環状形状をもった複数のスリットを、それぞれの開口部が基板層の中心を向くように配置して形成し、
個々の環状スリットに囲まれた部分を羽根部とする送風機のファン状形状をなす構造体を変位部とし、互いに隣接する一対のスリット間に形成された部分を接続部とし、前記複数のスリットの外側包絡線よりも外側に位置する基板層の外周部分を固定部とすることを特徴とする加速度センサ。
【請求項６】
請求項５に記載の加速度センサにおいて、
ほぼ正方形の輪郭に沿って形成され、前記正方形の１頂点に相当する部分に開口部を有する４組の同形スリットを、ほぼ正方形をした基板層上にシンメトリックに配置したことを特徴とする加速度センサ。
【請求項７】
請求項５または６に記載の加速度センサにおいて、
基板層下面の複数のスリットの外側包絡線の外側直近領域に形成された制御面により、重錘体の上面周囲部の変位を制御することができるように、重錘体の上面の輪郭が、変位部を構成する構造体の輪郭を外側へ拡張した形状となるように構成したことを特徴とする加速度センサ。
【請求項８】
請求項７に記載の加速度センサにおいて、
重錘体接合層が、ファン状形状の中央部の位置において変位部と重錘体とを接合する中央部接合層と、ファン状形状の個々の羽根部の位置において変位部と重錘体とを接合する個々の羽根部接合層と、によって構成されていることを特徴とする加速度センサ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の加速度センサにおいて、
作用した加速度の所定方向成分の大きさが所定の許容値を越えたときに、重錘体の側面が台座の内側面に接触して変位が制御されるように、重錘体の側面と台座の内側面との間隔が設定されていることを特徴とする加速度センサ。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の加速度センサにおいて、
台座の底面に対して重錘体の底面が所定寸法だけ上方に位置し、前記台座が制御基板上に固定された場合に、前記重錘体の底面と前記制御基板の上面との間に所定間隔が確保されるように、前記重錘体の厚みが設定されており、
作用した加速度の所定方向成分の大きさが所定の許容値を越えたときに、前記重錘体の底面が前記制御基板の上面に接触して変位が制御されるように、前記所定間隔が設定されていることを特徴とする加速度センサ。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の加速度センサにおいて、
変位検出手段が、接続部に配置されたピエゾ抵抗素子と、このピエゾ抵抗素子の電気抵抗の変化を検出する検出回路と、を有することを特徴とする加速度センサ。
【請求項１２】
請求項１１に記載の加速度センサにおいて、
変位部の左右両側にそれぞれ接続部を形成し、この左右の接続部にそれぞれ２つずつピエゾ抵抗素子を設け、合計４個のピエゾ抵抗素子がほぼ一直線上に沿って配置されるようにし、この４個のピエゾ抵抗素子を用いたブリッジにより検出回路を構成したことを特徴とする加速度センサ。
【請求項１３】
請求項１〜１０のいずれかに記載の加速度センサにおいて、
変位検出手段が、基板層の上方に所定間隔をおいて配置された補助基板と、変位部の上面に形成された変位電極と、前記補助基板の下面に形成された固定電極と、前記変位電極と前記固定電極とによって形成される容量素子の静電容量の変化を検出する検出回路と、を有することを特徴とする加速度センサ。
【請求項１４】
請求項１３に記載の加速度センサにおいて、
少なくとも上面の固定電極に対向する領域が導電性を有する変位部を用意し、この変位部自身を、変位電極として用いることを特徴とする加速度センサ。
【請求項１５】
請求項２に記載の加速度センサを製造する方法であって、
上から順に、第１の層、第２の層、第３の層の３層を積層してなる材料基板を用意する準備段階と、
前記第１の層に対しては浸食性を有し、前記第２の層に対しては浸食性を有しないエッチング方法により、前記第１の層の所定領域に対して、前記第２の層の上面が露出するまで厚み方向へのエッチングを行い、前記第１の層にスリットを形成することにより、前記第１の層を、変位部、固定部、接続部を有する基板層として構成する基板層構成段階と、
前記第３の層に対しては浸食性を有し、前記第２の層に対しては浸食性を有しないエッチング方法により、前記第３の層の所定領域に対して、前記第２の層の下面が露出するまで厚み方向へのエッチングを行い、前記第３の層を重錘体と台座とに分離する重錘体／台座分離段階と、
前記第２の層に対しては浸食性を有し、前記第１の層および前記第３の層に対しては浸食性を有しないエッチング方法により、前記第２の層に対して、その露出部分から厚み方向および層方向へのエッチングを行い、残存した部分により重錘体接合層および台座接合層を構成する接合層構成段階と、
を有することを特徴とする加速度センサの製造方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の加速度センサの製造方法において、
基板層構成段階で、一部分に開口部を有する環状形状をもった複数のスリットが、それぞれの開口部が第１の層の中心を向くように配置された状態で形成されるようにし、
個々の環状スリットに囲まれた部分を羽根部とする送風機のファン状形状をなす構造体により変位部が形成され、互いに隣接する一対のスリット間に形成された部分により接続部が形成され、前記複数のスリットの外側包絡線よりも外側に位置する第１の層の外周部分により固定部が形成されるようにしたことを特徴とする加速度センサの製造方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の加速度センサの製造方法において、
重錘体／台座分離段階で、第１の層に形成された複数のスリットの外側包絡線よりも外側の位置において、重錘体と台座とが分離されるようなエッチングを行い、変位部を構成する構造体の輪郭を外側へ拡張した輪郭形状を有する重錘体を形成し、第１の層下面の複数のスリットの外側包絡線の外側直近領域に形成された制御面により、前記重錘体の上面周囲部の変位を制御することができるようにしたことを特徴とする加速度センサの製造方法。
【請求項１８】
請求項１５〜１７のいずれかに記載の加速度センサの製造方法において、
台座部分の厚みに比べて重錘体部分の厚みが小さくなるように、第３の層の重錘体となるべき領域の下層部分をエッチング除去する厚み調整段階と、
台座底面に制御基板を接合する制御基板接合段階と、
を更に有することを特徴とする加速度センサの製造方法。
【請求項１９】
請求項１５〜１８のいずれかに記載の加速度センサの製造方法において、
第１の層と第３の層とを同一材料によって構成することを特徴とする加速度センサの製造方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の加速度センサの製造方法において、
第１の層および第３の層をシリコンによって構成し、第２の層を酸化シリコンによって構成することを特徴とする加速度センサの作成方法。
【請求項２１】
請求項１５〜２０のいずれかに記載の加速度センサの製造方法において、
基板層構成段階および重錘体／台座分離段階で、誘導結合型プラズマエッチング法を用いることにより、厚み方向へのエッチングを行うことを特徴とする加速度センサの製造方法。
【請求項２２】
基板層と、重錘体と、前記基板層と前記重錘体とを接続する重錘体接合層と、を備え、加速度の作用により前記重錘体が変位するように構成され、この変位に基づいて加速度検出を行う機能をもった加速度センサにおいて、前記重錘体接合層の厚み方向に、当該厚みを超える変位を生じさせる加速度が作用した場合に、前記基板層の一部によって変位が制限されることを特徴とする加速度センサ。