(57)【要約】【課題】支持基板と可動部のスティッキングを防止する物理量センサーを提供する。【解決手段】本発明の物理量センサー１は、固定電極部３８，３９が配置された支持基板２と、前記支持基板２上に配置し、前記固定電極部３８，３９と対向し印加される物理量に応じて変位する可動電極部３６，３７を有する可動部と、を備え、前記支持基板２には、前記可動部と対向する主面に第１凹凸部２６が設けられ、前記可動部には、前記支持基板２と対向する主面に第２凹凸部６０が設けられ、前記第１凹凸部２６の凸部２８の少なくとも一部は、平面視において前記第２凹凸部６０の凹部６２と対向していることを特徴としている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定電極部が配置された支持基板と、
前記支持基板上に配置し、前記固定電極部と対向し印加される物理量に応じて変位する可動電極部を有する可動部と、
を備え、
前記支持基板には、前記可動部と対向する主面に第１凹凸部が設けられ、
前記可動部には、前記支持基板と対向する主面に第２凹凸部が設けられ、
前記第１凹凸部の凸部の少なくとも一部は、平面視において前記第２凹凸部の凹部と対向していることを特徴とする物理量センサー。
【請求項２】
前記第１凹凸部の凸部および前記第２凹凸部の凸部は、平面視において互いに重なっていないことを特徴とする請求項１に記載の物理量センサー。
【請求項３】
前記第１凹凸部と前記第２凹凸部は、互いに異なるピッチ幅で連続的に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の物理量センサー。
【請求項４】
前記第１凹凸部の凸部の幅は、前記第２凹凸部の凹部の幅よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の物理量センサー。
【請求項５】
前記第１凹凸部及び第２凹凸部は、凸部および凹部の少なくとも一方の断面形状が、テーパー状または半円状であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の物理量センサー。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の物理量センサーを搭載する電子機器。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の物理量センサーを搭載する移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量センサー、電子機器、及び移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、加速度や角速度等の物理量を検出する物理量センサーとして、固定電極を備えた支持基板と、固定電極に対して間隔をもって並んで設けられるとともに、一定方向に変位可能な可動部に設けられた可動電極と、を有する構造が知られている。
このような構成の物理量センサーは、可動部の変位に伴い、支持基板に設けられた固定電極と、可動部に設けられた可動電極との間隔が変化し、その間隔の変化によって、固定電極と可動電極との間に生じる静電容量の変化を検出することで、加速度、角速度等の物理量の変化を検出することができる。
しかし製造時又は動作時において、支持基板と可動部が面接触して固着してしまうスティッキングが生じることがある。スティッキングが生じると支持基板と可動部が固定されてしまい本来の機能を果たすことができなくなる。
そこでスティッキングを防止するため、特許文献１のデバイスでは、支持基板と可動体が対向する面にそれぞれ凸部を形成して長期間にわたってスティッキングを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１３５８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら特許文献１の支持基板と可動体のそれぞれに形成された凸部は、ほぼ同じ大きさで、互いに対向して配置されているため、凸部の端面どうしが面接触して固着するスティッキングのおそれがあった。また、凸部と凸部が対向することから、衝撃等によって凸部と凸部が確実に衝突し、摩擦によって静電気が発生する可能性があり、スティッキングを防止できなくなるおそれがあった。
そこで本発明は、スティッキングを確実に防止することができる物理量センサー、電子機器、及び移動体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述した課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態、又は適用例として実現することが可能である。
［適用例１］本適用例に係る物理量センサーは、固定電極部が配置された支持基板と、前記支持基板上に配置し、前記固定電極部と対向し印加される物理量に応じて変位する可動電極部を有する可動部と、を備え、前記支持基板には、前記可動部と対向する主面に第１凹凸部が設けられ、前記可動部には、前記支持基板と対向する主面に第２凹凸部が設けられ、前記第１凹凸部の凸部の少なくとも一部は、平面視において前記第２凹凸部の凹部と対向していることを特徴とする。
このような物理量センサーによれば、第１凹凸部の凸部と第２凹凸部の凹部を対向させているので、物理量センサーに加えられた加速度等によって、Ｚ軸方向へ過度に変位した場合に、可動錘と支持基板の接触面積を小さくすることができる。これにより、支持基板と可動部が面接触して固着してしまうスティッキングが生じるおそれがない。
【０００６】
［適用例２］本適用例に係る物理量センサーは、前記第１凹凸部の凸部および前記第２凹凸部の凸部は、平面視において互いに重なっていないことを特徴とする適用例１に記載の物理量センサー。
このような物理量センサーによれば、第１凹凸部の凸部と第２凹凸部の凸部は、平面視において互いに重なっていないので、物理量センサーに加えられた加速度等によって、Ｚ軸方向へ過度に変位した場合に、可動錘と支持基板の接触面積を小さくすることができる。これにより、支持基板と可動部が面接触して固着してしまうスティッキングが生じるおそれがない。
【０００７】
［適用例３］本適用例に係る物理量センサーは、前記第１凹凸部と前記第２凹凸部は、互いに異なるピッチ幅で連続的に設けられていることを特徴とする適用例１又は２に記載の物理量センサー。
このような物理量センサーによれば、第１凹凸部の凸部と第２凹凸部の凹部を対向させることができ、物理量センサーに加えられた加速度等によって、Ｚ軸方向へ過度に変位した場合に、可動錘と支持基板の接触面積を小さくすることができる。これにより、支持基板と可動部が面接触して固着してしまうスティッキングが生じるおそれがない。
［適用例４］本適用例に係る物理量センサーは、前記第１凹凸部の凸部の幅は、前記第２凹凸部の凹部の幅よりも大きいことを特徴とする適用例１又は２に記載の物理量センサー。
このような物理量センサーによれば、第１凹凸部の凸部の先端と第２凹凸部の凹部の接触面積を小さくしているので、物理量センサーに加えられた加速度等によって、Ｚ軸方向へ過度に変位した場合に、可動錘と支持基板の接触面積を小さくすることができる。これにより、支持基板と可動部が面接触して固着してしまうスティッキングが生じるおそれがない。
【０００８】
［適用例５］本適用例に係る物理量センサーは、前記第１凹凸部及び第２凹凸部は、凸部および凹部の少なくとも一方の断面形状が、テーパー状または半円状であることを特徴とする適用例１ないし４のいずれか一例に記載の物理量センサー。
このような物理量センサーによれば、第１凹凸部の凸部と第２凹凸部の凹部を対向させているので、物理量センサーに加えられた加速度等によって、Ｚ軸方向へ過度に変位した場合に、凸部と凹部が点接触して可動錘と支持基板の接触面積を小さくすることができる。これにより、支持基板と可動部が面接触して固着してしまうスティッキングが生じるおそれがない。
【０００９】
［適用例６］本適用例に係る電子機器は、上述したいずれかの物理量センサーを搭載している。
このような電子機器によれば、上述したいずれかの物理量センサーを搭載することで、動作時にスティッキングを防止して、継続して物理量を検出できるため、信頼度の高い電子機器を得ることができる。
【００１０】
［適用例７］本適用例に係る移動体は、上述したいずれかの物理量センサーを搭載している。
このような移動体によれば、上述したいずれかの物理量センサーを搭載することで、動作時にスティッキングを防止して、継続して物理量を検出できるため、信頼度の高い移動体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る物理量センサーを模式的に示す斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る物理量センサーを模式的に示す平面図である。
【図３】第１実施形態に係る物理量センサーを模式的に示す断面図である。
【図４】第１実施形態に係る物理量センサーの一部の断面拡大図である。
【図５】第２実施形態に係る物理量センサーの一部の平面拡大図である。
【図６】第３実施形態に係る物理量センサーの一部の断面拡大図である。
【図７】第４実施形態に係る物理量センサーの一部の断面拡大図である。
【図８】実施例に係る電子機器を模式的に示す図である。
【図９】実施例に係る電子機器を模式的に示す図である。
【図１０】実施例に係る電子機器を模式的に示す図である。
【図１１】実施例に係る移動体を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の物理量センサー、電子機器、移動体の実施形態を添付の図面を参照しながら、以下詳細に説明する。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識される程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際の構成要素とは適宜に異ならせて記載する場合がある。
【００１３】
（第１実施形態）
第１実施形態に係る物理量センサーについて、図１から図４を用いて説明する。図１は第１実施形態に係る物理量センサーを模式的に示す斜視図である。図２は第１実施形態に係る物理量センサーを模式的に示す平面図である。図３は第１実施形態に係る物理量センサーを模式的に示す断面図であり、（Ａ）は図２中の線分Ａ−Ａで示す部分の断面図を示し、（Ｂ）は図２中の線分Ｂ−Ｂで示す部分の断面図を示している。図４は、第１実施形態に係る物理量センサーの一部の断面拡大図である。説明の便宜のため図２では蓋体５の図示を省略している。また図１から図４は、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示し、Ｚ軸は重力が作用する方向を示す軸である。
【００１４】
（物理量センサー）
図１に示す物理量センサー１ａは、支持基板２と、当該支持基板２に接続（接合）して指示された素子片３と、素子片３に電気的に接続された導体パターン４と、素子片３を覆うように設けられた蓋体５と、を有する。以下、物理量センサー１ａを構成する各部を順次詳細に説明する。
【００１５】
（基板）
支持基板２は素子片３を支持するために設けられている。支持基板２は板状をなし、その第１面２ａには、空洞部２１が設けられている。この空洞部２１は、支持基板２を第１面２ａ側から平面視したときに、後述する素子片３の可動錘３３、可動電極部３６，３７及び連結部３４，３５を内包する様に設けられている。また、空洞部２１は、内底２１ａを有する、この様な空洞部２１は、素子片３の可動錘３３、可動電極部３６，３７及び連結部３４，３５が支持基板２に接触することを抑制する空間、換言すると、逃げ部を構成する。これにより、素子片３の可動錘３３の変位を許容することができる。
【００１６】
本実施形態において、空洞部２１を第１面２ａ側から平面視したときの形状は、矩形をなしているが、これに限定されるものではない。
内底２１ａには、後述する素子片３の可動部となる可動錘３３と対向する箇所に第１凹凸部２６が設けられている。図４に示すように、第１凹凸部２６は、内底２１ａの主面から厚み方向（−Ｚ軸方向）へ凹んだ凹部２７と、隣り合う凹部２７の間に設けられて端部が内底２１ａの主面に面する凸部２８とから構成されて、凹部２７と凸部２８がＸＹ方向の升目状に連続的に設けられている。このような第１凹凸部２６は、空洞部２１を形成した後、公知のフォトエッチング技術を用いて所望の凹凸形状に形成することができる。
【００１７】
また、支持基板２の第１面２ａには、前述した空洞部２１の外側に、その外周に沿って、配線溝部２２，２３，２４が設けられている。この配線溝部２２，２３，２４は、第１面２ａ側から平面視した場合に、導体パターン４に対応した形状をなしている。具体的には、配線溝部２２は、後述する導体パターン４の配線４１及び電極４４に対応した形状をなしている。また、配線溝部２３は、後述する導体パターン４の配線４２及び電極４５に対応した形状をなしている。配線溝部２４は、後述する導体パターン４の配線４３及び電極４６に対応した形状をなしているものである。
【００１８】
この様な支持基板２を構成する材料としては、例えば、シリコン、ガラス等の材料を用いることが望ましい。また、素子片３がシリコン材料を主材料として構成される場合、支持基板２は、例えば、ホウ珪酸ガラスを用いるとより好ましい。
なお、支持基板２の構成材料は、素子片３の構成材料との線膨張率ができるだけ小さいことが望ましい。これにより、支持基板２にホウ珪酸ガラスを、素子片３にシリコンを用いることで、支持基板２と、素子片３との線膨張率の差が少なくなり、熱膨張による歪みを抑制することができる。
【００１９】
（素子片）
素子片３は、固定部３１，３２と、可動錘３３と、連結部３４，３５と、可動電極部３６，３７と、固定電極部３８，３９とで構成されている。
このような素子片３は、例えば、加速度や角速度等の物理量の変化に応じて、可動錘３３及び可動電極部３６，３７が、連結部３４，３５を弾性変形させながら、図２中の矢印ａに示すようなＸ軸方向（＋Ｘ軸方向、又は−Ｘ軸方向）に変位する。このような変位に伴って、可動電極部３６と、固定電極部３８との間の間隔及び可動電極部３７と、固定電極部３９との間の間隔がそれぞれ変化する。即ち、このような変位に伴って、可動電極部３６と、固定電極部３８との間の静電容量及び可動電極部３７と、固定電極部３９との間の静電容量の大きさがそれぞれ変化する、従って、これらの静電容量に基づいて、加速度や角速度等の物理量を検出することができる。
【００２０】
この固定部３１，３２、可動錘３３、連結部３４，３５、及び可動電極部３６，３７は、一体的に形成して設けられている。固定部３１，３２は、それぞれ、前述した支持基板２の第１面２ａに接続されている。具体的には、固定部３１は、支持基板２の第１面２ａの空洞部２１に対して−Ｘ軸方向側の部分に接続され、また、固定部３２は、支持基板２の第１面２ａの空洞部に対して＋Ｘ軸方向側の部分に接続されている。また、固定部３１，３２は、第１面２ａ側から平面視した場合に、それぞれ、空洞部２１の外周縁を跨ぐように設けられている。
なお、固定部３１，３２の位置及び形状等は、連結部３４，３５や導体パターン４等の位置及び形状等に応じて決められるものであり、上述したものに限定されない。
【００２１】
（可動錘）
この様な２つの固定部３１，３２の間には、可動部となる可動錘３３が設けられている。本実施形態において可動錘３３は、Ｘ軸方向に延びる長手形状をなしている。なお、可動錘３３の形状は、素子片３を構成する各部の形状、大きさ等に応じて決められるものであり、上述したものに限定されない。
可動錘３３は、支持基板２の空洞部２１の内底２１ａと対向する主面に第２凹凸部６０が設けられている。図４に示すように第２凹凸部６０は、空洞部２１と対向する可動錘３３の主面から厚み方向（＋Ｚ軸方向）へ窪んだ凹部６２と、隣り合う凹部６２の間に設けられて端部が可動錘３３の主面に面する凸部６３とから構成されて、凹部６２と凸部６３がＸＹ方向の升目上に連続的に設けられている。また、第２凹凸部６０の凹部６２は第１凹凸部２６の凸部２８と対向させている部分があるように設けられている。換言すれば、第１凹凸部２６の凸部２８および第２凹凸部６０の凸部６３は、平面視において、互いに重なっていない構成としている。このような第２凹凸部６０は、第１凹凸部２６と同様に、公知のフォトエッチング技術を用いて所望の凹凸形状に形成することができる。
【００２２】
このような可動錘３３は、固定部３１に対して連結部３４を介して連結されるとともに、固定部３２に対して連結部３５を介して連結されている。より具体的には、可動錘３３の−Ｘ軸方向側の端部が連結部３４を介して固定部３１に連結されるとともに、可動錘３３の＋Ｘ軸方向側の端部が連結部３５を介して固定部３２に連結されている。
この連結部３４，３５は固定部３１，３２に対して可動錘３３が可動できる様に連結されている。本実施形態において連結部３４，３５は、図２において矢印ａで示すように、＋Ｘ軸方向及び−Ｘ軸方向に可動錘３３が変位（可動）し得る様に構成されている。
【００２３】
具体的に説明すると、連結部３４は複数の梁３４１，３４２で構成されている。梁３４１，３４２は、それぞれ、Ｙ軸方向に蛇行しながらＸ軸方向に延びる形状をなしている。
同様に、連結部３５は、Ｙ軸方向に蛇行しながらＸ軸方向へ延びる形状をなす複数の梁３５１，３５２で構成されている。
なお、連結部３４，３５は、可動錘３３を支持基板２に対して変位し得る様に支持するものであれば、上記したものに限定されず、例えば、可動錘３３の両端部から＋Ｙ軸方向及び−Ｙ軸方向にそれぞれ延出する１対の梁で構成されていても良い。
【００２４】
（可動電極）
支持基板２に対してＸ軸方向に変位し得る様に支持された可動錘３３の幅方向である＋Ｙ軸方向側には、可動電極部３６が設けられ、反対側となる−Ｙ軸方向側には、可動電極部３７が設けられている。可動電極部３６は可動錘３３から＋Ｙ軸方向に突出し、櫛歯状をなす様に並ぶ複数の可動電極３６１，３６２，３６３，３６４，３６５を備えている。この可動電極３６１，３６２，３６３，３６４，３６５は、−Ｘ軸方向側から＋Ｘ軸方向側へ、この順に並んで設けられている。換言すると、可動電極３６１，３６２，３６３，３６４，３６５は、固定部３１側から固定部３２側へ、この順に並んで設けられている。
【００２５】
同様に、可動電極部３７は、可動錘３３から−Ｙ軸方向に突出し、櫛歯状をなす様に並ぶ複数の可動電極３７１，３７２，３７３，３７４，３７５を備えている。この可動電極３７１，３７２，３７３，３７４，３７５は、−Ｘ軸方向側から＋Ｘ軸方向側へ、この順に並んで設けられている。換言すると、可動電極３７１，３７２，３７３，３７４，３７５は、固定部３１側から固定部３２側へ、この順に並んで設けられている。
【００２６】
このように複数の可動電極３６１〜３６５及び複数の可動電極３７１〜３７５は、それぞれ、可動錘３３が可動するＹ軸方向（図２において示す矢印ａの方向）に並んで設けられている。換言すると、可動錘３３が変位する方向となるＸ軸方向に沿って並んで、かつ、変位する方向と交差するＹ軸方向の両側に伸長する様に可動電極部３６，３７が設けられている。
これにより、後述する固定電極３８２，３８４，３８６，３８８と、可動電極部３６と、の間の静電容量及び固定電極３８１，３８３，３８５，３８７と、可動電極部３６と、の間の静電容量を可動錘３３の変位に応じて変化させることができる。
【００２７】
（固定電極）
固定電極部３８は、前述した可動電極部３６の複数の可動電極３６１〜３６５に対して間隔を有し、噛み合う櫛歯状をなす様に並ぶ複数の固定電極３８１〜３８８を備える。
このような複数の固定電極３８１〜３８８の可動錘３３とは反対側の端部は、それぞれ、支持基板２の第１面２ａの空洞部２１に対して＋Ｙ軸方向側の部分に接続されている。複数の固定電極３８１〜３８８は、その固定された側の一端を固定端とし、自由端が−Ｙ軸方向へ延設されている。
【００２８】
この複数の固定電極３８１〜３８８は、−Ｘ軸方向側から＋Ｘ軸方向側へ、この順に並んで設けられている。換言すると、複数の固定電極３８１〜３８８は、固定部３１側から固定部３２側へ、この順に並んで設けられている。
そして、固定電極３８１，３８２、固定電極３８３，３８４、固定電極３８５，３８６、固定電極３８７，３８８は、それぞれ１対として、前述した可動電極３６１，３６２、可動電極３６２，３６３、可動電極３６３，３６４、可動電極３６４，３６５の間に、それぞれ設けられている。
【００２９】
ここで、固定電極３８２，３８４，３８６，３８８は、それぞれ、第１固定電極として設けられている。また固定電極３８１，３８３，３８５，３８７は、それぞれ、第２固定電極として設けられている。
第２固定電極は、第１固定電極に対して間隔を有して並んで配置されている。この様に、複数の固定電極３８１〜３８８は、交互に並ぶ第１固定電極（固定電極３８２，３８４，３８６，３８８）及び第２固定電極（固定電極３８１，３８３，３８５，３８７）で構成されている。換言すると、可動電極部３６の一方の側に第１固定電極（固定電極３８２，３８４，３８６，３８８）が配置され、他方の側に第２固定電極（固定電極３８１，３８３，３８５，３８７）が配置されている。
【００３０】
このような第１固定電極としての固定電極３８２，３８４，３８６，３８８と、第２固定電極としての固定電極３８１，３８３，３８５，３８７とは、支持基板２の第１面２ａ上で互いに分離している。換言すると、固定電極３８２，３８４，３８６，３８８及び固定電極３８１，３８３，３８５，３８７は、支持基板２の第１面２ａ上において、互いに連結されておらず、島状に孤立している。
これにより、第１固定電極としての固定電極３８２，３８４，３８６，３８８と、第２固定電極としての固定電極３８１，３８３，３８５，３８７とを電気的に絶縁することができる。そのため、固定電極３８２，３８４，３８６，３８８と可動電極部３６と、の間の静電容量及び固定電極３８１，３８３，３８５，３８７と、可動電極部３６と、の間の静電容量を別個に測定し、それらの測定結果に基づいて、物理量を検出することができる。
【００３１】
固定電極部３９は、前述した固定電極部３８と同様に、可動電極部３７の複数の可動電極３７１〜３７５に対して間隔を有して噛み合う櫛歯状をなすように並ぶ複数の固定電極３９１〜３９８を備える。このような複数の固定電極３９１〜３９８の可動錘３３とは反対側の端部は、それぞれ、支持基板２の第１面２ａ上に空洞部２１に対して−Ｙ軸方向側の部分に接続されている。そして、複数の固定電極３９１〜３９８は、その固定された側の端を固定端とし、自由端が＋Ｙ軸方向へ延設されている。
【００３２】
この複数の固定電極３９１〜３９８は、−Ｘ軸方向側から＋Ｘ軸方向側へ、この順に並んで設けられている。換言すると、複数の固定電極３９１〜３９８は、固定部３１側から固定部３２側へ、この順に並んで設けられている。
そして、固定電極３９１，３９２、固定電極３９３，３９４、固定電極３９５，３９６、固定電極３９７，３９８は、それぞれ１対として、前述した可動電極３７１，３７２、可動電極３７２，３７３、可動電極３７３，３７４、可動電極３７４，３７５の間に、それぞれ設けられている。
【００３３】
ここで、固定電極３９２，３９４，３９６，３９８は、それぞれ、第３固定電極として設けられている。また固定電極３９１，３９３，３９５，３９７は、それぞれ、第４固定電極として設けられている。
第４固定電極は、第３固定電極に対して間隔を有して並んで配置されている。この様に、複数の固定電極３９１〜３９８は、交互に並ぶ第３固定電極（固定電極３９２，３９４，３９６，３９８）及び第４固定電極（固定電極３９１，３９３，３９５，３９７）で構成されている。換言すると、可動電極部３７の一方の側に第３固定電極（固定電極３９２，３９４，３９６，３９８）が配置され、他方の側に第４固定電極（固定電極３９１，３９３，３９５，３９７）が配置されている。
【００３４】
このような第３固定電極（固定電極３９２，３９４，３９６，３９８）と、第４固定電極（固定電極３９１，３９３，３９５，３９７）とは、前述した固定電極部３８と同様に、支持基板２の第１面２ａ上で互いに分離している。これにより、第３固定電極（固定電極３９２，３９４，３９６，３９８）と、可動電極部３７との間の静電容量及び第４固定電極（固定電極３９１，３９３，３９５，３９７）と可動電極部３７との間の静電容量を別個に測定し、それらの測定結果に基づいて、物理量を検出することができる。
上述した、素子片３（固定部３１，３２、可動錘３３、連結部３４，３５、複数の固定電極３８１〜３８８、複数の固定電極３９１〜３９８、及び複数の可動電極３６１〜３６５、複数の可動電極３７１〜３７５）は、１つの基板をエッチングすることにより一体として設けられたものである。
【００３５】
また素子片３の構成材料としては、可動電極部３６，３７と、固定電極部３８，３９との間隔（空隙）の変化に基づいて静電容量が変化する材料であれば特に限定されないが、半導体材料が好ましく、具体的には、例えば、単結晶シリコン、ポリシリコン等のシリコン材料を用いるのが好ましい。即ち、素子片３を構成する固定部３１，３２、可動錘３３、連結部３４，３５、複数の固定電極３８１〜３８８、複数の固定電極３９１〜３９８、及び複数の可動電極３６１〜３６５、複数の可動電極３７１〜３７５は、それぞれ、シリコンを主材料として構成されているのが好ましい。
また、素子片３は、前述したように、支持基板２の上面に固定部３１，３２及び固定電極３８，３９が接続されることにより、支持基板２に支持されている。
【００３６】
（導体パターン）
導体パターン４は、前述した支持基板２の第１面２ａ上に設けられている。
導体パターン４は、配線４１，４２，４３と、電極４４，４５，４６とで構成されている。
配線４１は、前述した支持基板２の空洞部２１の外側に設けられ、空洞部２１の外周に沿うように形成されている。そして、配線４１の一端は、支持基板２の第１面２ａの外周縁（支持基板２の第１面２ａ上の蓋体５の外側の部分）上において、電極４４に接続されている。
【００３７】
このような配線４１は、前述した素子片３の第１固定電極としての固定電極３８２，３８４，３８６，３８８及び第３固定電極としての固定電極３９２，３９４，３９６，３９８に電気的に接続されている。
配線４２は、前述した配線４１の内側、かつ、前述した支持基板２の空洞部２１の外側でその外周縁に沿って設けられている。そして配線４２の一端は、支持基板２の第１面２ａの外周縁（支持基板２の第１面２ａ上の蓋体５の外側の部分）上において、電極４５に接続されている。
このような配線４２は、前述した素子片３の第２固定電極としての固定電極３８１，３８３，３８５，３８７及び第４固定電極としての固定電極３９１，３９３，３９５，３９７に電気的に接続されている。
【００３８】
配線４３は、支持基板２上の固定部３１から、支持基板２の第１面２ａ上の外周部（支持基板２上の蓋体５の外側の部分）に延設されている。そして、固定部３１とは反対側の配線４３の一端は、支持基板２の第１面２ａ（支持基板２上の蓋体５の外側の部分）上において電極４６に接続されている。
また配線４１及び電極４４は、前述した支持基板２の配線溝部２２内に設けられている。また、配線４２及び電極４５は、前述した支持基板２の配線溝部２３内に設けられている。また、配線４３及び電極４６は、前述した基板の配線溝部２４内に設けられている。
このような配線４１〜４３を構成する材料としては、導電性を有するものであれば、特に限定されることはない。例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、又はこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの１種、又は複数を組み合わせて用いることができる。
【００３９】
また、電極４４〜４６を構成する材料としては、前述した配線４１〜４３と同様に、導電性を有するものであれば、特に限定されることはない。
このような配線４１，４２が支持基板２の第１面２ａに設けられていることにより、配線４１を介して第１固定電極（固定電極３８２，３８４，３８６，３８８）と、可動電極部３６との間の静電容量及び第３固定電極（固定電極３９２，３９４，３９６，３９８）と、可動電極部３７との間の静電容量を測定することができる。
配線４２を介して第２固定電極（固定電極３８１，３８３，３８５，３８７）と、可動電極部３６との間の静電容量及び第４固定電極（固定電極３９１，３９３，３９５，３９７）と、可動電極部３７との間の静電容量を測定することができる。
【００４０】
本実施形態では、電極４４及び電極４６を用いることにより、第１固定電極（固定電極３８２，３８４，３８６，３８８）と、可動電極部３６との間の静電容量及び第３固定電極（固定電極３９２，３９４，３９６，３９８）と、可動電極部３７との間の静電容量を物理量センサー１ａの外部に出力することができる。
また、電極４５及び電極４６を用いることにより、第２固定電極（固定電極３８１，３８３，３８５，３８７）と、可動電極部３６との間の静電容量及び第４固定電極（固定電極３９１，３９３，３９５，３９７）と、可動電極部３７との間の静電容量を物理量センサー１ａの外部に出力することができる。
配線４１上には、導電性を有する複数の突起４８１及び複数の突起４８２が設けられている。複数の突起４８１は、第１固定電極としての固定電極３８２，３８４，３８６，３８８に対応して設けられ、複数の突起４８２は、第３固定電極としての固定電極３９２，３９４，３９６，３９８に対応して設けられている。
そして、複数の突起４８１を介して第１固定電極（固定電極３８２，３８４，３８６，３８８）と、配線４１とが電気的に接続されている。また、複数の突起４８２を介して第３固定電極（固定電極３９２，３９４，３９６，３９８）と、配線４１とが電気的に接続されている。
【００４１】
これにより、配線４１と、固定電極３８２，３８４，３８６，３８８，３９２，３９４，３９６，３９８とを電気的に接続することができる。
配線４１と同様に、配線４２上には導電性を有する複数の突起４７１，及び複数の突起４７２が設けられている。複数の突起４７１は、第２固定電極としての固定電極３８１，３８３，３８５，３８７に対応して設けられ、複数の突起４７２は、第４固定電極としての固定電極３９１，３９３，３９５，３９７に対応して設けられている。
そして、複数の突起４７１を介して第３固定電極（固定電極３８１，３８３，３８５，３８７）と、配線４２とが電気的に接続されている。また複数の突起４７２を介して第４固定電極（固定電極３９１，３９３，３９５，３９７）と、配線４２とが電気的に接続されている。これにより、配線４２と、固定電極３８１，３８３，３８５，３８７，３９１，３９３，３９５，３９７とを電気的に接続することができる。
【００４２】
このような突起４７１．４７２，４８１，４８２を構成する材料としては、それぞれ、導電性を有するものであれば、特に限定されることはない。例えば、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、又はこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの１種、又は複数を組み合わせて用いることができる。このような金属を用いて突起４７１．４７２，４８１，４８２を構成することにより、配線４１，４２と固定電極部３８，３９との間の接点抵抗を小さくすることができる。
【００４３】
（蓋体）
蓋体５は、前述した素子片３を保護するために設けられている。
蓋体５は、板状をなし、その一方の面（下面）に空洞部５１が設けられている。この空洞部５１は、素子片３の可動錘３３及び可動電極部３６，３７等の変位を許容するように形成されている。
そして、蓋体５の下面の空洞部５１よりも外側の部分は、前述した支持基板２の第１面２ａに接続されている。
【００４４】
蓋体５と基板の接続方法としては、特に限定されず、例えば、接着剤を用いた接続方法、陽極接合（接続）法等を用いることができる。
また、蓋体５を構成する材料としては、接続方法に適した材料であれば特に限定されないが、例えば、接着剤による接続の場合にはシリコン材料、陽極接合法による接続の場合にはガラス材料等を用いることができる。
上述した第１実施形態の物理量センサーによれば、第１凹凸部の凸部と第２凹凸部の凹部を対向させている。換言すれば、第１凹凸部の凸部および第２凹凸部の凸部は、平面視において、互いに重なっていない構成としている。このため、物理量センサーに加えられた加速度等によって、Ｚ軸方向へ過度に変位した場合に、従来の平面形態や、凸部同士を対向させた形態と比べて、可動錘と支持基板の接触面積を小さくすることができる。これにより、支持基板と可動部が面接触して固着してしまうスティッキングが生じるおそれがない。
【００４５】
（第２実施形態）
図５は第２実施形態に係る物理量センサーの一部の平面拡大図である。なお、図５は第１及び第２凹凸部の一部の平面拡大図を示している。第２実施形態に係る物理量センサーは、第１及び第２凹凸部の平面視における配置が第１実施形態に係る物理量センサーとは異なる。その他の構成は、第１実施形態と同様のため、相違点を説明し、同様の部分の説明は省略する。
【００４６】
図５（Ａ）に示すように、第２実施形態に係る物理量センサーの第１及び第２凹凸部は、第１実施形態に係る物理量センサーの第１及び第２凹凸部と同様の断面形状であるが、第２凹凸部の凸部６３ａ又は第１凹凸部の凹部２７ａを−Ｘ軸方向又は＋Ｘ軸方向へ移動させて、第２凹凸部の凸部６３ａと第１凹凸部の凹部２７ａが平面視において少なくとも一部が対向するように設けられている。なお、第２凹凸部の凸部６３ａ又は第１凹凸部の凹部２７ａを−Ｙ軸方向又は＋Ｙ軸方向へ移動させて、第２凹凸部の凸部６３ａと第１凹凸部の凹部２７ａが平面視において少なくとも一部が対向するように設けることもできる。この他、第１凹凸部の凸部の少なくとも一部が、平面視において第２凹凸部の凹部と対向している構成でもよい。
また、図５（Ｂ）に示すように、第２実施形態に係る物理量センサーの第１及び第２凹凸部は、第２凹凸部の凸部６３ｂ又は第１凹凸部の凹部２７ｂを＋Ｘ軸方向及び＋Ｙ軸方向又は−Ｘ軸方向及び−Ｙ軸方向へ移動させて、第２凹凸部の凸部６３ｂと第１凹凸部の凹部２７ｂが平面視において少なくとも一部が対向するように設けられている。なお、第２凹凸部の凸部６３ｂ又は第１凹凸部の凹部２７ｂを＋Ｘ軸方向及び−Ｙ軸方向又は−Ｘ軸方向及び＋Ｙ軸方向へ移動させて、第１凹凸部の凸部６３ｂと第２凹凸部の凹部２７ｂが平面視において少なくとも一部が対向するように設けることもできる。
【００４７】
上述した第２実施形態の物理量センサーによれば、第１実施形態の物理量センサーと同様に、第１凹凸部の凸部と第２凹凸部の凹部を対向させているので、物理量センサーに加えられた加速度等によって、Ｚ軸方向へ過度に変位した場合に、可動錘と支持基板の接触面積を小さくすることができる。これにより、支持基板と可動部が面接触して固着してしまうスティッキングが生じるおそれがない。
【００４８】
（第３実施形態）
図６は第３実施形態に係る物理量センサーの一部の断面拡大図である。なお、図６は第１及び第２凹凸部の一部の平面拡大図を示している。第３実施形態に係る物理量センサーは、第１凹凸部２６ａの凹凸のピッチ幅と第２凹凸部６０ａの凹凸のピッチ幅が異なる。その他の構成は、第１実施形態と同様のため、相違点を説明し、同様の部分の説明は省略する。
【００４９】
図６に示すように、第３実施形態に係る物理量センサーの第１及び第２凹凸部２６ａ，６０ａは、第１実施形態に係る物理量センサーの第１及び第２凹凸部２６，６０と同様の断面形状であるが、第１凹凸部２６ａの凹部２７ｃのピッチ幅ａが第２凹凸部６０ａの凹部６２ｃのピッチ幅ｂよりも大きい。換言すると、第１凹凸部の凸部の幅は、第２凹凸部の凹部の幅よりも大きい。なお、第２凹凸部６０ａの凹部６２ｃのピッチ幅ｂが第１凹凸部２６ａの凹部２７ｃのピッチ幅ａよりも大きくしてもよい。
上述した第３実施形態の物理量センサーによれば、第１実施形態の物理量センサーと同様に、第１凹凸部の凸部と第２凹凸部の凹部を対向させているので、物理量センサーに加えられた加速度等によって、Ｚ軸方向へ過度に変位した場合に、可動錘と支持基板の接触面積を小さくすることができる。これにより、支持基板と可動部が面接触して固着してしまうスティッキングが生じるおそれがない。
【００５０】
（第４実施形態）
図７は第４実施形態に係る物理量センサーの一部の断面拡大図である。なお、図７は第１及び第２凹凸部の一部の断面拡大図を示している。第４実施形態に係る物理量センサーは、第１凹凸部２６ｂの断面形状が第１実施形態に係る物理量センサーとは異なる。その他の構成は、第１実施形態と同様のため、相違点を説明し、同様の部分の説明は省略する。
【００５１】
図７（Ａ）に示すように、第４実施形態に係る物理量センサーの第２凹凸部６０は、第１実施形態に係る物理量センサーの第１凹凸部２６と同様の断面形状であるが、第１凹凸部２６ｂの凹部２７ｄ及び凸部２８ｄの断面形状をテーパー状（すり鉢状）に形成している。なお、第２凹凸部６０の凹部６２及び凸部６３の断面形状をテーパー状（すり鉢状）に形成してもよく。また。第１及び第２凹凸部の凹部及び凸部の断面形状をテーパー状（すり鉢状）に形成してもよい。
また、図７（Ｂ）に示すように、第１凹凸部２６ｃの凹部２７ｅ及び凸部２８ｅの断面形状を半円状に形成している。なお、第２凹凸部６０の凹部６２及び凸部６３の断面形状を半円状に形成してもよく。また。第１及び第２凹凸部の凹部及び凸部の断面形状を半円状に形成してもよい。
【００５２】
上述した第４実施形態の物理量センサーによれば、第１実施形態の物理量センサーと同様に、第１凹凸部の凸部と第２凹凸部の凹部を対向させているので、物理量センサーに加えられた加速度等によって、Ｚ軸方向へ過度に変位した場合に、可動錘と支持基板の接触面積を小さくすることができる。これにより、支持基板と可動部が面接触して固着してしまうスティッキングが生じるおそれがない。
なお、本実施形態に係る物理量センサーは、支持基板をシリコンを主とする材料としたり、可動電極部の直下の支持基板に電極を形成したりすることにより、可動電極部とそれと対向する支持基板又は支持基板に形成した電極の部分の間の静電容量変化により、可動電極部の支持基板の表面に対して垂直な方向（Ｚ軸方向）の物理量の計測が可能なセンサーにも適用することができる。
【００５３】
（実施例）
次いで、本発明の一実施形態に係る物理量センサー（以下、総括して物理量センサー１と称する。）のいずれかを適用した実施例について、図８から図１１を参照しながら説明する。
【００５４】
［電子機器］
先ず、本発明の一実施形態に係る物理量センサー１を適用した電子機器について、図８から図１０を参照しながら説明する。
図８は、本発明の一実施形態に係る物理量センサーを備える電子機器としてのノート型（又はモバイル型）のパーソナルコンピューターの構成の概略を示す斜視図である。この図において、ノート型パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部１１０８を備えた表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなノート型パーソナルコンピューター１１００には、そのノート型パーソナルコンピューター１１００に加えられる加速度等を検知して表示ユニット１１０６に加速度等を表示するための加速度センサー等として機能する物理量センサー１が内蔵されている。
【００５５】
図９は、本発明の一実施形態に係る物理量センサーを備える電子機器としての携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成の概略を示す斜視図である。この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１２０８が配置されている。このような携帯電話機１２００には、携帯電話機１２００に加えられる加速度等を検知して、当該携帯電話機１２００の操作を補助するための加速度センサー等として機能する物理量センサー１が内蔵されている。
【００５６】
図１０は、本発明の一実施形態に係る物理量センサー１を備える電子機器としてのデジタルスチールカメラの構成の概略を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、デジタルスチールカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）等の撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
デジタルスチールカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部１３０８が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１３０８は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤ等を含む受光ユニット１３０４が設けられている。
【００５７】
撮影者が表示部１３０８に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３１０に転送・格納される。また、このデジタルスチールカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２には液晶ディスプレイ１４３０が、データ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー１３１０に格納された撮像信号が、液晶ディスプレイ１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。このようなデジタルスチールカメラ１３００には、その落下からデジタルスチールカメラ１３００を保護する機能を動作させるため、落下による加速度を検知する加速度センサーとして機能する物理量センサー１が内蔵されている。
【００５８】
なお、本発明の一実施形態に係る物理量センサー１は、図８のパーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）、図９の携帯電話機、図１０のデジタルスチールカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば、電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター等の電子機器に適用することができる。
【００５９】
［移動体］
図１１は移動体の一例としての自動車を概略的に示す斜視図である。自動車１５００には本発明に係る物理量センサー１を備える。例えば、同図に示すように、移動体としての自動車１５００には、当該自動車１５００の加速度を検知する物理量センサー１を内蔵してエンジンの出力を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１５０８が車体１５０７に搭載されている。また、物理量センサー１は、他にも車体姿勢制御ユニット、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム（ＴＰＭＳ）：Ｔｉｒｅ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）、に広く適用できる。
【符号の説明】
【００６０】
１ａ………物理量センサー、２………支持基板、２ａ………第１面、３………素子片、４………導体パターン、５………蓋体、２１………空洞部、２２，２３，２４………配線溝部、２６………第１凹凸部、２７………凹部、２８………凸部、３１，３２………固定部、３３………可動錘、３４，３５………連結部、３６，３７………可動電極部、３８，３９………固定電極部、４１，４２，４３………配線、４４，４５，４６………電極、５１………空洞部、６０………第２凹凸部、６２………凹部、６３………凸部、１１００………ノート型パーソナルコンピューター、１２００………携帯電話機、１３００………デジタルスチールカメラ、１５００………自動車。
【図１】
2014182058.tif 000003
【図２】
2014182058.tif 000004
【図３】
2014182058.tif 000005
【図４】
2014182058.tif 000006
【図５】
2014182058.tif 000007
【図６】
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【図７】
2014182058.tif 000009
【図８】
2014182058.tif 000010
【図９】
2014182058.tif 000011
【図１０】
2014182058.tif 000012
【図１１】
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