(57)【要約】【課題】検出感度のばらつきが小さく、量産性に優れた、高い信頼性を有する機能デバイス、この機能デバイスを備えている電子機器や移動体を提供する。【解決手段】機能デバイス１は、可動質量部２８が変位可能な第１方向と交差する第２方向に可動質量部２８から延出する突出部３４を有し、第１固定電極部３６１および第２固定電極部３６２の少なくとも一方と可動電極部３０との間隔ｄ１と、第１固定電極部３６１および第２固定電極部３６２の少なくとも一方と突出部３４との間隔ｄ２とが、ｄ１＞ｄ２、の関係を満たしている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動質量部と、
前記可動質量部が変位可能な第１方向と交差する第２方向に前記可動質量部から延設されている可動電極部と、
平面視にて、前記第１方向において、前記可動電極部の一方の側に設けられている第１固定電極部および他方の側に設けられている第２固定電極部と、
平面視にて、前記可動質量部から前記第２方向に延出し、前記第１固定電極部および前記第２固定電極部の少なくとも一方と前記可動電極部との間に配置されている突出部と、を備え、
前記第１固定電極部および前記第２固定電極部の少なくとも一方と前記可動電極部との間隔をｄ１、
前記第１固定電極部および前記第２固定電極部の少なくとも一方と前記突出部との間隔をｄ２、
としたとき、
ｄ１＞ｄ２、
の関係を満たしていることを特徴とする機能デバイス。
【請求項２】
平面視にて、前記突出部は、前記第１固定電極部と前記第２固定電極部との間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の機能デバイス。
【請求項３】
前記第１固定電極部および前記第２固定電極部の少なくとも一方は、前記突出部と対向する位置に、切欠き部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の機能デバイス。
【請求項４】
前記突出部は、前記第２方向に沿った側面に、絶縁体を有していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の機能デバイス。
【請求項５】
前記突出部の前記第２方向の長さは、前記可動電極部の前記第２方向の長さよりも短いことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の機能デバイス。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の機能デバイスを備えていることを特徴とする電子機器。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の機能デバイスを備えていることを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機能デバイス、この機能デバイスを備えている電子機器および移動体に関する。
【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機能デバイスとして、固定電極と、固定電極に対して間隙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錘に設けられた可動電極と、を有する構造の物理量センサーが知られている。
この様な機能デバイスとしての物理量センサーは、可動錘の変位に伴い、固定電極と可動錘に設けられた可動電極との間隙が変化し、その間隙の変化によって、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、加速度や角速度等の物理量の変化を検出している。
【０００３】
しかし、作動中に大きな衝撃が加わる（いわゆる大きなＧが加わる）と、間隙において、可動電極と固定電極とが接触し、両電極間の静電引力により、両電極が付着した状態、つまり、スティッキングが発生し、これにより、センサーの動作不良を引き起こすという問題があった。そのため、特許文献１では、このスティッキングの問題を防止する目的で、固定電極に可動電極側に突出している突起部（ストッパー）を備えた構造の物理量センサーが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３３０６２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、固定電極の可動電極と対向する側面に突起部を設けることは、加工プロセスにおいて、主面に沿った方向の加工量にばらつきが生じやすいため、固定電極と可動電極とで構成される平行平板コンデンサーの静電容量がばらつき、製造が困難であった。また、静電容量のばらつきに伴い、検出感度がばらつきやすいという虞があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の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。
【０００７】
［適用例１］本適用例に係る機能デバイスは、可動質量部と、前記可動質量部が変位可能な第１方向と交差する第２方向に前記可動質量部から延設されている可動電極部と、平面視にて、前記第１方向において、前記可動電極部の一方の側に設けられている第１固定電極部および他方の側に設けられている第２固定電極部と、平面視にて、前記可動質量部から前記第２方向に延出し、前記第１固定電極部および前記第２固定電極部の少なくとも一方と前記可動電極部との間に配置されている突出部と、を備え、前記第１固定電極部および前記第２固定電極部の少なくとも一方と前記可動電極部との間隔をｄ１、前記第１固定電極部および前記第２固定電極部の少なくとも一方と前記突出部との間隔をｄ２、としたとき、ｄ１＞ｄ２、の関係を満たしていることを特徴とする。
【０００８】
本適用例によれば、可動質量部の変位を停止する突出部が可動質量部に設けられているため、製造が容易で、且つ、固定電極部と可動電極部とで構成する平行平板コンデンサーの静電容量のばらつきが小さいので、検出感度のばらつきの小さい機能デバイスを生産することができる。また、突出部と固定電極部との間隔ｄ２を可動電極部と固定電極部との間隔ｄ１よりも短くすることで、作動中の大きな衝撃等により可動質量部の変位可能な第１方向の変位が生じた際に、可動電極部と固定電極部とが接触する前に、突出部と固定電極部とが接触し可動質量部の変位を停止することができるので、可動電極部と固定電極部との接触を回避しスティッキングを防止することができ、高い信頼性を有する機能デバイスが得られるという効果がある。
【０００９】
［適用例２］上記適用例に記載の機能デバイスにおいて、平面視にて、前記突出部は、前記第１固定電極部と前記第２固定電極部との間に配置されていることを特徴とする。
【００１０】
本適用例によれば、突出部を第１固定電極部と第２固定電極部との間に配置することで、作動中の大きな衝撃による可動質量部の変位可能な第１方向の正方向と負方向との両方の変位を停止することができる。そのため、可動電極部と固定電極部との接触を回避しスティッキングを防止することができ、高い信頼性を有する機能デバイスが得られるという効果がある。
【００１１】
［適用例３］上記適用例に記載の機能デバイスにおいて、前記第１固定電極部および前記第２固定電極部の少なくとも一方は、前記突出部と対向する位置に、切欠き部が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
本適用例によれば、第１固定電極部および第２固定電極部の少なくとも一方の突出部と対向する位置に切欠き部を設けることで、第１固定電極部と第２固定電極部との間隔をより狭めることができるので、可動質量部の変位可能な第１方向の長さを短くすることができ、より小型の機能デバイスが得られるという効果がある。
【００１３】
［適用例４］上記適用例に記載の機能デバイスにおいて、前記突出部は、前記第２方向に沿った側面に、絶縁体を有していることを特徴とする。
【００１４】
本適用例によれば、突出部の固定電極部と対向する側面に絶縁体を設けることで、固定電極部と可動電極部との短絡をより低減することができ、高い信頼性を有する機能デバイスが得られるという効果がある。
【００１５】
［適用例５］上記適用例に記載の機能デバイスにおいて、前記突出部の前記第２方向の長さは、前記可動電極部の前記第２方向の長さよりも短いことを特徴とする。
【００１６】
本適用例によれば、突出部の第２方向の長さを可動電極部より短くすることで、固定電極部と接触し生じるスティッキングを低減することができ、高い信頼性を有する機能デバイスが得られるという効果がある。
【００１７】
［適用例６］本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の機能デバイスを備えていることを特徴とする。
【００１８】
本適用例によれば、検出感度のばらつきが小さく、量産性に優れた、高い信頼性を有する機能デバイスを備えた電子機器が構成できるという効果がある。
【００１９】
［適用例７］本適用例に係る移動体は、上記適用例に記載の機能デバイスを備えていることを特徴とする。
【００２０】
本適用例によれば、検出感度のばらつきが小さく、量産性に優れた、高い信頼性を有する機能デバイスを備えた移動体が構成できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る機能デバイスの概略構造を模式的に示す平面図。
【図２】図１中のＡ−Ａ線の断面図。
【図３】図１中のＢ部の拡大平面図。
【図４】本発明の第２実施形態に係る機能デバイスの概略構造を模式的に示す平面図。
【図５】図４中のＣ部の拡大平面図。
【図６】本発明の第３実施形態に係る機能デバイスの構造を模式的に示す平面図。
【図７】図６中のＤ部の拡大平面図。
【図８】本発明に係る機能デバイスを備える電子機器としてのモバイル型（又はノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図。
【図９】本発明に係る機能デバイスを備える電子機器としての携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図。
【図１０】本発明に係る機能デバイスを備える電子機器としてのデジタルカメラの構成を示す斜視図。
【図１１】本発明に係る機能デバイスを備える移動体としての自動車の構成を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。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得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。
【００２３】
＜第１実施形態＞
［機能デバイス１の構造］
本発明の実施形態に係る機能デバイス１の一例として、加速度センサーを挙げ、図１から図３を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る機能デバイス１（加速度センサー）の概略構造を模式的に示す平面図である。図２は、図１中のＡ−Ａ線で示す断面を模式的に示す断面図である。図３は、図１中のＢで示す部分の拡大平面図である。なお、説明の便宜上、図１では蓋部１２の図示を省略している。また、図１から図３では、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軸は基板１０と蓋部１２とが重なる厚み方向を示す軸であり、第１方向とはＸ軸方向であり、第２方向とはＹ軸方向であるとして説明する。
【００２４】
機能デバイス１には、図１、および図２に示すように、基板１０と、基板１０上に素子部３と、が設けられている。また、機能デバイス１には、素子部３を覆う蓋部１２が設けられている。
【００２５】
［基板１０］
基板１０は、素子部３、配線４０，４２，４４およびパッド電極５０，５２，５４等が設けられている基材である。基板１０は、板状をなし、その主面に素子部３、配線４０，４２，４４およびパッド電極５０，５２，５４等が設けられている。
【００２６】
基板１０の素子部３の形成領域には、空隙部６０が設けられている。この空隙部６０は、基板１０の主面に対してＺ軸方向から平面視したときに、後述する素子部３を構成する梁部２４，２６、可動質量部２８、可動電極部３０，３２、突出部３４および固定電極部３６，３８を内包する様に設けられている。このような空隙部６０は、素子部３を構成する梁部２４，２６、可動質量部２８、可動電極部３０，３２、突出部３４および固定電極部３６，３８が基板１０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、素子部３の可動質量部２８、可動電極部３０，３２および突出部３４の変位を許容することができる。
なお、この空間は、凹形状の空隙部６０に代えて、基板１０をその厚さ方向（Ｚ軸方向）に貫通する開口部として設けても良い。また、本実施形態おいて、空隙部６０を主面に対してＺ軸方向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。
【００２７】
基板１０を構成する材料としては、例えば、シリコンやガラス等の材料を用いることが好ましい。例えば、素子部３がシリコンを主材料として構成されている場合、基板１０は、ホウ珪酸ガラスを用いるとより好ましい。
機能デバイス１は、例えば、基板１０を構成する材料としてホウ珪酸ガラスを用いた場合に、基板１０と、シリコンを主材料とする基材を用いた素子部３との間を陽極接合法により強固に接合することができる。
【００２８】
基板１０は、素子部３を構成する材料との線膨張率の差を可及的に少なくすることができる材料で構成されることが好ましい。例えば、基板１０にホウ珪酸ガラスを、素子部３にシリコンを主材料とする基材を用いることで、基板１０と素子部３との間の線膨張率差が少なくなり、熱膨張による歪みによる基板１０と素子部３との接合部分の破損を抑制することができる。
【００２９】
［素子部３］
素子部３は、固定部２０，２２と、梁部２４，２６と、可動質量部２８と、可動電極部３０，３２と、固定電極部３６，３８と、を含み構成されている。なお、固定電極部３６は第１固定電極部３６１と第２固定電極部３６２とで、また、固定電極部３８は第１固定電極部３８１と第２固定電極部３８２とで構成されている。
素子部３は、例えば、加速度や角速度等の物理量の変化に応じて、可動質量部２８および可動電極部３０，３２が、梁部２４，２６を弾性変形させながら、図１に示す矢印ａの方向、即ち、第１方向であるＸ軸方向（＋Ｘ軸方向、または−Ｘ軸方向）に変位する。
【００３０】
素子部３は、前述の変位に伴って、可動電極部３０と固定電極部３６（第１固定電極部３６１、第２固定電極部３６２）との間の間隙、および可動電極部３２と固定電極部３８（第１固定電極部３８１、第２固定電極部３８２）との間の間隙がそれぞれ変化する。素子部３は、前述の間隙の変化に伴って、可動電極部３０と固定電極部３６（第１固定電極部３６１、第２固定電極部３６２）との間、および可動電極部３２と固定電極部３８（第１固定電極部３８１、第２固定電極部３８２）との間の静電容量の大きさがそれぞれ変化する。
よって、機能デバイス１は、これらの静電容量の変化に基づいて、加速度や角速度等の物理量を検出することができる。
【００３１】
素子部３は、固定部２０，２２、梁部２４，２６、可動質量部２８および可動電極部３０，３２が一体的に形成されているものである。
図１および図２に示すように、固定部２０，２２は、それぞれ、前述した基板１０の主面に接続されている。具体的には、固定部２０は、基板１０の空隙部６０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２２は、基板１０の空隙部６０に対して＋Ｘ軸方向側の部分に接続されている。
【００３２】
なお、固定部２０，２２の位置および形状等は、梁部２４，２６や配線４０，４２，４４等の位置およ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るものでない。
【００３３】
［可動質量部２８］
可動質量部２８は、２つの固定部２０，２２の間に設けられている。本実施形態において可動質量部２８は、第１方向であるＸ軸方向に延びる長手形状をなしている。なお、可動質量部２８の形状は、素子部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るものでない。
【００３４】
可動質量部２８は、固定部２０に対して梁部２４を介して連結されるとともに、固定部２２に対して梁部２６を介して連結されている。より具体的には、可動質量部２８の−Ｘ軸方向側の端部が梁部２４を介して固定部２０に連結されるとともに、可動質量部２８の＋Ｘ軸方向の端部が梁部２６を介して固定部２２に連結されている。
【００３５】
梁部２４，２６は、可動質量部２８が可動できる様に固定部２０，２２に対して連結されている。
本実施形態において梁部２４，２６は、主に図１において矢印ａで示す第１方向である＋Ｘ軸方向および−Ｘ軸方向に可動質量部２８が変位（可動）を成し得るように構成されている。
【００３６】
［可動電極部３０，３２］
可動電極部３０は、可動質量部２８が変位する第１方向であるＸ軸方向（図１に示す矢印ａの両方向）と交差する第２方向である−Ｙ軸方向に向かって可動質量部２８から延設されている。可動電極部３０は、可動質量部２８から−Ｙ軸方向に突出し、櫛歯状をなす様に並んで複数設けられている。
可動電極部３２は、可動質量部２８が変位する第１方向であるＸ軸方向（図１に示す矢印ａの両方向）と交差する第２方向である＋Ｙ軸方向に向かって可動質量部２８から延設されている。可動電極部３２は、可動質量部２８から＋Ｙ軸方向に突出し、櫛歯状をなす様に並んで複数設けられている。
【００３７】
このように複数の可動電極部３０、および複数の可動電極部３２は、それぞれ、可動質量部２８が可動するＸ軸方向（図１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、複数の可動電極部３０，３２は、可動質量部２８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軸方向の両側に延伸する様に設けられている。これにより、可動質量部２８の変位に応じて後述する固定電極部３６，３８と、可動電極部３０，３２との間に生じる静電容量を変化させることができる。
【００３８】
［突出部３４］
突出部３４は、可動質量部２８が変位する第１方向であるＸ軸方向（図１に示す矢印ａの両方向）と交差する第２方向である−Ｙ軸方向に向かって可動質量部２８から延設されている。前述した２つの可動電極部３０の間に配置されている。また、後述する第１固定電極部３６１と第２固定電極部３６２との間に間隙を有し、配置されている。
図３に示すように、第１固定電極部３６１と対向する突出部３４との間隔ｄ２と、第２固定電極部３６２と対向する突出部３４との間隔ｄ２とは略同等である。また、間隔ｄ２は第１固定電極部３６１と対向する可動電極部３０との間隔ｄ１や第２固定電極部３６２と対向する可動電極部３０との間隔ｄ１より短い。即ち、ｄ１＞ｄ２の関係を満たしている。このことにより、作動中の大きな衝撃等により可動質量部２８の変位可能な第１方向であるＸ軸方向の変位が生じた際に、可動電極部３０，３２と固定電極部３６，３８とが接触する前に、突出部３４と第１固定電極部３６１又は第２固定電極部３６２とが接触し可動質量部２８の変位を停止することができる。そのため、可動電極部３０，３２と固定電極部３６，３８との接触を回避しスティッキングを防止することができ、高い信頼性を有する機能デバイス１を得ることができる。
【００３９】
突出部３４の第２方向であるＹ軸方向の長さは可動電極部３０のＹ軸方向の長さより短い。また、−Ｙ軸方向に向かって可動質量部２８から延設している突出部３４と第１固定電極部３６１又は第２固定電極部３６２とが重なり合うＹ軸方向の長さｈ１は、可動電極部３０と第１固定電極部３６１又は第２固定電極部３６２とが重なり合うＹ軸方向の長さより短い。このことにより、作動中の大きな衝撃等により可動質量部２８の変位可能な第１方向の変位が生じた際に、突出部３４と第１固定電極部３６１又は第２固定電極部３６２とが接触する領域を小さくできるため、突出部３４と第１固定電極部３６１又は第２固定電極部３６２とが接触して生じるスティッキングを低減することができ、高い信頼性を有する機能デバイス１を得ることができる。
【００４０】
なお、本実施形態では、突出部３４を第１固定電極部３６１と第２固定電極部３６２との間に間隙を有し配置されているが、＋Ｙ軸方向に向かって可動質量部２８から延設し、第１固定電極部３６１と第２固定電極部３６２との間に間隙を有し配置しても構わない。また、突出部３４は一個に限定されるものではなく、可動質量部２８の＋Ｙ軸方向側や−Ｙ軸方向側にそれぞれ複数個を配置しても構わない。
【００４１】
［固定電極部３６，３８］
固定電極部３６は、前述した可動電極部３０に対して間隙を有し、噛み合う櫛歯状をなすように設けられている。
固定電極部３６は、第１固定電極部３６１と、第２固定電極部３６２と、を含み構成されている。第１固定電極部３６１と第２固定電極部３６２とは、それぞれ可動電極部３０と間隙を有し、設けられている。なお、固定電極部３６と記す場合は、第１固定電極部３６１と、第２固定電極部３６２とを含むものとして説明する。
固定電極部３８は、前述した固定電極部３６と同様に、可動電極部３２に対して間隙を有し、噛み合う櫛歯状をなすように設けられている。固定電極部３８は、第１固定電極部３８１と、第２固定電極部３８２と、を含み構成されている。第１固定電極部３８１と第２固定電極部３８２とは、それぞれ可動電極部３２と間隙を置いて設けられている。なお、固定電極部３８と記す場合は、第１固定電極部３８１と第２固定電極部３８２とを含むものとして説明する。
【００４２】
固定電極部３６は、可動質量部２８とは反対側の端部が基板１０の主面上に延設されている配線４０，４２に接合部４６を介して接続されている。なお、第１固定電極部３６１は配線４２に接続されており、第２固定電極部３６２は配線４０に接続されている。また、第１固定電極部３６１と第２固定電極部３６２とは、配線４０，４２に接続された側の一端を固定端とし、その反対側を自由端として可動質量部２８が設けられている第２方向である＋Ｙ軸方向へ延設されている。
【００４３】
固定電極部３８は、可動質量部２８とは反対側の端部が基板１０の主面上に延設されている配線４０，４２に接合部４８を介して接続されている。なお、第１固定電極部３８１は配線４２に接続されており、第２固定電極部３８２は配線４０に接続されている。また、第１固定電極部３８１と第２固定電極部３８２とは、配線４０，４２に接続された側の一端を固定端とし、その反対側を自由端として可動質量部２８が設けられている第２方向である−Ｙ軸方向へ延設されている。
【００４４】
［配線４０，４２，４４］
配線４０，４２，４４は、基板１０に設けられた空隙部６０と基板１０の外周縁と、の間に設けられ、それぞれ、パッド電極５０，５２，５４と接続されている。
【００４５】
配線４０は、複数の固定電極部３６，３８のうち、第２固定電極部３６２，３８２と接合部４６，４８を介して電気的に接続されている。また、配線４０は、固定電極部３６，３８と接続された一端と異なる他端が、基板１０の主面上において、パッド電極５０と接続されている。
【００４６】
配線４２は、複数の固定電極部３６，３８のうち、第１固定電極部３６１，３８１と接合部４６，４８を介して電気的に接続されている。また、配線４２は、固定電極部３６，３８と接続された一端と異なる他端が、基板１０の主面上において、パッド電極５２と接続されている。
【００４７】
配線４４は、基板１０上の固定部２０から基板１０の外周縁に向かって設けられ、基板１０の主面上において、パッド電極５４と接続されている。
【００４８】
このような配線構成によって、パッド電極５０とパッド電極５４とにより、第２固定電極部３６２，３８２と可動電極部３０，３２との間の静電容量を、パッド電極５２とパッド電極５４とにより、第１固定電極部３６１，３８１と可動電極部３０，３２との間の静電容量を、それぞれ測定することができる。
【００４９】
配線４０，４２，４４およびパッド電極５０，５２，５４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、これらのうちの一種、又は複数を組み合わせて用いることができる。
【００５０】
［蓋部１２］
蓋部１２は、上述した素子部３を保護するために設けられている。蓋部１２は、基板１０の主面と接合されている。
蓋部１２には、基板１０と対向する面に凹形状を有する空間部である空隙部６２が設けられている。基板１０の主面に対して垂直方向における空隙部６２の深さは、当該方向における素子部３の厚みより大きく（深く）設けられており、可動質量部２８および可動電極部３０，３２等の変位を許容することができる。
【００５１】
蓋部１２は、前述した様に基板１０の主面に接続されている。蓋部１２と基板１０との接続方法は特に限定されず、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。
蓋部１２を構成する材料としては、空隙部６２となる凹形状の加工が容易、かつ電界を抑制することができる材料が好適である。蓋部１２を構成する材料としては、例えば、蓋部１２と基板１０との接合に陽極接合法を用いる場合にはシリコンが好適である。
本実施形態の機能デバイス１は、蓋部１２と、ホウ珪酸ガラスで構成された基板１０と、が陽極接合法によって接合されているため、蓋部１２を構成する材料はシリコン基板が用いられている。
【００５２】
この様な機能デバイス１において、可動質量部２８の変位を停止する突出部３４が可動質量部２８に設けられているため、製造が容易で、且つ、固定電極部３６，３８と可動電極部３０，３２とで構成する平行平板コンデンサーの静電容量のばらつきを小さくすることができ、検出感度のばらつきの小さい機能デバイス１を量産することができる。また、突出部３４と固定電極部３６との間隔を可動電極部３０，３２と固定電極部３６，３８との間隔よりも短くすることで、作動中の大きな衝撃等により可動質量部２８の変位可能な第１方向であるＸ軸方向の変位が生じた際に、可動電極部３０，３２と固定電極部３６，３８とが接触する前に、突出部３４と固定電極部３６とが接触し可動質量部２８の変位を停止することができる。そのため、可動電極部３０，３２と固定電極部３６，３８との接触を回避しスティッキングを防止することができ、高い信頼性を有する機能デバイス１を得ることができる。
【００５３】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係る機能デバイス１ａについて、図４と図５を参照して説明する。
図４は、本発明の第２実施形態に係る機能デバイス１ａの概略構造を模式的に示す平面図である。図５は、図４中のＣで示す部分の拡大平面図である。なお、説明の便宜上、図４では蓋部１２の図示を省略している。また、図４と図５では、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、基板１０と蓋部１２とが重なる厚み方向を示す軸である。
【００５４】
第２実施形態に係る機能デバイス１ａは、第１実施形態で説明した機能デバイス１とは、第１固定電極部３６１ａと第２固定電極部３６２ａとの自由端の先端に切欠き部５６を有している点が異なる。
その他の構成等は、第１実施形態で上述した機能デバイス１と略同じであるため、同様の構成には同じ符号および符番を付して説明を一部省略して機能デバイス１ａについて説明する。
【００５５】
［機能デバイス１ａの構造］
本実施形態の機能デバイス１ａは、第１実施形態で上述した機能デバイス１と同様に、加速度や角速度などの物理量を検出する容量変化検出型の物理量センサーとして用いることができる。
機能デバイス１ａには、図４と図５に示すように、第１固定電極部３６１ａと第２固定電極部３６２ａとの突出部３４ａと対向する位置に切欠き部５６が設けられている。第１固定電極部３６１ａと第２固定電極部３６２ａとの自由端の先端に切欠き部５６を設けることで、第１固定電極部３６１ａと第２固定電極部３６２ａとの間隔をより狭めることができ、可動質量部２８の変位可能な第１方向であるＸ軸方向の長さを短くできるので、機能デバイス１ａのより小型化が図れる。
【００５６】
第１固定電極部３６１ａと対向する突出部３４ａとの間隔ｄ２と、第２固定電極部３６２ａと対向する突出部３４ａとの間隔ｄ２とは略同等である。また、間隔ｄ２は第１固定電極部３６１ａと対向する可動電極部３０との間隔ｄ１や第２固定電極部３６２ａと対向する可動電極部３０との間隔ｄ１より短い。このことにより、作動中の大きな衝撃等により可動質量部２８の変位可能な第１方向であるＸ軸方向の変位が生じた際に、可動電極部３０，３２と固定電極部３６，３８とが接触する前に、突出部３４ａと第１固定電極部３６１ａ又は第２固定電極部３６２ａとが接触し可動質量部２８の変位を停止することができる。そのため、可動電極部３０，３２と固定電極部３６，３８との接触を回避しスティッキングを防止することができ、高い信頼性を有する機能デバイス１ａを得ることができる。なお、本実施形態では、第１固定電極部３６１ａと第２固定電極部３６２ａの両方に切欠き部５６を設けているが、どちらか一方のみに切欠き部５６を設けた構成でも構わない。
【００５７】
上述した第２実施形態によれば、以下の効果が得られる。
この様な機能デバイス１ａによれば、第１固定電極部３６１ａおよび第２固定電極部３６２ａの少なくとも一方の突出部３４ａと対向する位置に切欠き部５６が設けられているので、第１固定電極部３６１ａと第２固定電極部３６２ａとの間隔をより狭めることができ、可動質量部２８の変位可能な第１方向であるＸ軸方向の長さを短くし、機能デバイス１ａのより小型化が図れる。
【００５８】
＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態に係る機能デバイス１ｂについて、図６と図７を参照して説明する。
図６は、本発明の第３実施形態に係る機能デバイス１ｂの概略構造を模式的に示す平面図である。図７は、図６中のＤで示す部分の拡大平面図である。なお、説明の便宜上、図６では蓋部１２の図示を省略している。また、図６と図７では、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、基板１０と蓋部１２とが重なる厚み方向を示す軸である。
【００５９】
第３実施形態に係る機能デバイス１ｂは、第１実施形態で説明した機能デバイス１とは、突出部３４の固定電極部３６と対向する側面に絶縁体５８が設けられている点が異なる。
その他の構成等は第１実施形態、および第２実施形態で上述した機能デバイス１および機能デバイス１ａと略同じであるため、同様の構成には同じ符号および符番を付して説明を一部省略して機能デバイス１ｂについて説明する。
【００６０】
［機能デバイス１ｂの構造］
本実施形態の機能デバイス１ｂは、第１実施形態で上述した機能デバイス１と同様に、加速度や角速度などの物理量を検出する容量変化検出型の物理量センサーとして用いることができる。
機能デバイス１ｂには、図６と図７に示すように、突出部３４ｂの固定電極部３６（第１固定電極部３６１、第２固定電極部３６２）と対向する側面に絶縁体５８が設けられている。これにより、固定電極部３６，３８と可動電極部３０，３２との短絡をより低減することができ、高い信頼性を有する機能デバイス１ｂを得ることができる。
【００６１】
絶縁体５８が設けられた突出部３４ｂと第１固定電極部３６１との間隔ｄ２と、絶縁体５８が設けられた突出部３４ｂと第２固定電極部３６２との間隔ｄ２とは略同等である。また、間隔ｄ２は第１固定電極部３６１と対向する可動電極部３０との間隔ｄ１や第２固定電極部３６２と対向する可動電極部３０との間隔ｄ１より短い。このことにより、作動中の大きな衝撃等により可動質量部２８の変位可能な第１方向であるＸ軸方向の変位が生じた際に、可動電極部３０，３２と固定電極部３６，３８とが接触する前に、突出部３４ｂと第１固定電極部３６１又は第２固定電極部３６２とが接触し可動質量部２８の変位を停止することができる。そのため、可動電極部３０，３２と固定電極部３６，３８との接触を回避しスティッキングを防止することができ、高い信頼性を有する機能デバイス１ｂを得ることができる。
【００６２】
その他の構成は第１実施形態、および第２実施形態で上述をした機能デバイス１、および機能デバイス１ａと同様のため、説明を省略する。
【００６３】
上述した第３実施形態によれば、以下の効果が得られる。
この様な機能デバイス１ｂによれば、突出部３４ｂの固定電極部３６と対向する側面に絶縁体５８が設けられている。これにより、固定電極部３６，３８と可動電極部３０，３２との短絡をより低減することができ、高い信頼性を有する機能デバイス１ｂを得ることができる。
【００６４】
＜電子機器＞
次いで、本発明の実施形態に係る機能デバイス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。
【００６５】
図８は、本発明の実施形態に係る機能デバイス１を備える電子機器としてのモバイル型（又はノート型）のパーソナルコンピューター１１００の構成を示す斜視図である。この  図において、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１０００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。
このようなパーソナルコンピューター１１００には、その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静電容量型の機能デバイス１が内蔵されている。よって、過大な加速度が加わった場合に、可動電極部３０，３２と固定電極部３６，３８との接触による特性不良を防止し、信頼性の高いパーソナルコンピューター１１００を得ることができる。
【００６６】
図９は、本発明の実施形態に係る機能デバイス１を備える電子機器としての携帯電話機１２００（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。この図において、携帯電話機１２００は、図９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１０００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静電容量型の機能デバイス１が内蔵されている。よって、過大な加速度が加わった場合に、可動電極部３０，３２と固定電極部３６，３８との接触による特性不良を防止し、信頼性の高い携帯電話機１２００を得ることができる。
【００６７】
図１０は、本発明の実施形態に係る機能デバイス１を備える電子機器としてのデジタルカメラ１３００の構成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。
デジタルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部１０００が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行なう構成になっており、表示部１０００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。
【００６８】
撮影者が表示部１０００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１３０８に転送・格納される。また、このデジタルカメラ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にはテレビモニター１３３０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１３４０が、それぞれ必要に応じて接続される。更に、所定の操作により、メモリー１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター１３３０や、パーソナルコンピューター１３４０に出力される構成になっている。
【００６９】
このようなデジタルカメラ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静電容量型の機能デバイス１が内蔵されている。よって、過大な加速度が加わった場合に、可動電極部３０，３２と固定電極部３６，３８との接触による特性不良を防止し、信頼性の高いデジタルカメラ１３００を得ることができる。
【００７０】
上述したように、電子機器として、検出感度のばらつきが小さく、量産性に優れた、高い信頼性を有する機能デバイス１が活用されることにより、より高性能の電子機器を提供することができる。
【００７１】
なお、本発明の実施形態に係る電子部品としての機能デバイス１は、図８のパーソナルコンピューター１１００（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１２００、図１０のデジタルカメラ１３００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）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、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。
【００７２】
＜移動体＞
次いで、本発明の実施形態に係る機能デバイス１を適用した移動体について、図１１に基づき説明する。
図１１は、本発明の実施形態に係る機能デバイス１を備える移動体としての自動車１４００の構成を示す斜視図である。自動車１４００は加速度センサーとして機能する機能デバイス１が各種制御ユニットに搭載されている。例えば、同図に示すように、移動体としての自動車１４００には、当該自動車１４００の加速度を検知する機能デバイス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）１４０２が車体１４０１に搭載されている。加速度を検知して車体１４０１の姿勢に応じた適切な出力にエンジンを制御することで、燃料等の消費を抑制した効率的な移動体としての自動車１４００を得ることができる。
また、機能デバイス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：Antilock Brake System）、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。
【００７３】
上述したように、検出感度のばらつきが小さく、量産性に優れた、高い信頼性を有する機能デバイス１が活用されることにより、より高性能の移動体を提供することができる。
【００７４】
以上、本発明の実施形態に係る機能デバイス１，１ａ，１ｂ、電子機器（１１００，１２００，１３００）および移動体（１４００）について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明の実施形態は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明の実施形態に、他の任意の構成物が付加されていても良い。また、前述した各実施形態を適宜組み合わせても良い。
【符号の説明】
【００７５】
１…機能デバイス、３…素子部、１０…基板、１２…蓋部、２０，２２…固定部、２４，２６…梁部、２８…可動質量部、３０，３２…可動電極部、３４…突出部、３６，３８…固定電極部、４０，４２，４４…配線、４６，４８…接合部、５０，５２，５４…パッド電極、５６…切欠き部、５８…絶縁体、６０，６２…空隙部、３６１，３８１…第１固定電極部、３６２，３８２…第２固定電極部、１１００…パーソナルコンピューター、１２００…携帯電話機、１３００…デジタルカメラ、１４００…自動車。
【図１】
2015152553.tif 000003
【図２】
2015152553.tif 000004
【図３】
2015152553.tif 000005
【図４】
2015152553.tif 000006
【図５】
2015152553.tif 000007
【図６】
2015152553.tif 000008
【図７】
2015152553.tif 000009
【図８】
2015152553.tif 000010
【図９】
2015152553.tif 000011
【図１０】
2015152553.tif 000012
【図１１】
2015152553.tif 000013