(57)【要約】【課題】可動電極の構造自体が複雑になることなく簡単な構造で、水分などの流入によるカンチレバーのスティッキングなどを防止する。【解決手段】固定電極１と、可動電極２などの可動構造体の間にゲルのような弾性、衝撃吸収性又は、粘性のある流体１１を封入することで、可動電極などの可動構造体の急激な変動を緩和しつつ、かつ、スティッキング及び、目詰まりを防止する。また、可動電極などの可動構造体に貫通穴２０を設けることで、流体の流動性が向上する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定電極と可動電極の間の容量に基づいて加速度を検出する加速度センサにおいて、
前記可動電極を含む可動構造体と前記固定電極の間に粘性のある流体を封入したことを特徴とする加速度センサ。
【請求項２】
前記可動電極に、前記流体が流入可能な貫通穴を形成したことを特徴とする請求項１に記載の加速度センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固定電極と可動電極の間の容量に基づいて加速度を検出する加速度センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４、図５はそれぞれ従来の表面加工型Ｇセンサの概略構成を示し、断面を含む斜視図及び断面図である。この表面加工型Ｇセンサでは、半導体基板（Ｓｉ基板）１０及び酸化膜（ＳｉＯ２）１０ａに溝を形成することにより複数組の固定電極１と可動電極２が加速度検出方向（Ｘ方向）に対向して容量を形成するように構成されている。可動電極２は、Ｘ方向に伸びた錘３に対して±Ｙ方向に伸長するように、櫛歯状に複数組形成されている。また、錘３の両端にはＸ方向に変位可能な２枚構造の梁４が形成されている。
【０００３】
このような構成において、このセンサにＸ方向の加速度が印加されると、梁４がＸ方向に変位することにより図６（ａ）、（ｂ）に示すように固定電極１と可動電極２の間の各距離が変化して、固定電極１と可動電極２の間の容量が変化する。そこで、この発生した容量の変化を可動電極２から取り出して電圧に変換することにより加速度を検出することができる。
【０００４】
ところで、このような加速度センサでは、図６（ａ）、（ｂ）に示すように電極１、２間の距離の変化を、容量変化として検出する構造になっているので、電極１、２間は容量として使用するため、微細な構造にする必要がある。また、従来例では、図７に示すように固定電極１と、可動電極２などの可動構造体の間に窒素雰囲気などの気体５を封入することで、外界からの影響（例えば水分のしみこみなど）を防止している。しかし、かかる従来例の構造には、下記のような問題点がある。
【０００５】
・水分の吸着によるスティッキング（接触・付着）で生じる動作不良（製造工程及び完成後でも発生する可能性がある）。
・パーティクル（ゴミなど）によるカンチレバー間の目詰まりで生じる動作不良（主に製造工程で発生）。
・共振周波数による振動、過度の衝撃などによるカンチレバーの破損及びスティッキング（製造工程及び完成後でも発生する可能性がある）。
・力（加速度）が加わることにより、カンチレバーがいつまでも振動しており、更に連続的な振動が加わった場合に、大きな振動又は、高速な振動に変化し、カンチレバーの破損又はスティッキングが発生。
・気体封入のため、誘電容量が小さく、カンチレバー間の距離を微細な間隔にしつつ、大きな面積が必要。
【０００６】
可動電極と固定電極の付着といった問題点を解決するために、従来例として、下記の特許文献１には、梁の構造、製造方法を工夫するものが開示されている。また、下記の特許文献２には、可動電極の停止部を作成することにより、容量部の付着を防止するものが開示されている。また、下記の特許文献３には、蒸気相による洗浄工程により可動電極の付着を防止するものが開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−５１９６６号公報
【特許文献２】
特開平１１−６８１２２号公報
【特許文献３】
特表平８−５１０５９８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では、可動電極の付着を防止するために可動電極の構造自体に工夫を施しているので、可動電極の構造自体が複雑になるという問題点がある。
【０００９】
本発明は上記従来例の問題点に鑑み、可動電極の構造自体を複雑にすることなく簡単な構造で、水分などの流入によるカンチレバーのスティッキング、過度な加速度の発生時に生じるカンチレバーの破損、カンチレバー間の容量低下、共振によるカンチレバーの破損などを防止することができる加速度センサを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、可動電極を含む可動構造体と固定電極の間に粘性のある流体を封入したことを特徴とする。
上記構成により、可動電極を含む可動構造体と固定電極の間に粘性のある流体を封入したので、可動電極の構造自体を複雑にすることなく簡単な構造で、水分などの流入によるカンチレバーのスティッキング、過度な加速度の発生時によるカンチレバーの破損、カンチレバー間の容量低下、共振によるカンチレバーの破損などを防止することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明に係る加速度センサの一実施の形態の要部を示す構成図、図２は図１の流体の作成方法の一例を示す工程図、図３は図１の加速度センサの変形例を示す構成図である。
【００１２】
図１では、図４、図５に示す固定電極１と、可動電極２などの可動構造体の間にゲルのような弾性、衝撃吸収性又は、粘性のある流体１１を封入することで、可動電極２の急激な変動を緩和しつつ、かつ、スティッキング及び、目詰まりを防止する。また、誘電率εが高い流体１１を使用する場合、Ｃ＝ε・Ｓ／ｄ（Ｃは電極間容量、Ｓは電極間の対向面積、ｄは電極間距離）により微細な力（加速度）でも容量変化ΔＣが大きくなり、検出感度が増加する。また、感度向上により、電極１、２間の距離ｄを長くでき、パーティクルによる目詰まりが改善され、加工が容易になる。また、気体ではないため、水分による電極１、２のスティッキング及び目詰まり（パーティクルなどによる）を改善できる。
【００１３】
次に流体１１の封入方法について説明する。可動電極２などを含む可動構造体を作成後、ゲルなどの緩衝材１２を流し込み封入する。ただし、緩衝材１２が流動体の場合、流し込み時にスティッキングする可能性があるため、以下の
１．ゲルを低温下で微細な結晶（固体）状態で、カンチレバーに吹き付け後、常温に戻す方法
２．高温の蒸気状態で、カンチレバーに吹き付け、常温に戻す方法
３．緩衝材を封入後、超音波にてスティッキング部を戻す方法
などが考えられる。
また、緩衝材１２は、微小な固体状態のものでもかまわないが、均一に埋め込むことは困難であるため、流動性のある液体のほうが静電容量の変化などが明確になるので望ましい。また、流体１１の材料としては、温度が変化しても粘性変化、容量変化及び体積の増減が極力少ないものが望ましい。
【００１４】
図２は一例として上記の２．による封入方法を示す。まず、図２（ａ）に示すように固定電極１と可動電極２などの可動構造体を作成した後、図２（ｂ）に示すように固定電極１と可動電極２などの可動構造体の間に緩衝材１２を蒸着し、次いで図２（ｃ）に示すように常温に戻して緩衝材１２を流体１１に変化させる。
【００１５】
また、上記構成によれば、図３に示すように可動電極２などの可動構造体に貫通穴２０を設けることで、流体１１の流動性が向上するのでより効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る加速度センサの一実施の形態の要部を示す構成図である。
【図２】図１の流体の作成方法の一例を示す工程図である。
【図３】図１の加速度センサの変形例を示す構成図である。
【図４】従来の表面加工型Ｇセンサの概略構成を示し、断面を含む斜視図である。
【図５】図４の表面加工型Ｇセンサの断面図である。
【図６】加速度センサの容量検出原理を示す説明図である。
【図７】従来の加速度センサの要部を示す構成図である。
【符号の説明】
１  固定電極
２  可動電極
５  気体
１０  半導体基板（Ｓｉ基板）
１０ａ  酸化膜（ＳｉＯ２）
１１  流体
１２  緩衝材
２０  貫通穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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