(57)【要約】【課題】１軸センサを複数個共通の基板上に形成する場合に、各方向のセンサのパッド数を減少し、各方向の寄生容量を同じにして各方向の検出信号の位相ずれを防止する。【解決手段】Ｘ方向センサの固定電極１のパッド５ｂとＹ方向センサの固定電極１のパッド１５ａが共通化され、Ｘ方向センサの固定電極１のパッド５ａとＹ方向センサの固定電極１のパッド１５ｂが共通化されている。さらに、Ｘ方向のセンサの共通パッド５ａ（パッド１５ｂ）から固定電極１までの配線６ａと、Ｙ方向のセンサの共通パッド５ａから固定電極１までの配線１６ｂが対称に形成され、また、Ｘ方向のセンサの共通パッド５ｂ（パッド１５ａ）から固定電極１までの配線６ｂと、Ｙ方向のセンサの共通パッド５ｂから固定電極１までの配線１６ａが対称に形成されている。【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１軸の力学量を検出する１軸センサを複数個共通の基板上に形成した容量式力学量センサにおいて、
前記複数個の１軸センサの各固定電極に接続されるパッドを共通化するとともに、前記複数個の１軸センサの前記各固定電極と前記共通のパッドの配線を対称に形成したことを特徴とする容量式力学量センサ。
【請求項２】
２個の前記１軸センサを前記共通の基板上に９０度の角度で形成したことを特徴とする請求項１に記載の容量式力学量センサ。
【請求項３】
２個の前記１軸センサを前記共通の基板上に平行に形成したことを特徴とする請求項１に記載の容量式力学量センサ。
【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１軸の加速度などの力学量を検出する１軸センサを複数個共通の基板上に形成した容量式力学量センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来例としては、例えば下記の特許文献１の図１にはＸＹＺ方向の３軸方向などの加速度を容量変化により検出するものが開示されている。ここで、図４を参照して１軸方向（Ｘ方向）の容量式加速度センサについて説明する。図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のｂ−ｂ断面図、図４（ｃ）は図４（ａ）のｃ−ｃ断面図であり、Ｓｉなどの半導体基板１０の半導体層に溝１１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方向に延びた錘３に対して±Ｙ方向に櫛歯状に複数組形成され、また、錘３の両端には梁４が形成されている。そして、可動電極２に対向するように±Ｙ方向にそれぞれ配列された各固定電極１はそれぞれＡｌなどのパッド５ａ、５ｂに接続され、可動電極２はパッド５ｃに接続されている。パッド５ａ、５ｂ、５ｃはワイヤボンディングなどにより不図示のマザー基板などの他のパッドを通して外部に接続される。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−１１３５３４号公報（図１他）
【０００４】
ここで、隣接している固定電極１ａ、１ｂの間には可動電極２ａが配置されており、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固定電極１ａ、１ｂと可動電極２ａの間の各距離が変化して、固定電極１ａと可動電極２ａの間の容量ＣＳ１と、固定電極１ｂと可動電極２の間の容量ＣＳ２が変化する。このセンサの等価回路を図５の左側に示し、固定電極１ａ、１ｂにはパルス電圧Ｖｃｃが印加されている。そして、この発生した容量ＣＳ１、ＣＳ２の変化ΔＣ（＝ＣＳ１−ＣＳ２）を可動電極２から取り出し、例えば図５の右側に示すようなスイッチドキャパシタ回路５により電圧＝（ＣＳ１−ＣＳ２）・Ｖｃｃ／Ｃｆに変換することにより加速度を検出することができる。
【０００５】
図１（ａ）は、上記の１軸センサを２個用いてそれぞれをＸ方向、Ｙ方向に完全に独立して半導体基板１０上に配置した従来の２軸センサを示す。このような２軸センサを車両用のエアバッグに用いた場合、前突（例えばＸ方向）と側突（例えばＹ方向）を検出してエアバッグを作動させることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１（ａ）に示すように１軸センサを２個用いてそれぞれをＸ方向、Ｙ方向に完全に独立して配置した従来の２軸センサでは、Ｘ方向の１軸センサのパッド５ａ、５ｂ、５ｃとＹ方向の１軸センサのパッド１５ａ、１５ｂ、１５ｃを必要とするので、パッド数が２倍になって実装面積やワイヤボンディング数が増加するという問題点があり、また、各方向共通の信号Ｖｃｃを別のパッド（５ａ、５ｂ）、（パッド１５ａ、１５ｂ）にそれぞれ印加するので寄生容量差が生じて各方向の検出信号が位相ずれを起こすという問題点がある。
【０００７】
本発明は上記従来例の問題点に鑑み、１軸センサを複数個共通の半導体基板上に形成する場合に、各センサのパッド数を減少することができ、また、各センサの寄生容量を同じにして各検出信号の位相ずれを防止することができる容量式力学量センサを提供することを目的とする。
【０００８】
【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、複数個の１軸センサの各固定電極に接続されるパッドを共通化するとともに、複数個の１軸センサの各固定電極と共通のパッドの配線を対称に形成したことを特徴とする。
上記構成により、複数個の１軸センサの各固定電極に接続されるパッドを共通化したので各センサのパッド数を減少させることができ、また、複数個の１軸センサの各固定電極と共通のパッドの配線を対称に形成したので、各センサの寄生容量を同じにして各検出信号の位相ずれを防止することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
＜第１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は従来例と本発明に係る容量式力学量センサの第１の実施の形態を比較して示す構成図である。
【００１０】
図１（ａ）は、１軸センサを２個用いてそれぞれをＸ方向、Ｙ方向に完全に独立して半導体基板１０上に配置した従来の２軸センサを示し、Ｘ方向のセンサのパッド５ａ、５ｂ、５ｃとＹ方向のセンサのパッド１５ａ、１５ｂ、１５ｃが独立して設けられている。図１（ｂ）は本発明の第１の実施の形態を示し、Ｘ方向センサの固定電極１のパッド５ｂとＹ方向センサの固定電極１のパッド１５ａが共通化され、また、Ｘ方向センサの固定電極１のパッド５ａとＹ方向センサの固定電極１のパッド１５ｂが共通化されている。なお、Ｘ、Ｙ方向の各センサの可動電極２のパッド５ｃ、１５ｃは、各検出信号を取り出すので当然に独立している。
【００１１】
さらに、図１（ｂ）に示す本発明の第１の実施の形態では、Ｘ方向のセンサの共通パッド５ａ（パッド１５ｂ）から固定電極１までの配線６ａと、Ｙ方向のセンサの共通パッド５ａから固定電極１までの配線１６ｂが対称に形成され、また、Ｘ方向のセンサの共通パッド５ｂ（パッド１５ａ）から固定電極１までの配線６ｂと、Ｙ方向のセンサの共通パッド５ｂ（パッド１５ａ）から固定電極１までの配線１６ａが対称に形成されている。
【００１２】
このように、Ｘ、Ｙ方向の各センサの固定電極１のパッドを共通化することにより、Ｘ、Ｙ方向の各センサの固定電極１に印加される共通のパルス電圧Ｖｃｃの位相差を低減させることができ、また、実装面積やワイヤボンディング数を低減させることができる。さらに、Ｘ、Ｙ方向の各センサの共通パッド５ｂ（パッド１５ａ）、５ａ（１５ｂ）から固定電極１までの配線を対称に形成することにより、各方向の配線抵抗、半導体基板１０との寄生容量を等しくすることができるので、パルス電圧Ｖｃｃの位相差を低減させることができる。
【００１３】
＜第２の実施の形態＞
第１の実施の形態では、Ｘ、Ｙ方向の各センサを矩形の半導体基板１０の縦横方向に配置したが、例えば図２に示すようにＸ、Ｙ方向の各センサを矩形の半導体基板１０の＋４５度方向、−４５度方向のように斜めに配置してもよい。このような第２の実施の形態によれば、車両などの設置場所の方向に制限を受ける場合などに好適である。
【００１４】
＜第３の実施の形態＞
また、例えば図３に示すように２個の１軸センサを平行に配置してもよい。このような第３の実施の形態によれば、玉突き事故のように前方の衝撃の後に後方から衝突される場合に両方向の加速度を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例と本発明に係る容量式力学量センサの第１の実施の形態を比較して示す構成図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す構成図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態を示す構成図である。
【図４】従来の１軸センサを示す構成図である。
【図５】図１の１軸センサの等価回路及びスイッチドキャパシタ回路を示す回路図である。
【符号の説明】
１  固定電極
２  可動電極
５ａ、５ｂ、５ｃ、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ  パッド
６ａ、６ｂ、１６ａ、１６ｂ  配線
１０  半導体基板
【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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