專利名稱：物理量傳感器以及電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及物理量傳感器以及電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
近年來，開發(fā)了例如使用娃MEMS (Micro Electro Mechanical System:微電子機械系統(tǒng))技術(shù)檢測物理量的慣性傳感器等物理量傳感器。例如，在專利文獻(xiàn)I中，公開了利用旋轉(zhuǎn)動作(杠桿擺動)檢測Z軸方向的加速度的杠桿型的物理量傳感器。專利文獻(xiàn)I的物理量傳感器具備導(dǎo)電性板、和具有質(zhì)量不同的第I和第2區(qū)域的保證質(zhì)量，該保證質(zhì)量根據(jù)Z軸方向的加速度，繞分離第I和第2區(qū)域的撓性軸旋轉(zhuǎn)。專利文獻(xiàn)I的物理量傳感器根據(jù)由于該保證質(zhì)量的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的、導(dǎo)電性板與保證質(zhì)量之間的靜電電容的變化檢測加速度。此外，專利文獻(xiàn)I的物理量傳感器具有用于限制保證質(zhì)量的旋轉(zhuǎn)的保護(hù)屏蔽板、和朝向該保護(hù)屏蔽板突出的止擋件。由此，防止導(dǎo)電性板與保證質(zhì)量接觸，從而提高可靠性。專利文獻(xiàn)I日本特開2008-529001號公報但是，在專利文獻(xiàn)I的物理量傳感器中，必須通過在保證質(zhì)量上堆積預(yù)定的材料，并進(jìn)行圖形化來形成止擋件，存在制造工序復(fù)雜化的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的幾個方式的目的之一在于提供能夠簡化制造工序、并且可靠性高的物理量傳感器。本發(fā)明的幾個方式的目的之一還在于提供包含上述物理量傳感器的電子設(shè)備。本發(fā)明正是為了解決上述課題中的至少一部分而完成的，可作為以下方式或應(yīng)用例來實現(xiàn)。[應(yīng)用例I]本應(yīng)用例的物理量傳感器包含:基板；擺動體，其設(shè)置在所述基板的上方；支撐部，其支撐所述擺動體，沿著第I軸進(jìn)行配置；以及檢測電極，其設(shè)置于所述基板，與所述擺動體相對配置，所述擺動體具有與第2軸交叉的一對側(cè)面，該第2軸在平面中與所述第I軸垂直，在所述一對側(cè)面的至少一部分,設(shè)置有在所述平面內(nèi)延伸的突起部。根據(jù)這種物理量傳感器，能夠在產(chǎn)生較大的加速度的情況下，防止擺動體與基板碰撞。因此，能夠防止擺動體的損傷，能夠提高可靠性。并且，將突起部設(shè)置于擺動體的側(cè)面，因此例如能夠通過對I個基板進(jìn)行圖形化來形成擺動體和突起部。因此，能夠簡化制造工序。[應(yīng)用例2]
在本應(yīng)用例的物理量傳感器中，可以包含電極，該電極設(shè)置于所述基板的所述檢測電極的配置區(qū)域的外側(cè)，并且與所述擺動體相對配置，所述電極與所述擺動體電連接。根據(jù)這種物理量傳感器，能夠?qū)[動體和電極設(shè)為相等電位，能夠防止擺動體粘貼到基板。[應(yīng)用例3]在本應(yīng)用例的物理量傳感器中，可以是所述突起部在平面視圖中，不與所述檢測電極和所述電極重疊。根據(jù)這種物理量傳感器，能夠在突起部與基板碰撞時，防止檢測電極和電極損傷。[應(yīng)用例4]在本應(yīng)用例的物理量傳感器中，可以是所述突起部的平面形狀的末端為尖頭狀。根據(jù)這種物理量傳感器，能夠減小突起部與基板的接觸面積，能夠防止擺動體(突起部)粘貼到基板。[應(yīng)用例5]在本應(yīng)用例的物理 量傳感器中，可以是所述突起部的平面形狀的末端為圓弧狀。根據(jù)這種物理量傳感器，能夠減小突起部與基板的接觸面積，能夠防止擺動體(突起部)粘貼到基板。[應(yīng)用例6]在本應(yīng)用例的物理量傳感器中，可以是所述突起部與所述擺動體設(shè)置成一體。根據(jù)這種物理量傳感器，能夠簡化制造工序。[應(yīng)用例7]在本應(yīng)用例的物理量傳感器中，可以是所述擺動體的平面形狀為矩形，并具有與所述第2軸交叉的第I側(cè)面和第2側(cè)面，在利用通過所述第I側(cè)面的所述第I軸方向的寬度中心的所述第2軸將所述第I側(cè)面劃分為第I區(qū)域和第2區(qū)域時，在所述第I區(qū)域和所述第2區(qū)域中分別設(shè)置有所述突起部。根據(jù)這種物理量傳感器，能夠更可靠地防止擺動體與基板碰撞。[應(yīng)用例8]在本應(yīng)用例的物理量傳感器中，可以在所述擺動體的周圍配置有框體，所述擺動體通過所述支撐部與所述框體隔開而連接，所述擺動體和所述突起部的外側(cè)緣與所述框體的內(nèi)側(cè)緣之間的空隙寬度均勻。根據(jù)這種物理量傳感器，能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的小型化。此外，在將傳感器基板接合到基板，并蝕刻傳感器基板來形成擺動體的工序中，如果將擺動體和突起部的外側(cè)緣與框體的內(nèi)側(cè)緣之間的空隙寬度設(shè)計成均勻，則能夠用I次蝕刻工序形成擺動體和突起部，能夠改善制造效率。[應(yīng)用例9]在本應(yīng)用例的物理量傳感器中，可以是所述擺動體在以所述第I軸為界時在一方區(qū)域和另一方區(qū)域中質(zhì)量不同。[應(yīng)用例10]在本應(yīng)用例的物理量傳感器中，可以是所述檢測電極包含配置于與所述擺動體的所述一方區(qū)域相對的位置的第I檢測電極、和配置于與所述擺動體的所述另一方區(qū)域相對的位置的第2檢測電極。[應(yīng)用例11]本應(yīng)用例的電子設(shè)備包含本應(yīng)用例的物理量傳感器。根據(jù)這種電子設(shè)備，由于包含本應(yīng)用例的物理量傳感器，因此能夠簡化制造工序，并且具備高可靠性。


圖1是示意性示出本實施方式的物理量傳感器的俯視圖。圖2是示意性示 出本實施方式的物理量傳感器的剖視圖。圖3是示意性示出本實施方式的物理量傳感器的剖視圖。圖4是用于說明擺動體的動作和可變電容的電容值的變化的圖。圖5是示意性示出本實施方式的物理量傳感器的制造工序的剖視圖。圖6是示意性示出本實施方式的物理量傳感器的制造工序的剖視圖。圖7是示意性示出本實施方式的物理量傳感器的制造工序的剖視圖。圖8是示意性示出本實施方式的物理量傳感器的制造工序的剖視圖。圖9是示意性示出本實施方式的第I變形例的物理量傳感器的俯視圖。圖10是示意性示出本實施方式的第2變形例的物理量傳感器的俯視圖。圖11是示意性示出本實施方式的電子設(shè)備的立體圖。圖12是示意性示出本實施方式的電子設(shè)備的立體圖。圖13是示意性示出本實施方式的電子設(shè)備的立體圖。標(biāo)號說明C1、C2:可變電容；M:掩模；Q:支撐軸;2、4:空隙；10:支撐基板；12:凹部；14:面；20:擺動體；21a:可動電極；21b:可動電極；24 第I側(cè)面；24a 第I區(qū)域；24b 第2區(qū)域；25:第2側(cè)面；25a:第3區(qū)域；25b:第4區(qū)域；26:貫通孔；28:上表面；29:下表面；30:突起部；40 第I支撐部；42:第2支撐部；50:第I檢測電極；52:第2檢測電極；54:相對電極；60:框體；62:凹部；70:蓋體；100:物理量傳感器；101:玻璃基板；200:物理量傳感器；201:硅基板；300:物理量傳感器；1100:個人計算機；1102:鍵盤；1104:主體部；1106:顯示單元；1108:顯示部；1200:便攜電話機；1202:操作按鈕；1204:接聽口 ；1206:發(fā)送口 ；1208:顯示部；1300:數(shù)字靜態(tài)照相機；1302:外殼；1304:受光單元；1306:快門按鈕；1308:存儲器；1310:顯示部；1312:視頻信號輸出端子；1314:輸入輸出端子；1430:電視監(jiān)視器；1440:個人計算機。
具體實施例方式下面，參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。另外，以下說明的實施方式并不對權(quán)利要求書中記載的本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行不恰當(dāng)?shù)南薅ā２⑶乙韵抡f明的所有結(jié)構(gòu)不是本發(fā)明必需的結(jié)構(gòu)要件。1.物理量傳感器首先，參照

本實施方式的物理量傳感器。圖1是示意性示出本實施方式的物理量傳感器100的俯視圖。圖2和圖3是示意性示出本實施方式的物理量傳感器100的剖視圖。另外，圖2是圖1的II 一 II線的剖視圖，圖3是圖1的II1-1II線的剖視圖。此外，在圖1中，為了方便省略了蓋體70的圖示。在圖1 圖3中，作為彼此垂直的3個軸，圖示了 X軸、Y軸、Z軸。物理量傳感器100例如能夠用作慣性傳感器，具體而言，能夠用作例如用于測量鉛直方向(Z軸方向)的加速度的加速度傳感器(靜電電容型加速度傳感器、靜電電容型MEMS加速度傳感器)。如圖1和圖2所示，物理量傳感器100構(gòu)成為包含支撐基板10、擺動體20、突起部30、支撐部40和42、第I檢測電極50、第2檢測電極52、相對電極(電極)54、框體60以及蓋體70。在支撐基板10上，設(shè)置有第I檢測電極50、第2檢測電極52和相對電極54。在圖示的例子中，這些電極50、52、54設(shè)置于規(guī)定支撐基板10的凹部12的底部的面14上。此夕卜，在支撐基板10上接合有框體60和蓋體70。能夠由支撐基板10和蓋體70形成用于收納擺動體20的空間。支撐基板10的材質(zhì)沒有特別限定，例如為玻璃。擺動體20設(shè)置在支撐基板10的上方。擺動體20由第I支撐部40和第2支撐部42支撐。擺動體20例 如在產(chǎn)生鉛直方向(Z軸方向)的加速度時，能夠以由支撐部40、42決定的支撐軸Q為擺動軸(旋轉(zhuǎn)軸)，進(jìn)行杠桿擺動(杠桿動作)。擺動體20具有第I杠桿片(第I部分)20a、和第2杠桿片(第2部分)20b。在平面視圖中，第I杠桿片20a是被支撐軸Q劃分的擺動體20的兩個部分中的一方(在圖1中是位于右側(cè)的部分)。在平面視圖中，第2杠桿片20b是被支撐軸Q劃分的擺動體20的兩個部分中的另一方(在圖1中是位于左側(cè)的部分)。例如，在對擺動體20施加了鉛直方向(Z軸方向)的加速度(例如重力加速度)時，分別在第I杠桿片20a和第2杠桿片20b中產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩(力矩)。此處，在第I杠桿片20a的轉(zhuǎn)矩(例如沿順時針方向的轉(zhuǎn)矩)與第2杠桿片20b的轉(zhuǎn)矩(例如沿逆時針方向的轉(zhuǎn)矩)均衡的情況下，擺動體20的傾斜度不發(fā)生變化，不能檢測出加速度的變化。由此,將擺動體20設(shè)計成，使得施加了鉛直方向(Z軸方向)的加速度時，第I杠桿片20a的轉(zhuǎn)矩與第2杠桿片20b的轉(zhuǎn)矩不均衡，在擺動體20中產(chǎn)生預(yù)定的傾斜度。在物理量傳感器100中，通過將支撐軸Q配置在偏離擺動體20的中心(重心)的位置(通過使得從支撐軸Q到各杠桿片20a、20b的末端的距離不同)，使杠桿片20a、20b具有相互不同的質(zhì)量。即，擺動體20在以支撐軸Q為界時，在一方的區(qū)域(第I杠桿片20a)和另一方的區(qū)域(第2杠桿片20b)中質(zhì)量不同。具體而言，從支撐軸Q到第I杠桿片20a的第I側(cè)面24的距離比從支撐軸Q到第2杠桿片20b的第2側(cè)面25的距離大。此外，第I杠桿片20a的厚度與第2杠桿片20b的厚度相等。因此，第I杠桿片20a的質(zhì)量比第2杠桿片20b的質(zhì)量大。由此，杠桿片20a、20b具有相互不同的質(zhì)量，由此能夠使得在施加鉛直方向(Z軸方向)的加速度時，第I杠桿片20a的轉(zhuǎn)矩與第2杠桿片20b的轉(zhuǎn)矩不均衡。因此，在施加鉛直方向(Z軸方向)的加速度時，能夠在擺動體20中產(chǎn)生預(yù)定的傾斜度。另外，雖然未圖示，但也可以通過將支撐軸Q配置于擺動體20的中心、并且使杠桿片20a、20b的厚度相互不同，而使杠桿片20a、20b具有相互不同的質(zhì)量。在這種情況下，在施加鉛直方向(Z軸方向)的加速度時，也能夠在擺動體20中產(chǎn)生預(yù)定的傾斜度。擺動體20的平面形狀(從Z軸方向觀察時的形狀)例如為長方形。具體而言，擺動體20的平面形狀為長方形，具有沿著X軸的長邊、沿著Y軸的短邊。此外，第I杠桿片20a的平面形狀例如為長方形，具有沿著X軸的長邊、和沿著Y軸的短邊，第2杠桿片20b的平面形狀例如為長方形，具有沿著Y軸的長邊、和沿著X軸的短邊。另外，擺動體20和各杠桿片20a、20b的平面形狀沒有特別限定。擺動體20與支撐基板10隔開設(shè)置。在圖示的例子中，在擺動體20與支撐基板10之間設(shè)置有空隙2。此外，擺動體20通過支撐部40、42與框體60隔開連接。在擺動體20與框體60之間設(shè)置有空隙4。在擺動體20的周圍存在空隙2、4，從而擺動體20能夠進(jìn)行杠桿擺動。 擺動體20能夠作為可動電極21a、21b發(fā)揮功能。擺動體20可以通過由導(dǎo)電性材料(摻入了雜質(zhì)的硅等)構(gòu)成來形成可動電極，并且還能夠在擺動體20的表面上形成由金屬等導(dǎo)體層構(gòu)成的可動電極。在圖示的例子中，擺動體20通過由導(dǎo)電性材料(摻入了雜質(zhì)的硅)構(gòu)成來形成可動電極21a、21b。即，第I杠桿片20a作為可動電極21a發(fā)揮功能，第2杠桿片20b作為可動電極21b發(fā)揮功能。此外，在支撐基板10的與可動電極21a相對的位置處設(shè)置有第I檢測電極50。通過該可動電極21a和第I檢測電極50構(gòu)成可變電容Cl。在支撐基板10的與可動電極21b相對的位置處設(shè)置有第2檢測電極52。通過該可動電極21b和第2檢測電極52構(gòu)成可變電容C2?？勺冸娙軨l和可變電容C2例如構(gòu)成為在圖2所示的擺動體20處于水平的狀態(tài)下，成為相同電容?？蓜与姌O21a和可動電極21b的位置根據(jù)擺動體20的杠桿擺動發(fā)生變化。由此，可變電容Cl、C2的電容值發(fā)生變化。在圖示的例子中，通過擺動體20自身形成可動電極2la、21b，因此可動電極2la、2Ib是具有相同電位的電極。另外，雖然未圖示，但可以在蓋體70的與可動電極21a相對的位置處設(shè)置有第I檢測電極50，在蓋體70的與可動電極21b相對的位置處設(shè)置有第2檢測電極52。在擺動體20中，設(shè)置有從擺動體20的上表面28貫通到擺動體20的下表面29的貫通孔(狹縫)26。由此，能夠減少擺動體20擺動時的空氣影響(空氣阻力)。在圖示的例子中，設(shè)置有多個貫通孔26。突起部30設(shè)置于第I杠桿片20a的側(cè)面(第I側(cè)面)24和第2杠桿片20b的側(cè)面(第2側(cè)面)25。此處，第I側(cè)面24和第2側(cè)面25是與軸(第2軸)L交叉(在圖示的例子中為垂直)的一對面,軸(第2軸)L在平面中與支撐軸(第I軸)Q垂直。換言之，第I側(cè)面24和第2側(cè)面25是夾著支撐軸Q相互相對的面。在圖示的例子中，第I側(cè)面24和第2側(cè)面25是相互平行。此外，第I側(cè)面24和第2側(cè)面25與支撐軸Q平行。第I側(cè)面24例如是第I杠桿片20a的面中的、處于最遠(yuǎn)離支撐軸Q的位置處的面。此外，第2側(cè)面25例如是第2杠桿片20b的面中的、處于最遠(yuǎn)離支撐軸Q的位置處的面。突起部30從側(cè)面24、25起，朝擺動體20的上表面28 (或下表面29)的面內(nèi)方向延伸。在圖示的例子中，設(shè)置于第I側(cè)面24的突起部30從第I側(cè)面24起朝+ X軸方向延伸。此外，設(shè)置于第2側(cè)面25的突起部30從第2側(cè)面25起朝一 X軸方向延伸。突起部30例如在由擺動體20和突起部30構(gòu)成的構(gòu)造體(以支撐軸Q為擺動軸進(jìn)行杠桿擺動的構(gòu)造體)中，是最遠(yuǎn)離支撐軸Q的部分(端部)。因此，在產(chǎn)生較大的加速度而該構(gòu)造體接觸支撐基板10時，在該構(gòu)造體中，突起部30能夠最先接觸支撐基板10。突起部30能夠作為用于限制擺動體20的動作(杠桿擺動)的止擋件發(fā)揮功能。在圖示的例子中，突起部30的平面形狀為四邊形。突起部30的厚度(在圖示的例子中為Z軸方向的大小)與擺動體20 (杠桿片20a、20b)的厚度(在圖示的例子中為Z軸方向的大小)相同。擺動體20的X軸方向的大小例如為Imm左右，擺動體20的Y軸方向的大小例如為300 500 μ m左右。突起部30的X軸方向的大小例如為10 μ m左右，突起部30的Y軸方向的大小例如為10 μ m左右。突起部30與擺動體20設(shè)置成一體。具體而言，突起部30和擺動體20通過對一個基板(后述的硅基板201)進(jìn)行圖形化而一體形成。在圖示的例子中，擺動體20、突起部30、支撐部40和42以及框體60 —體形成。如圖1所示，第I側(cè)面24被軸L劃分為第I區(qū)域24a和第2區(qū)域24b。具體而言，第I側(cè)面24被軸L劃分為第I區(qū)域24a和第2區(qū)域24b，該軸L通過第I側(cè)面24的沿著支撐軸(第I軸)Q的方向(Y方向)的寬度中心。在圖1所示的例子中，軸L通過第I側(cè)面24的中心和第2側(cè)面25的中心，并且在XY平面上與支撐軸Q垂直。在第I區(qū)域24a和第2區(qū)域24b中分別設(shè)置有突起部30。在圖示的例子中，在第I區(qū)域24a和第2區(qū)域24b中分別設(shè)置有一個突起部30，但是也可以在各區(qū)域24a、24b中設(shè)置有多個突起部30。如圖1所示，第2側(cè)面25被軸L劃分為第3區(qū)域25a和第4區(qū)域25b。具體而言，第2側(cè)面25被軸L劃分為第3區(qū)域25a和第4區(qū)域25b，該軸L通過第2側(cè)面25的沿著支撐軸(第I軸)Q的方向(Y方向)的寬度中心。在第3區(qū)域25a和第4區(qū)域25b中分別設(shè)置有突起部30。在圖示的例子中，在第3區(qū)域25a和第4區(qū)域25b中分別設(shè)置有一個突起部30，但是也可以在各區(qū)域25a、25b中設(shè)置有多個突起部30。設(shè)置于第I側(cè)面24的突起部30的數(shù)量與設(shè)置于第2側(cè)面25的突起部30的數(shù)量例如相同。第I支撐部40和第2支撐部42對擺動體20進(jìn)行支撐。第I支撐部40和第2支撐部42作為扭簧(扭力彈簧)發(fā)揮功能。由此，針對由于擺動體20進(jìn)行杠桿擺動而在彈簧中產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形具有較強的恢復(fù)力，從而能夠防止支撐部破損。第I支撐部40和第2支撐部42沿著支撐軸Q進(jìn)行配置。第I支撐部40和第2支撐部42是決定作為擺動體20的旋轉(zhuǎn)中心(擺動中心)的支撐軸Q的位置的部件。在圖示的例子中，第I支撐部40和第2支撐部42在平面視圖中與支撐軸Q重疊。第I支撐部40和第2支撐部42從框體60延伸到擺動體20。第I支撐部40和第2支撐部42的延伸方向(Y軸方向)與支撐軸Q的延伸方向(Y軸方向)一致。擺動體20經(jīng)由支撐部40、42被固定于框體60。 第I檢測電極50設(shè)置在支撐基板10上。第I檢測電極50與擺動體20 (可動電極21a)相對配置?？蓜与姌O21a隔著空隙2位于第I檢測電極50上方。將第I檢測電極50設(shè)置成與可動電極21a之間形成電容Cl。第2檢測電極52設(shè)置在支撐基板10上。第2檢測電極52與擺動體20 (可動電極21b)相對配置?？蓜与姌O21b隔著空隙2位于第2檢測電極52上方。將第2檢測電極52設(shè)置成與可動電極21b之間形成電容C2。第I檢測電極50的平面形狀與第2檢測電極52的平面形狀例如是以支撐軸Q為軸而軸對稱的。相對電極54設(shè)置在支撐基板10上。相對電極54設(shè)置于支撐基板10的檢測電極
50、52的配置區(qū)域的外側(cè)。相對電極54與擺動體20相對配置。擺動體20隔著空隙2位于相對電極54上方。相對電極54位于與擺動體20相對的位置,且避開設(shè)置有檢測電極50、52的區(qū)域形成。相對電極54與擺動體20電連接。具體而言，如圖3所示，相對電極54形成于規(guī)定凹部12的底部的面14、規(guī)定凹部12的側(cè)部的面以及框體60與支撐基板10之間的區(qū)域，經(jīng)由框體60和支撐部40、42與擺動體20連接。因此，相對電極54可與擺動體20為相等電位。檢測電極50、52和相對電極54例如在平面視圖中，設(shè)置于不與突起部30重疊的位置。檢測電極50、52和相對電極54例如避開突起部30與支撐基板10接觸的區(qū)域進(jìn)行設(shè)置。檢測電極50、52和相對電極54的材質(zhì)例如為招、金、ITO (Indium Tin Oxide:氧化銦錫)等。期望檢測 電極50、52和相對電極54的材質(zhì)為ITO等透明電極材料。是因為通過使用透明電極材料作為檢測電極50、52和相對電極54，在支撐基板10為透明基板(玻璃基板)的情況下，能夠容易地視覺辨認(rèn)存在于電極50、52、54上的異物等?？蝮w60設(shè)置在支撐基板10上?？蝮w60在平面視圖中包圍擺動體20和突起部30。如圖1所示，擺動體20和突起部30的外側(cè)緣(由擺動體和突起部構(gòu)成的可動體的外側(cè)緣)與框體60的內(nèi)側(cè)緣之間的空隙4的寬度均勻。在將傳感器基板接合到支撐基板，并蝕刻傳感器基板來形成擺動體的工序中，如果將擺動體和突起部的外側(cè)緣與框體的內(nèi)側(cè)緣之間的空隙寬度設(shè)計成均勻，則能夠用I次蝕刻工序形成擺動體和突起部，能夠改善制造效率。即，空隙4的寬度是將圖8所示的硅基板201 (傳感器基板)圖形化為期望的形狀來形成擺動體的工序中的蝕刻的去除寬度。在圖1所示的例子中，在框體60的與突起部30相對的側(cè)面設(shè)置有凹部62。凹部62是設(shè)置于框體60的側(cè)面的凹陷。通過在框體60上形成凹部62，例如能夠?qū)[動體20(第I側(cè)面24)與框體60之間的空隙4的大小4a、和突起部30與框體60之間的空隙4的大小4b設(shè)為相等。由此，在對一個基板(后述的硅基板201)進(jìn)行蝕刻來形成擺動體20和突起部30的情況下，能夠提高加工精度。空隙4的大小4a、4b例如為4 5μπι左右。并且，與不設(shè)置凹部的情況相比，能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的小型化。凹部62的平面形狀是與突起部30的平面形狀對應(yīng)的四邊形?？蝮w60的材質(zhì)例如與擺動體20的材質(zhì)相同。將蓋體70載置于支撐基板10。能夠使用例如硅基板(硅制的基板)作為蓋體70。在使用玻璃基板作為支撐基板10的情況下，支撐基板10與蓋體70可以通過陽極接合進(jìn)行接合。接著，針對擺動體20的動作、和伴隨該動作的可變電容Cl、C2的電容值變化進(jìn)行說明。圖4是用于說明擺動體20的動作和可變電容C1、C2的電容值的變化的圖。
在圖4 (A)中，擺動體20維持水平狀態(tài)(該狀態(tài)與沒有重力加速度的狀態(tài)(無重力狀態(tài))對應(yīng))。支撐軸Q與第I杠桿片20a的末端之間的距離比支撐軸Q與第2杠桿片20b的末端之間的距離大。因此，在圖4 (A)的狀態(tài)下，例如，在鉛直向下的方向(一 Z軸方向)上產(chǎn)生了加速度時，在第I杠桿片20a上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩比在第2杠桿片20b上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩大，擺動體20沿順時針方向旋轉(zhuǎn)。另外，此處，說明為突起部30不對擺動體20的動作產(chǎn)生影響的情況。因此，在圖4中省略了突起部30的圖示。在圖4 (B)的狀態(tài)下，對擺動體20施加例如重力加速度Gl (=1G)。伴隨于此，擺動體20沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，在擺動體20上產(chǎn)生傾斜度。由于該擺動體20的杠桿擺動，可動電極21a與第I檢測電極50之間的距離變小，結(jié)果可變電容Cl的電容值增大。另一方面，可動電極21b與第2檢測電極52之間的距離變大，結(jié)果可變電容C2的電容值減小。在物理量傳感器100中，能夠通過表示該可變電容C1、C2的電容值的變化的兩個檢測信號(差動信號)檢測加速度的大小和方向。具體而言，能夠根據(jù)兩個檢測信號各自的變化程度，檢測重力加速度Gl的值(=1G)。此外，能夠根據(jù)兩個檢測信號各自變化的方向，確定加速度的方向(鉛直向下、一 Z軸方向)。在圖4 (C)的狀態(tài)下，在對擺動體20施加了重力加速度(=IG)的狀態(tài)下，進(jìn)一步對擺動體20施加鉛直向上(+Z軸方向)的加速度G2。該情況下，擺動體20沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)，在擺動體20上產(chǎn)生與圖4 (B)的情況相反的傾斜度。由于該擺動體20的杠桿擺動，可動電極21a與第I檢測電極50之間的距離變大，結(jié)果可變電容Cl的電容值減小。另一方面，可動電極21b與第2檢測電極52之間的距離變小，結(jié)果可變電容C2的電容值增大。以在圖4 (B)的狀態(tài)下得到的檢測信號(即重力加速度的大小和方向)為基準(zhǔn)，判定圖4 (C)的狀態(tài)下的檢測信號，從而能夠檢測在圖4 (C)的狀態(tài)下，在哪個方向上作用了哪種程度的加速度。即，能夠基于在圖4 (C)的狀態(tài)下得到的兩個檢測信號，根據(jù)兩個檢測信號各自的變化程度，檢測所施加的加速度G2的值。此外，能夠根據(jù)兩個檢測信號各自變化的方向，確定加速度G2 的方向(鉛直向上、+Z軸方向)。如上所述，物理量傳感器100能夠用作加速度傳感器或陀螺儀傳感器等慣性傳感器，具體而言，能夠用作例如用于測量鉛直方向(Z軸方向)的加速度的靜電電容型加速度傳感器。本實施方式的物理量傳感器100例如具有以下特征。在物理量傳感器100中，在擺動體20的側(cè)面24、25設(shè)置有突起部30。由此，在產(chǎn)生了較大的加速度的情況下，能夠防止擺動體20 (可動電極21a、21b)與支撐基板10碰撞。因此，能夠防止擺動體(可動電極)的損傷，能夠提高可靠性。并且，與沒有設(shè)置突起部的情況(擺動體與支撐基板直接接觸的情況)相比，能夠減小與支撐基板10的接觸面積。因此，能夠防止擺動體粘貼到支撐基板。此外，在擺動體20的側(cè)面24、25設(shè)置有突起部30，因此例如能夠通過對I個基板(后述的硅基板201)進(jìn)行圖形化來形成擺動體20和突起部30。因此，能夠簡化制造工序。在物理量傳感器100中，相對電極54與擺動體20電連接。由此，能夠?qū)[動體20與相對電極54設(shè)為相等電位，從而能夠防止擺動體20由于在擺動體20與支撐基板10之間產(chǎn)生電位差而粘貼到支撐基板10。在物理量傳感器100中，突起部30在平面視圖中不與檢測電極50、52和相對電極54重疊。由此，能夠在突起部30與支撐基板10碰撞時，防止檢測電極50、52和相對電極54損傷。在物理量傳感器100中，突起部30與擺動體20設(shè)置成一體。即，能夠通過對I個基板進(jìn)行圖形化來形成突起部30和擺動體20。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)制造工序的簡化。在物理量傳感器100中，在第I側(cè)面24的第I區(qū)域24a和第2區(qū)域24b中分別設(shè)置有至少一個突起部30。由此，能夠更可靠地防止擺動體20與支撐基板10碰撞。在物理量傳感器100中，擺動體20和突起部30的外側(cè)緣與框體60的內(nèi)側(cè)緣之間的空隙4的寬度均勻。由此，在將傳感器基板接合到支撐基板，并蝕刻傳感器基板來形成擺動體的工序中，如果將擺動體和突起部的外側(cè)緣與框體的內(nèi)側(cè)緣之間的空隙寬度設(shè)計成均勻，則能夠用I次蝕刻工序形成擺動體和突起部，能夠改善制造效率。 物理量傳感器100包含框體60，在框體60與突起部30相對的側(cè)面設(shè)置有凹部62。由此，例如能夠?qū)[動體20 (第I側(cè)面24)與框體60之間的空隙4的大小4a、和突起部30與框體60之間的空隙4的大小4b設(shè)為相等。因此，在對一個基板進(jìn)行蝕刻來形成擺動體20和突起部30的情況下，能夠提高加工精度。例如，在擺動體(第I側(cè)面)與框體之間的空隙大小比突起部與框體之間的空隙大小大的情況下，在蝕刻基板形成擺動體和突起部的工序中，空隙大小較大的區(qū)域先被蝕刻,有時不能高精度地形成擺動體和突起部的形狀。根據(jù)物理量傳感器100，能夠不產(chǎn)生這種問題。并且，通過在框體60的側(cè)面設(shè)置凹部62，與不在框體上設(shè)置凹部的情況相比，能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的小型化。2.物理量傳感器的制造方法接著，參照

本實施方式的物理量傳感器的制造方法。圖5 圖8是示意性示出本實施方式的物理量傳感器100的制造工序的剖視圖。如圖5所示，例如在玻璃基板101上形成掩模M。掩模M例如用濺射法或涂覆法等在玻璃基板101形成絕緣層的膜后，通過將該絕緣層圖形化為預(yù)定形狀而形成。如圖6所示，以掩模M為掩模對玻璃基板101進(jìn)行濕蝕刻，形成凹部12。由此，能夠形成支撐基板10。接著，在規(guī)定凹部12的底部的面14上形成第I檢測電極50、第2檢測電極52和相對電極54。電極50、52、54在通過濺射法等在支撐基板10的面14上形成導(dǎo)電層的膜后，使用光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)對該導(dǎo)電層進(jìn)行圖形化而形成。如圖7所示，使硅基板201 (傳感器基板)與支撐基板10接合。支撐基板10與硅基板201的接合例如通過陽極接合、直接接合或使用粘接劑進(jìn)行。如圖8所示，例如用磨削機磨削硅基板201使其薄膜化后，圖形化為期望形狀而形成擺動體20、突起部30、支撐部40和42以及框體60。圖形化利用光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)(干蝕刻)進(jìn)行，作為更具體的蝕刻技術(shù)，能夠使用博世(Bosch)法。在本工序中，通過對硅基板201進(jìn)行圖形化(蝕刻)，一體形成擺動體20、突起部30、支撐部40和42以及框體60。在本工序中，通過將擺動體20和突起部30的外側(cè)緣與框體60的內(nèi)側(cè)緣之間的空隙4的寬度設(shè)計成均勻，則能夠用I次蝕刻工序形成擺動體20和突起部30，能夠改善制造效率。此外，在框體60上形成凹部62 (參照圖1)，因此能夠高精度形成突起部30和擺動體20。如圖1和圖2所示，將蓋體70接合到支撐基板10，在通過支撐基板10和蓋體70形成的空間中收納擺動體20。支撐基板10與蓋體70的接合例如通過陽極接合或使用粘接劑等進(jìn)行。
能夠通過以上的工序制造物理量傳感器100。本實施方式的物理量傳感器100的制造方法例如具有以下特征。根據(jù)物理量傳感器100的制造方法，能夠?qū)杌?01進(jìn)行蝕刻，用同一工序形成突起部30和擺動體20。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)制造工序的簡化。根據(jù)物理量傳感器100的制造方法，在擺動體20上設(shè)置有突起部30，因此能夠在制造工序中防止擺動體20粘貼到支撐基板10。例如，在沒有設(shè)置突起部的情況下，擺動體與支撐基板的接觸面積較大，擺動體容易粘貼到支撐基板。與此相對，在物理量傳感器100中，在擺動體20上設(shè)置有突起部30，因此能夠減小與支撐基板的接觸面積，擺動體20不易粘貼到支撐基板10。根據(jù)物理量傳感器100的制造方法，設(shè)置有相對電極54，因此能夠?qū)[動體20與相對電極54設(shè)為相等電位，在制造工序中，能夠防止在擺動體20與支撐基板10之間產(chǎn)生電位差從而擺動體20粘貼到支撐基板10的情況。3.物理量傳感器的變形例(I)第I變形例首先，參照

本實施方式的第I變形例的物理量傳感器。圖9是示意性示出本實施方式的第I變形例的物理量傳感器200的俯視圖。以下，在本實施方式的第I變形例的物理量傳感器200中，對與本實施方式的物理量傳感器100的結(jié)構(gòu)部件具有相同功能的部件標(biāo)注相同標(biāo)號并省略其詳細(xì)說明。在物理量傳感器100的例子中，如圖1所示，突起部30的平面形狀為四邊形。與此相對，在物理量傳感器200中，突起部30的平面形狀的末端為尖頭狀。在圖9所示的例子中，突起部30的平面形狀 為三角形。由此，能夠進(jìn)一步減小突起部30與支撐基板10的接觸面積。因此，能夠更可靠地防止擺動體20 (突起部30)粘貼到支撐基板10。在圖示的例子中，突起部30形成為三角形的頂點位于突起部30的末端。在物理量傳感器200中，設(shè)置于框體60的凹部62的平面形狀是與突起部30的平面形狀對應(yīng)的三角形。(2)第2變形例接著，參照

本實施方式的第2變形例的物理量傳感器。圖10是示意性示出本實施方式的第2變形例的物理量傳感器300的俯視圖。以下，在本實施方式的第2變形例的物理量傳感器300中，對與本實施方式的物理量傳感器100的結(jié)構(gòu)部件具有相同功能的部件標(biāo)注相同標(biāo)號并省略其詳細(xì)說明。在物理量傳感器100的例子中，如圖1所示，突起部30的平面形狀為四邊形。與此相對，在物理量傳感器300中，突起部30的平面形狀的末端為圓弧狀。在圖10所示的例子中，突起部30的平面形狀為半圓形。由此，能夠進(jìn)一步減小突起部30與支撐基板10的接觸面積。因此，能夠更可靠地防止擺動體20 (突起部30)粘貼到支撐基板10。在物理量傳感器300中，設(shè)置于框體60的凹部62的平面形狀是與突起部30的平面形狀對應(yīng)的半圓形。4.電子設(shè)備接著，參照

本實施方式的電子設(shè)備。本實施方式的電子設(shè)備包含本發(fā)明的物理量傳感器。以下，作為本發(fā)明的物理量傳感器，對包含物理量傳感器100的電子設(shè)備進(jìn)行說明。圖11是示意性示出移動型(或筆記本型)的個人計算機1100作為本實施方式的電子設(shè)備的立體圖。如圖11所示，個人計算機1100由具有鍵盤1102的主體部1104以及具有顯示部1108的顯示單元1106構(gòu)成,顯示單元1106通過鉸鏈構(gòu)造部以能夠轉(zhuǎn)動的方式支承在主體部1104上。在這種個人計算機1100中內(nèi)置有物理量傳感器100。圖12是示意性示出便攜電話機(也包含PHS) 1200作為本實施方式的電子設(shè)備的立體圖。如圖12所示，便攜電話機1200具有多個操作按鈕1202、接聽口 1204以及發(fā)送口1206，在操作按鈕1202與接聽口 1204之間配置有顯示部1208。在這種便攜電話機1200中內(nèi)置有物理量傳感器100。圖13是示意性示出數(shù)字靜態(tài)照相機1300作為本實施方式的電子設(shè)備的立體圖。另外，在圖13中，還簡單地示出與外部設(shè)備之間的連接。這里，通常的照相機是通過被攝體的光像對銀鹽膠片進(jìn)行感光，與此相對，數(shù)字靜態(tài)照相機1300通過CCD (Charge Coupled Device:電荷稱合器件)等攝像元件對被攝體的光像進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，生成攝像信號(圖像信號)。在數(shù)字靜態(tài)照相機1300的外殼(機身)1302的背面設(shè)置有顯示部1310，構(gòu)成為根據(jù)C⑶的攝像信號進(jìn)行顯示， 顯示部1310作為取景器發(fā)揮功能，將被攝體顯示為電子圖像。并且，在外殼1302的正面?zhèn)?圖中背面?zhèn)?設(shè)置有包含光學(xué)鏡頭(攝像光學(xué)系統(tǒng))和CXD等的受光單元1304。攝影者確認(rèn)在顯示部1310中顯示的被攝體像，并按下快門按鈕1306時，將該時刻的CCD的攝像信號傳輸?shù)酱鎯ζ?308內(nèi)進(jìn)行存儲。并且，在該數(shù)字靜態(tài)照相機1300中，在外殼1302的側(cè)面設(shè)置有視頻信號輸出端子1312和數(shù)據(jù)通信用的輸入輸出端子1314。而且，根據(jù)需要，在視頻信號輸出端子1312上連接電視監(jiān)視器1430，在數(shù)據(jù)通信用的輸入輸出端子1314上連接個人計算機1440。而且，構(gòu)成為通過規(guī)定操作，將存儲在存儲器1308中的攝像信號輸出到電視監(jiān)視器1430或個人計算機1440。在這種數(shù)字靜態(tài)照相機1300中內(nèi)置有物理量傳感器100。以上那樣的電子設(shè)備1100、1200、1300能夠簡化制造工序，并且包含可靠性高的物理量傳感器。因此，電子設(shè)備1100、1200、1300能夠簡化制造工序，并且能夠具備高可靠性。另外，除了圖11所示的個人計算機(移動型個人計算機)、圖12所示的便攜電話機、圖13所示的數(shù)字靜態(tài)照相機以外，具有上述物理量傳感器100的電子設(shè)備例如還能夠應(yīng)用于噴墨式排出裝置(例如噴墨打印機)、掌上型個人計算機、電視、攝像機、錄像機、各種導(dǎo)航裝置、尋呼機、電子記事本(也帶有通信功能)、電子辭典、計算器、電子游戲設(shè)備、文字處理器、工作站、視頻電話、防盜用電視監(jiān)視器、電子雙筒鏡、POS終端、醫(yī)療設(shè)備(例如電子體溫計、血壓計、血糖計、心電圖計測裝置、超聲波診斷裝置、電子內(nèi)窺鏡)、魚群探測器、各種測量設(shè)備、計量儀器類(例如車輛、飛機、船舶的計量儀器類)、飛行模擬器等。
上述實施方式和變形例是一個例子，且不限于此。例如，還能夠適當(dāng)組合各實施方式和各變形例。本發(fā)明包含與在實施方式中說明的結(jié)構(gòu)實質(zhì)相同的結(jié)構(gòu)(例如，功能、方法和結(jié)果相同的結(jié)構(gòu)，或者目的和效果相同的結(jié)構(gòu))。此外，本發(fā)明包含對在實施方式中說明的結(jié)構(gòu)的非本質(zhì)部分進(jìn)行置換后的結(jié)構(gòu)。此外，本發(fā)明包含能夠與在實施方式中說明的結(jié)構(gòu)起到相同作業(yè)效果的結(jié)構(gòu)或達(dá)到相同目的的結(jié)構(gòu)。此外，本發(fā)明包含對在實施方式中說明的結(jié)構(gòu)附加了公知技術(shù)后的結(jié) 構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種物理量傳感器，其包含: 基板； 擺動體，其設(shè)置在所述基板上方； 支撐部，其支撐所述擺動體，沿著第I軸進(jìn)行配置；以及 檢測電極，其設(shè)置于所述基板，與所述擺動體相對配置， 所述擺動體具有與第2軸交叉的側(cè)面，該第2軸在平面中與所述第I軸垂直， 在所述側(cè)面的至少一部分，設(shè)置有在所述平面內(nèi)延伸的突起部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理量傳感器，其中， 該物理量傳感器 包含電極，該電極設(shè)置于所述基板的所述檢測電極的配置區(qū)域的外偵牝并且與所述擺動體相對配置， 所述電極與所述擺動體電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的物理量傳感器，其中， 所述突起部在平面視圖中，不與所述檢測電極和所述電極重疊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理量傳感器，其中， 所述突起部的平面形狀的末端為尖頭狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理量傳感器，其中， 所述突起部的平面形狀的末端為圓弧狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理量傳感器，其中， 所述突起部與所述擺動體設(shè)置成一體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理量傳感器，其中， 所述擺動體的平面形狀為矩形，并具有與所述第2軸交叉的第I側(cè)面和第2側(cè)面，在利用通過所述第I側(cè)面的所述第I軸方向的寬度中心的所述第2軸將所述第I側(cè)面劃分為第I區(qū)域和第2區(qū)域時，在所述第I區(qū)域和所述第2區(qū)域中分別設(shè)置有所述突起部。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理量傳感器，其中， 在所述擺動體的周圍配置有框體， 所述擺動體通過所述支撐部與所述框體隔開而連接， 所述擺動體和所述突起部的外側(cè)緣與所述框體的內(nèi)側(cè)緣之間的空隙寬度均勻。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理量傳感器，其中， 所述擺動體在以所述第I軸為界時在一方區(qū)域和另一方區(qū)域中質(zhì)量不同。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的物理量傳感器，其中， 所述檢測電極包含配置于與所述擺動體的所述一方區(qū)域相對的位置的第I檢測電極、和配置于與所述擺動體的所述另一方區(qū)域相對的位置的第2檢測電極。
11.一種電子設(shè)備，其中，該電子設(shè)備包含權(quán)利要求1所述的物理量傳感器。
全文摘要
本發(fā)明提供物理量傳感器以及電子設(shè)備，能夠簡化制造工序、并且可靠性高。本發(fā)明的物理量傳感器(100)具有基板(10)；擺動體(20)，其設(shè)置在基板(10)的上方；支撐部(40、42)，其支撐擺動體(20)，沿著第1軸進(jìn)行配置；以及檢測電極(50、52)，其設(shè)置于基板(10)，與擺動體(20)相對配置，擺動體(20)具有與第2軸交叉的一對側(cè)面，該第2軸在平面中與所述第1軸垂直，在所述一對側(cè)面的至少一方，設(shè)置有突起部(30)。
文檔編號G01P15/125GK103226153SQ20131002251
公開日2013年7月31日 申請日期2013年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月30日
發(fā)明者與田光宏 申請人:精工愛普生株式會社