CN103364589B

CN103364589B - 物理量传感器和电子设备

Info

Publication number: CN103364589B
Application number: CN201310115933.0A
Authority: CN
Inventors: 田中悟
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2012-04-06
Filing date: 2013-04-03
Publication date: 2017-07-18
Anticipated expiration: 2033-04-03
Also published as: JP2013217721A; CN103364589A; US20130263662A1; US9470703B2; JP5935986B2

Abstract

本发明提供一种物理量传感器和电子设备，其具有简单的结构且能够提高检测灵敏度。物理量传感器(100)包括：基板(10)；可动体(20)，其具备以第一轴(Q1)为界，而被设置在第一区域(20a)内的第一可动电极部(21)、和被设置在第二区域(20b)内的第二可动电极部(22)、以及被设置在第一区域(20a)和第二区域(20b)中的至少一个区域内的阻尼调节部(23)；梁部(30、32)，其对可动体(20)进行支承；第一固定电极部(50)；第二固定电极部(52)，在阻尼调节部(23)上设置有第一贯穿孔(26)，在可动电极部(21、22)上设置有第二贯穿孔(27、28)，第一可动电极部(21)与第一固定电极部(50)重叠的区域的面积、和第二可动电极部(22)与第二固定电极部(52)重叠的区域的面积相同，第一贯穿孔(26)的宽度大于第二贯穿孔(27、28)的宽度。

Description

物理量传感器和电子设备

技术领域

本发明涉及一种物理量传感器和电子设备。

背景技术

近年来，开发了一种例如利用硅MEMS（Micro Electro Mechanical System：微电子机械系统）技术，而实现小型且高灵敏度的物理量传感器的技术。

例如，在专利文献1中，公开了一种具备如下的质量体的加速度传感器，所述质量体具有能够以扭转连接部（torsion web）为中心而进行旋转的两个翼部。在该加速度传感器中，采用如下的结构，即，通过分别在两个翼部上设置贯穿孔，从而相对于扭转连接部（torsion web）反向且相同大小的扭转产生相同大小的衰减转矩。此外，该加速度传感器在一侧的翼部的下方具有第一电极，在另一侧的翼部的下方具有第二电极，并且根据一侧的翼部与第一电极之间的静电电容、和另一侧的翼部与第二电极之间的静电电容来对加速度进行检测。

在专利文献1的加速度传感器中，质量体被收纳在填充有氮等气体的箱体中，并且通过在翼部上设置贯穿孔，从而能够减少由于气体的粘性而产生的阻尼（欲使质量体的运动停止的作用、流动阻力）。由此，能够提高检测灵敏度。

但是，在专利文献1的加速度传感器中，由于贯穿孔的大小在两个翼部上不同，因此在俯视观察时，一侧的翼部与第一电极重叠的区域的面积、和另一侧的翼部与第二电极重叠的区域的面积不同。因此，在初始状态（没有施加加速度的状态、翼部为水平的状态）下，一侧的翼部与第一电极之间的静电电容、和另一侧的翼部与第二电极之间的静电电容不同。因此，由于为了消除该初始电容的差，而需要对翼部与电极之间的间隙的调节、或者用于对初始电容的差进行补正的电路等，因此无法简化装置的结构，从而存在因制造工序增加而导致的、花费成本等的问题。

专利文献1：日本特表2009-537803号公报

发明内容

本发明的几个方式所涉及的目的之一在于，提供一种具有简单的结构且能够提高检测灵敏度的物理量传感器。此外，本发明的几个方式所涉及的目的之一在于，提供一种包括上述的物理量传感器的电子设备。

本发明是为了解决上述课题中的至少一部分而完成的，并能够作为以下的方式或者应用例而实现。

应用例1

本应用例所涉及的一种物理量传感器，包括：可动体，其能够以第一轴为旋转轴进行位移，并且具备在俯视观察时以所述第一轴为界，而被设置在第一区域内的第一可动电极部、和被设置在第二区域内的第二可动电极部、以及被设置在所述第一区域和所述第二区域中的至少一个区域内的阻尼调节部；梁部，其对所述可动体进行支承；第一固定电极部，其被配置为与所述第一可动电极部对置；第二固定电极部，其被配置为与所述第二可动电极部对置，在所述阻尼调节部上设置有第一贯穿孔，在所述第一可动电极部及所述第二可动电极部上设置有第二贯穿孔，于在俯视观察时除所述第二贯穿孔之外的部分处，所述第一可动电极部与所述第一固定电极部重叠的区域的面积、和所述第二可动电极部与所述第二固定电极部重叠的区域的面积相同，所述第一贯穿孔的宽度大于所述第二贯穿孔的宽度。

根据这种物理量传感器，由于在俯视观察时除第二贯穿孔之外的部分处，第一可动电极部与第一固定电极部重叠的区域的面积、和第二可动电极部与第二固定电极部重叠的区域的面积相同，因此能够通过简单的结构，而使初始状态（例如可动体为水平的状态）下的、第一可动电极部与第一固定电极部之间的静电电容、和第二可动电极部与第二固定电极部之间的静电电容相同。而且，由于被设置在阻尼调节部上的贯穿孔的宽度，大于被设置在第一可动电极部和第二可动电极部上的贯穿孔的宽度，因此能够在保证第一可动电极部的面积和第二可动电极部的面积的同时，高效地减小阻尼（欲使可动体的运动停止的作用、流动阻力）。因此，根据这种物理量传感器，具有简单的结构，并且能够提高检测灵敏度。

应用例2

在本应用例所涉及的物理量传感器中，可以采用如下方式，即，所述可动体的所述第一区域的质量与所述可动体的所述第二区域的质量互相不同。

根据这种物理量传感器，能够在例如施加了铅直方向上的加速度时，使可动体的第一区域的转矩、和可动体的第二区域的转矩不均衡，从而使可动体产生预定的倾斜度。

应用例3

在本应用例所涉及的物理量传感器中，被设置在所述第一可动电极部上的所述第二贯穿孔的所述第一固定电极部侧的开口面的总面积、与被设置在所述第二可动电极部上的所述第二贯穿孔的所述第二固定电极部侧的开口面的总面积彼此相同。

根据这种物理量传感器，由于具有简单的结构，并且，能够使第一可动电极部与第一固定电极部之间的初始电容、和第二可动电极部与第二固定电极部之间的初始电容相等，因此能够进一步提高检测灵敏度的精度。

应用例4

在本应用例所涉及的物理量传感器中，可以采用如下方式，即，所述第二贯穿孔在所述第一轴的方向上延伸。

根据这种物理量传感器，能够在保证第一可动电极部的面积和第二可动电极部的面积的同时，高效地减小阻尼。

应用例5

在本应用例所涉及的物理量传感器中，可以采用如下方式，即，所述第一贯穿孔和所述第二贯穿孔中的至少一方设置有多个。

根据这种物理量传感器，能够进一步减小阻尼。

应用例6

在本应用例所涉及的物理量传感器中，可以采用如下方式，即，所述阻尼调节部被设置在所述可动体的、与所述第一轴交叉的第二轴的方向上的端部处。

根据这种物理量传感器，由于能够将第一贯穿孔设置在从成为旋转轴的第一轴离开的位置上，因此能够高效地减小阻尼。

应用例7

在本应用例所涉及的物理量传感器中，可以采用如下方式，即，所述阻尼调节部被设置在所述第一区域和所述第二区域这两个区域内，被设置在所述第一区域内的所述阻尼调节部的所述第一贯穿孔的宽度，大于被设置在所述第二区域内的所述阻尼调节部的所述第一贯穿孔的宽度。

根据这种物理量传感器，具有简单的结构，并且能够提高检测灵敏度。

应用例8

本应用例所涉及的电子设备包括上述任一应用例所涉及的物理量传感器。

根据这种电子设备，由于包括本应用例所涉及的物理量传感器，因此具有简单的结构，并且能够提高检测灵敏度。

附图说明

图1为示意性地表示本实施方式所涉及的物理量传感器的俯视图。

图2为示意性地表示本实施方式所涉及的物理量传感器的剖视图。

图3为用于对贯穿孔与阻尼之间的关系进行说明的图。

图4为示意性地表示本实施方式所涉及的物理量传感器的制造工序的剖视图。

图5为示意性地表示本实施方式所涉及的物理量传感器的制造工序的剖视图。

图6为示意性地表示本实施方式所涉及的物理量传感器的制造工序的剖视图。

图7为示意性地表示本实施方式所涉及的物理量传感器的改变例的俯视图。

图8为示意性地表示本实施方式所涉及的电子设备的立体图。

图9为示意性地表示本实施方式所涉及的电子设备的立体图。

图10为示意性地表示本实施方式所涉及的电子设备的立体图。

具体实施方式

下面，利用附图，对本发明的优选的实施方式详细地进行说明。另外，在下文中说明的实施方式并不是对权利要求书中所记载的本发明的内容不合理地进行限定的实施方式。此外，在下文中所说明的结构并不一定都是本发明的必要的结构要件。

1.物理量传感器

首先，参照附图，对本实施方式所涉及的物理量传感器进行说明。图1为示意性地表示本实施方式所涉及的物理量传感器100的俯视图。图2为示意性地表示本实施方式所涉及的物理量传感器100的剖视图。另外，图2为沿图1中的II-II线的剖视图。此外，在图1中，为了便于说明，而省略了盖体60的图示。在图1及图2中，作为互相正交的三个轴，图示了X轴、Y轴、Z轴。

物理量传感器100例如可以作为惯性传感器而使用，具体而言，例如可以作为用于对铅直方向（Z轴方向）上的加速度进行测定的加速度传感器（静电电容型加速度传感器、静电电容型MEMS加速度传感器）而利用。

如图1及图2所示，物理量传感器100包括支承基板（基板）10、可动体20、梁部30、32以及第一固定电极部50和第二固定电极部52。物理量传感器100还可以包括固定部40和盖体60。

在支承基板10上，设置有第一固定电极部50和第二固定电极部52。在图示的示例中，固定电极部50、52被设置在对凹部12的底面进行规定的支承基板10的面14上。设置有固定电极部50、52的、支承基板10的面14为平坦的面。当可动体20为水平（平行于XY平面）的情况下，支承基板10的面14平行于可动体20。在支承基板10上，接合有固定部40及盖体60。通过支承基板10和盖体60，从而能够形成用于收纳可动体20的空间。在该空间内，例如填充有氮、氦、氩等惰性气体。支承基板10的材质并不被特别地限定，例如为玻璃等绝缘材料。例如通过将支承基板10设定为玻璃等绝缘材料、将可动体20设定为硅等半导体材料，从而能够通过使可动体20和支承基板10粘合在一起，而容易地使两者电绝缘，由此能够简化传感器结构。

可动体20隔着间隙2而被设置在支承基板10上。可动体20通过第一梁部30和第二梁部32而被支承。可动体20能够以第一轴Q1为旋转轴而进行位移。具体而言，可动体20能够在例如被施加了铅直方向（Z轴方向）上的加速度时，以由梁部30、32确定的第一轴Q1为旋转轴（摆动轴）而进行杠杆式摆动。可动体20的外边缘的形状在俯视观察时（从Z轴方向观察时）例如为长方形。此外，可动体20的厚度（Z轴方向上的大小）例如为固定。

可动体20具有第一杠杆片20a和第二杠杆片20b。第一杠杆片20a为，在俯视观察时，通过第一轴Q1而被划分的、可动体20的两个区域中的一侧区域即第一区域（在图1中为位于右侧的部分）。第二杠杆片20b为，在俯视观察时，通过第一轴Q1而被划分的、可动体20的两个区域中的另一侧区域即第二区域（在图1中为位于左侧的部分）。

例如，在向可动体20施加了铅直方向上的加速度（例如重力加速度）时，第一杠杆片20a和第二杠杆片20b各自产生转矩（力矩）。在此，当第一杠杆片20a的转矩（例如顺时针方向的转矩）和第二杠杆片20b的转矩（例如逆时针方向的转矩）均衡时，可动体20的倾斜度不会发生变化，从而无法检测出加速度的变化。因此，可动体20被设计成，当施加了铅直方向上的加速度时，第一杠杆片20a的转矩和第二杠杆片20b的转矩不均衡，从而使可动体20产生预定的倾斜度。

在物理量传感器100中，通过将第一轴Q1配置在从可动体20的中心（重心）偏离的位置上（通过使从第一轴Q1到各个杠杆片20a、20b的顶端的距离不同），从而使杠杆片20a、20b具有互不相同的质量。即，可动体20以第一轴Q1为界，在一侧（第一杠杆片20a）和另一侧（第二杠杆片20b）质量有所不同。在图示的示例中，从第一轴Q1到第一杠杆片20a的端面24的距离，大于从第一轴Q1到第二杠杆片20b的端面25的距离。此外，第一杠杆片20a的厚度与第二杠杆片20b的厚度相等。因此，第一杠杆片20a的质量大于第二杠杆片20b的质量。通过以上述方式使杠杆片20a、20b具有互不相同的质量，从而能够在施加了铅直方向上的加速度时，使第一杠杆片20a的转矩和第二杠杆片20b的转矩不均衡。因此，能够在施加了铅直方向上的加速度时，使可动体20产生预定的倾斜度。

另外，虽然未图示，但也可以采用如下方式，即，通过将第一轴Q1配置在可动体20的中心处，且使杠杆片20a、20b的厚度互不相同，从而使杠杆片20a、20b具有互不相同的质量。在这种情况下，也能够在施加了铅直方向上的加速度时，使可动体20产生预定的倾斜度。

可动体20以与支承基板10分离的方式而设置。在图示的示例中，在可动体20与支承基板10之间，设置有间隙2。此外，可动体20通过梁部30、32而以与固定部40分离的方式而被连接。在可动体20与固定部40之间，设置有间隙4。由于在可动体20的周围存在间隙2、4，从而可动体20能够进行杠杆式摆动。

可动体20于在俯视观察时位于第一轴Q1的一侧的第一杠杆片20a上，具有第一可动电极部21和阻尼调节部23。而且，可动体20于在俯视观察时位于第一轴Q1的另一侧的第二杠杆片20b上，具有第二可动电极部22。

第一可动电极部21为，可动体20中的、在俯视观察时与第一固定电极部50重叠的部分。第一可动电极部21为，可动体20中的、与第一固定电极部50之间形成静电电容C1的部分。在第一可动电极部21上设置有贯穿孔（第二贯穿孔）27，所述贯穿孔27在厚度方向上贯穿可动体20。在图示的示例中，在第一可动电极部21上设置有多个（五个）贯穿孔27。

第二可动电极部22为，可动体20中的、在俯视观察时与第二固定电极部52重叠的部分。第二可动电极部22为，可动体20中的、与第二固定电极部52之间形成静电电容C2的部分。在第二可动电极部22上设置有贯穿孔（第二贯穿孔）28，所述贯穿孔28在厚度方向上贯穿可动体20。在第二可动电极部22上设置有多个（五个）贯穿孔28。在物理量传感器100中，可以通过由导电性材料构成可动体20，来形成可动电极部21、22，也可以在可动体20的表面上形成由金属等导体层构成的可动电极部。在图示的示例中，通过由导电性材料（掺杂了杂质的硅）构成可动体20，来形成可动电极部21、22。

阻尼调节部23为，可动体20中的、在俯视观察时不与固定电极部50、52重叠的部分。在图示的示例中，阻尼调节部23被设置在可动体20的第二轴Q2的方向（沿着第二轴Q2的方向）上的端部处。在此，第二轴Q2为与第一轴Q1正交的轴。在第一振动片20a中，在第二轴Q2的方向（在图示的示例中为＋X轴方向）上，从第一轴Q1侧起，第一可动电极部21、阻尼调节部23依次排列。在阻尼调节部23上，设置有于厚度方向上贯穿可动体20的贯穿孔（第一贯穿孔）26。在图示的示例中，在阻尼调节部23上设置有多个（三个）贯穿孔26。另外，贯穿孔26、27、28的数量并不被特别地限定。能够通过在阻尼调节部23中，对贯穿孔26的数量或面积进行调节，从而对可动体20的衰减进行调节。

贯穿孔26、27、28在可动体20进行摆动（转动）时成为气体的流道。因此，通过贯穿孔26、27、28，从而能够减少在可动体20进行摆动时，由于气体的粘性而产生的阻尼（欲使可动体的运动停止的作用、流动阻力）。因此，能够提高检测灵敏度。此外，由于贯穿孔26、27、28分别被设置有多个，因此能够进一步减少阻尼，从而能够进一步提高检测灵敏度。

贯穿孔26的宽度a大于贯穿孔27的宽度b以及贯穿孔28的宽度c。在此，贯穿孔的宽度是指，与成为旋转轴的第一轴Q1正交的、第二轴Q2的方向上的贯穿孔的大小，在图示的示例中，为贯穿孔的X轴方向上的大小。通过将贯穿孔26的宽度a设定为大于贯穿孔27的宽度b及贯穿孔28的宽度c，从而能够在保证可动电极部21、22的面积的同时，高效地减少阻尼。在下文中，对该理由进行说明。

图3为用于对贯穿孔与阻尼之间的关系进行说明的图。在图3中，图示了具有可动电极部1021及固定电极部1050的模型M1、模型M2。具体而言，模型M1的可动电极部1021的宽度w1为，模型M2的可动电极部1021的宽度w2的两倍。此外，模型M1的相邻的可动电极部1021间的间隔S1为，模型M2的相邻的可动电极部1021间的间隔S2的两倍。此外，模型M1的可动电极部1021的长度L1与模型M2的可动电极部1021的长度L2为相同的大小。因此，模型M1的可动电极部1021的总面积（2×w1×L1）与模型M2的可动电极部1021的总面积（4×w2×L2）相等，模型M1的可动电极部1021间的间隔的总面积（2×S1×L1）与模型M2的可动电极部1021的间隔的总面积（4×S2×L2）相等。

在此，通过使可动电极部1021进行运动，从而使电极部1021、1050之间的气体移动，此时，关于可动电极部1021的运动，由于气体的粘性而产生欲使可动电极部的运动停止的作用、即产生阻尼。当将可动电极部1021的宽度设定为w，将可动电极部1021的长度设定为L，将可动电极部1021与固定电极部1050之间的距离设定为d，并将电极部1021、1050的对数设定为n时，表示阻尼大小的阻尼系数D可以用下式（1）来表示。

数学式1

在此，η为空气的粘性系数。

根据式（1），模型M2的阻尼系数D成为模型M1的阻尼系数D的1/4。其理由为，阻尼系数D与可动电极部1021的宽度w的三次方成正比。如此，在模型M2中，尽管可动电极部1021的面积与模型M1相同，但与模型M1相比，能够减小阻尼系数D（减小阻尼）。根据该结果可知，通过减小相邻的可动电极部间的间隔并减小可动电极部的宽度，从而能够在保证可动电极部的面积的同时，高效地减小阻尼。

因此，在物理量传感器100中，通过减小贯穿孔27、28的宽度b、c，从而能够在保证可动电极部21、22的面积的同时，高效地减小阻尼。另外，在阻尼调节部23中，由于不需要保证（增大）面积，因此能够通过形成与被设置在可动电极部21、22上的贯穿孔27、28相比宽度较大的贯穿孔26，从而进一步减小阻尼。

如图1所示，被设置在阻尼调节部23上的贯穿孔26在第一轴Q1的方向上延伸。贯穿孔26的平面形状例如为具有平行于第一轴Q1的长边和平行于第二轴Q2的短边的长方形。被设置在阻尼调节部23上的多个（三个）贯穿孔26，沿着第二轴Q2（在X轴方向上）排列。多个贯穿孔26的宽度a以及长度（Y轴方向上的大小）相同。即，多个贯穿孔26具有彼此相同的形状。另外，多个贯穿孔26也可以具有分别不同的形状。

被设置在第一可动电极部21上的贯穿孔27在第一轴Q1的方向上延伸。在图示的示例中，贯穿孔27的平面形状为，具有平行于第一轴Q1的长边和平行于第二轴Q2的短边的长方形。因此，在第一可动电极部21中，能够将相邻的贯穿孔27间的部分的平面形状设定为，具有平行于第一轴Q1的长边和平行于第二轴Q2的短边的长方形。因此，能够在保证第一可动电极部21的面积的同时，高效地减小阻尼。被设置在第一可动电极部21上的多个（五个）贯穿孔27沿着第二轴Q2排列。多个贯穿孔27的宽度b以及长度相同。即，多个贯穿孔27具有彼此相同的形状。另外，多个贯穿孔27也可以具有分别不同的形状。

被设置在第二可动电极部22上的贯穿孔28在第一轴Q1的方向上延伸。在图示的示例中，贯穿孔28的平面形状为，具有平行于第一轴Q1的长边和平行于第二轴Q2的短边的长方形。因此，在第二可动电极部22中，能够将相邻的贯穿孔28间的部分的平面形状设定为，具有平行于第一轴Q1的长边和平行于第二轴Q2的短边的长方形。因此，能够在保证第二可动电极部22的面积的同时，高效地减小阻尼。被设置在第二可动电极部22上的多个（五个）贯穿孔28沿着第二轴Q2排列。多个贯穿孔28的宽度c以及长度相同。即，多个贯穿孔28具有彼此相同的形状。另外，多个贯穿孔28也可以具有分别不同的形状。

在图示的示例中，在俯视观察时，固定电极部50、52位于可动体20的外边缘的内侧。因此，第一可动电极部21与第一固定电极部50重叠的区域的面积，等于从第一固定电极部50的面积中减去被设置在第一可动电极部21上的贯穿孔27的总面积而得到的面积。此外，第二可动电极部22与第二固定电极部52重叠的区域的面积，等于从第二固定电极部52的面积中减去被设置在第二可动电极部22上的贯穿孔28的总面积而得到的面积。

在此，贯穿孔27和贯穿孔28具有相同的形状，从而贯穿孔27的面积（开口的面积）和贯穿孔28（开口的面积）的面积相等。此外，贯穿孔27的数量与贯穿孔28的数量相等。即，被设置在第一可动电极部21上的贯穿孔27的总面积与被设置在第二可动电极部22上的贯穿孔28的总面积相等。此外，第一固定电极部50的面积与第二固定电极部52的面积相等。因此，于在俯视观察时除第二贯穿孔27、28之外的部分处，第一可动电极部21与第一固定电极部50重叠的区域的面积、和第二可动电极部22与第二固定电极部52重叠的区域的面积相等。因此，能够在初始状态（可动体为水平的状态）下，使第一可动电极部21与第一固定电极部50之间的静电电容C1、和第二可动电极部22与第二固定电极部52之间的静电电容C2相等。

在支承基板10的与第一可动电极部21对置的位置处，设置有第一固定电极部50。通过该第一可动电极部21和第一固定电极部50从而形成了静电电容C1。此外，在支承基板10的与第二可动电极部22对置的位置处，设置有第二固定电极部52。通过该第二可动电极部22和第二固定电极部52从而形成了静电电容C2。静电电容C1和静电电容C2例如被构成为，在初始状态（可动体20为水平的状态）下相等。第一可动电极部21和第二可动电极部22的位置根据可动体20的运动而发生变化。对应于该可动电极部21、22的位置的变化，静电电容C1、C2发生变化。在可动体20上例如经由梁部30、32而被施加了预定的电位。

另外，虽然未图示，但也可以采用如下方式，即，在盖体60的、与第一可动电极部21对置的位置处设置有第一固定电极部50，并在盖体60的、与第二可动电极部22对置的位置处设置有第二固定电极部52。

第一梁部30和第二梁部32以能够使可动体20绕第一轴Q1进行位移的方式而对可动体20进行支承。梁部30、32作为扭簧（Torsion spring）而发挥功能。由此，相对于由于可动体20进行杠杆式摆动而在梁部30、32上产生的扭曲变形，梁部30、32具有较强的复原力，从而能够防止梁部30、32发生破损的情况。

如图1所示，在俯视观察时，第一梁部30和第二梁部32被配置在第一轴Q1上。梁部30、32在第一轴Q1上从固定部40延伸至可动体20。梁部30、32为，对成为可动体20的旋转轴（摆动轴）的第一轴Q1的位置进行确定的部件。梁部30、32将固定部40和可动体20连接在一起。第一梁部30被连接在可动体20的＋Y轴方向侧的侧面上，第二梁部32被连接在可动体20的－Y轴方向侧的侧面上。

在俯视观察时，固定部40被设置在可动体20的四周。在图示的示例中，固定部40以在俯视观察时对可动体20进行包围的方式而设置。另外，固定部40的形状并不被特别地限定。固定部40被固定在支承基板10上。固定部40和可动体20分离，从而在固定部40与可动体20之间设置有间隙4。

可动体20、梁部30、32以及固定部40被设置成一体。可动体20、梁部30、32以及固定部40通过对一个基板（例如硅基板）进行图案形成，从而一体地被设置。

第一固定电极部50被设置在支承基板10上。第一固定电极部50被配置在与第一可动电极部21对置的位置处。在第一固定电极部50的上方，隔着间隙2而设置有第一可动电极部21。第一固定电极部50被设置为，与第一可动电极部21之间形成静电电容C1。

第二固定电极部52被设置在支承基板10上。第二固定电极部52被配置在与第二可动电极部22对置的位置处。在第二固定电极部52的上方，隔着间隙2而设置有第二可动电极部22。第二固定电极部52被设置为，与第二可动电极部22之间形成静电电容C2。第一固定电极部50的面积与第二固定电极部52的面积相等。第一固定电极部50的平面形状和第二固定电极部52的平面形状为，例如以第一轴Q1为轴而对称。

固定电极部50、52的材质例如为铝、金、ITO（Indium Tin Oxide：铟锡氧化物）等。固定电极部50、52的材质优选为，ITO等透明电极材料。其理由为，通过使用透明电极材料以作为固定电极部50、52，从而在支承基板10为透明基板（玻璃基板）时，能够容易地对存在于固定电极部50、52上的异物等进行目视确认。

盖体60被放置在支承基板10上。作为盖体60，例如可以使用硅基板（硅制的基板）。当使用玻璃基板以作为支承基板10时，支承基板10和盖体60可以通过阳极接合而被接合在一起。

接下来，对物理量传感器100的动作进行说明。在物理量传感器100中，可动体20根据加速度、角速度等物理量，而绕第一轴Q1进行摆动（转动）。随着该可动体20的运动，第一可动电极部21与第一固定电极部50之间的距离、以及第二可动电极部22与第二固定电极部52之间的距离将发生变化。具体而言，电极部21、50间的距离和电极部22、52间的距离中的一方增大，而另一方减小。因此，由于可动体20的摆动（转动），从而静电电容C1、C2中的一方增大，而另一方减小。因此，能够根据静电电容C1与静电电容C2之差（通过所谓的差动电容检测方式），而对加速度与角速度等物理量进行检测。

如上文所述，物理量传感器100可以作为加速度传感器或陀螺传感器等惯性传感器而使用，具体而言，例如可以作为用于对铅直方向上的加速度进行检测的静电电容型加速度传感器而使用。

本实施方式所涉及的物理量传感器100例如具有以下的特征。

在物理量传感器100中，可动体20具有以成为旋转轴的第一轴Q1为界，而被设置在第一杠杆片20a上的第一可动电极部21及阻尼调节部23、和被设置在第二杠杆片20b上的第二可动电极部22，并且于在俯视观察时除第二贯穿孔27、28之外的部分处，第一可动电极部21与第一固定电极部50重叠的区域的面积、和第二可动电极部22与第二固定电极部52重叠的区域的面积相等。由此，能够在初始状态（可动体为水平的状态）下，使第一可动电极部21与第一固定电极部50之间的静电电容C1、和第二可动电极部22与第二固定电极部52之间的静电电容C2相等。因此，例如，由于不需要对可动电极部与固定电极部之间的间隙的调节、或对初始电容的差进行补正的电路等以消除电极部21、50间的初始电容与电极部22、52间的初始电容之差，从而能够将装置设定成简单的结构。如此，根据物理量传感器100，从而能够通过简单的结构来使初始状态下的静电电容C1、C2相等。

而且，在物理量传感器100中，被设置在阻尼调节部23上的贯穿孔26的宽度a，大于被设置在可动电极部21、22上的贯穿孔27、28的宽度b、c。由此，能够在保证可动电极部21、22的面积的同时，高效地减少阻尼。此外，在阻尼调节部23中，由于不需要保证（增大）面积，因此能够通过形成与被设置在可动电极部21、22上的贯穿孔27、28相比宽度较大的贯穿孔26，从而进一步减小阻尼。因此，根据物理量传感器100，能够提高检测灵敏度。如此，根据物理量传感器100，具有简单的结构，并且能够提高检测灵敏度。

在物理量传感器100中，可动体20的第一杠杆片20a的质量与可动体20的第二杠杆片20b的质量不同。因此，能够在例如施加了铅直方向上的加速度时，使可动体20的一侧（第一杠杆片20a）的转矩、和可动体20的另一侧（第二杠杆片20b）的转矩不均衡，从而使可动体产生预定的倾斜度。

在物理量传感器100中，被设置在第一可动电极部21上的贯穿孔27的面积、与被设置在第二可动电极部22上的贯穿孔28的面积相同。由此，能够通过简单的结构，来使初始状态下的静电电容C1、C2相等。

此外，在物理量传感器100中，被设置在第一可动电极部21上的贯穿孔27的总面积、与被设置在第二可动电极部22上的贯穿孔28的总面积相同。由此，能够通过简单的结构，而使初始状态下的静电电容C1、C2相等。

在物理量传感器100中，被设置在可动电极部21、22上的贯穿孔27、28在俯视观察时于第一轴Q1的方向上延伸。由此，能够在保证可动电极部21、22的面积的同时，高效地减少阻尼。

在物理量传感器100中，在阻尼调节部23上设置有多个贯穿孔26。此外，在第一可动电极部21上设置有多个贯穿孔27，在第二可动电极部22上设置有多个贯穿孔28。由此，能够进一步减小阻尼。

在物理量传感器100中，阻尼调节部23被设置在可动体20的第二轴Q2的方向上的端部处。由此，由于能够在远离成为旋转轴的第一轴Q1的位置处设置贯穿孔26，因此能够高效地减小阻尼。

2.物理量传感器的制造方法

接下来，参照附图，对本实施方式所涉及的物理量传感器的制造方法进行说明。图4～图6为示意性地表示本实施方式所涉及的物理量传感器100的制造工序的剖视图。

如图4所示，例如通过对玻璃基板进行蚀刻而在玻璃基板上形成凹部12，从而获得支承基板10。蚀刻例如通过湿式蚀刻来进行。

接下来，在对凹部12的底面进行规定的支承基板10的面14上，形成第一固定电极部50及第二固定电极部52。固定电极部50、52通过如下方式而形成，即，在利用溅射法等而在支承基板10的面14上形成导电层之后，利用光刻技术及蚀刻技术而对该导电层进行图案形成的方式。

如图5所示，使硅基板201（传感器基板）接合在支承基板10上。支承基板10与硅基板201之间的接合例如利用阳极接合、直接接合、或者粘合剂来实施。

如图6所示，在通过例如研磨机而对硅基板201进行研磨以使硅基板201薄膜化之后，图案形成为所需的形状，从而形成可动体20、梁部30、32以及固定部40。另外，在可动体20上形成有贯穿孔26、27、28。图案形成通过光刻技术及蚀刻技术（干蚀刻）来实施，作为更加具体的蚀刻技术，可以利用博世（Bosch）法。在本工序中，通过对硅基板201进行图案形成（蚀刻），从而一体地形成可动体20、梁部30、32和固定部40。

如图1及图2所示，将盖体60接合在支承基板10上，从而将可动体20收纳在通过支承基板10和盖体60而形成的空间内。支承基板10与盖体60之间的接合例如利用阳极接合或粘合剂等来实施。通过在惰性气体气氛下实施该工序，从而能够将惰性气体填充在收纳有可动体20的空间内。

通过以上的工序，从而能够制造出物理量传感器100。

3.物理量传感器的改变例

接下来，参照附图，对本实施方式的改变例所涉及的物理量传感器进行说明。图7为示意性地表示本实施方式的改变例所涉及的物理量传感器200的俯视图。下面，对于物理量传感器200中，具有与物理量传感器100的结构部件相同的功能的部件，标记相同的符号，并省略其详细的说明。

在上述的物理量传感器100中，如图1所示，将成为旋转轴的第一轴Q1配置在从可动体20的中心（重心）偏离的位置上。

与此相对，在物理量传感器200中，如图7所示，成为旋转轴的第一轴Q1被配置为，穿过可动体20的中心（重心）。

可动体20在第一轴Q1的一侧（第一杠杆片20a）具有第一可动电极部21及阻尼调节部23（第一阻尼调节部23），并在第一轴Q1的另一侧（第二杠杆片20b）具有第二可动电极部22及第二阻尼调节部223。

第二阻尼调节部223为，第二杠杆片20b中的、在俯视观察时不与第二固定电极部52重叠的部分。在图示的示例中，第二阻尼调节部223被设置在可动体20的第二轴Q2的方向（沿着第二轴Q2的方向）上的端部处。在第二阻尼调节部223上，设置有于厚度方向上贯穿可动体20的贯穿孔226。在图示的示例中，在第二阻尼调节部223上设置有多个（两个）贯穿孔226。通过在阻尼调节部23、223中，对贯穿孔26、226的数量或面积进行调节，从而能够调节可动体20的衰减。

被设置在第二阻尼调节部223上的贯穿孔226的宽度a2，大于被设置在第一阻尼调节部23上的贯穿孔26的宽度a1。因此，第一杠杆片20a的质量大于第二杠杆片20b的质量。因此，能够在例如施加了铅直方向上的加速度时，使可动体20的一侧（第一杠杆片20a）的转矩和可动体20的另一侧（第二杠杆片20b）的转矩不均衡，从而使可动体产生预定的倾斜度。

根据物理量传感器200，被设置在阻尼调节部23、223上的贯穿孔26、226的宽度a1、a2，大于被设置在可动电极部21、22上的贯穿孔27、28的宽度b、c。由此，与物理量传感器100相同，能够在保证可动电极部21、22的面积的同时，高效地减小阻尼。此外，在阻尼调节部23、223中，由于不需要增大面积，因此能够通过形成与被设置在可动电极部21、22上的贯穿孔27、28相比宽度较大的贯穿孔26、226，从而进一步减小阻尼。因此，根据物理量传感器200，能够提高检测灵敏度。而且，由于第一可动电极部21与第一固定电极部50重叠的区域的面积、和第二可动电极部22与第二固定电极部52重叠的区域的面积相等，因此能够通过简单的结构而使初始状态下的静电电容C1、C2相等。

4.电子设备

接下来，参照附图，对本实施方式所涉及的电子设备进行说明。本实施方式所涉及的电子设备包括本发明所涉及的物理量传感器。在下文中，对包括作为本发明所涉及的物理量传感器的物理量传感器100的电子设备进行说明。

图8为示意性地表示作为本实施方式所涉及的电子设备的便携式（或者笔记本式）个人计算机1100的立体图。

如图8所示，个人计算机1100通过具备键盘1102的主体部1104、和具有显示部1108的显示单元1106而构成，显示单元1106以能够通过铰链结构部而相对于主体部1104进行转动的方式被支承。

在这种个人计算机1100中，内置有物理量传感器100。

图9为示意性地表示作为本实施方式所涉及的电子设备的移动电话（也包括PHS（Personal Handy-phone System，个人移动电话系统））1200的立体图。

如图9所示，移动电话1200具备多个操作按钮1202、听筒1204以及话筒1206，并且在操作按钮1202与听筒1204之间配置有显示部1208。

在这种移动电话1200中，内置有物理量传感器100。

图10为示意性地表示作为本实施方式所涉及的电子设备的数码照相机1300的立体图。另外，在图10中，还简单地图示了与外部设备之间的连接。

在此，通常的照相机通过被摄物体的光学图像而使银盐感光胶片感光，与此相对，数码照相机1300通过CCD（Charge Coupled Device：电荷耦合元件）等摄像元件而对被摄物体的光学图像进行光电转换，从而生成摄像信号（图像信号）。

在数码照相机1300的壳体（主体）1302的背面设置有显示部1310，并且成为根据由CCD产生的摄像信号来进行显示的结构，显示部1310作为将被摄物体显示为电子图像的取景器而发挥功能。

此外，在壳体1302的正面侧（图中背面侧）设置有包括光学镜片（摄像光学系统）与CCD等在内的受光单元1304。

当摄影者对被显示在显示部1310上的被摄物体进行确认，并按下快门按钮1306时，该时间点上的CCD的摄像信号被传送并存储在存储器1308中。

此外，在该数码照相机1300中，在壳体1302的侧面设置有影像信号输出端子1312和数据通信用的输入输出端子1314。并且，根据需要，而在影像信号输出端子1312上连接有影像监视器1430，在数据通信用的输入输出端子1314上连接有个人计算机1440。而且，形成了如下的结构，即，通过预定的操作，从而使被存储于存储器1308中的摄像信号向影像监视器1430或个人计算机1440输出的结构。

在这种数码照相机1300中，内置有物理量传感器100。

如上所述的电子设备1100、1200、1300具有简单的结构，并且包括能够提高检测灵敏度的物理量传感器100。因此，电子设备1100、1200、1300具有简单的结构，并且能够提高检测灵敏度。

另外，具备上述物理量传感器100的电子设备，除了能够应用于图8所示的个人计算机（便携式个人计算机）、图9所示的移动电话、图10所示的数码照相机中之外，还能够应用于如下的装置中，例如，喷墨式喷出装置（例如，喷墨打印机）、膝上型个人计算机、电视机、摄像机、录像机、各种汽车导航装置、寻呼机、电子记事本（也包括附带通信功能的产品）、电子词典、台式电子计算机、电子游戏机、文字处理器、工作站、可视电话、防盗用视频监视器、电子双筒望远镜、POS（point of sale：销售点）终端、医疗设备（例如，电子体温计、血压计、血糖仪、心电图测量装置、超声波诊断装置、电子内窥镜）、鱼群探测器、各种测量设备、计量仪器类（例如，车辆、飞机、船舶的计量仪器类）、飞行模拟器等。

本发明包括与在实施方式中所说明的结构实质上相同的结构（例如，功能、方法及结果相同的结构，或者目的及效果相同的结构）。此外，本发明包括对在实施方式中所说明的结构的非本质性的部分进行了置换的结构。此外，本发明包括起到与在实施方式中所说明的结构相同的作用效果的结构、或者能够达成相同的目的的结构。此外，本发明包括在实施方式中所说明的结构上追加了公知技术的结构。

符号说明

2…间隙；4…间隙；10…支承基板；12…凹部；14…面；20…可动体；20a…第一杠杆片；20b…第二杠杆片；21…第一可动电极部；22…第二可动电极部；24、25…端面；23…阻尼调节部；26…贯穿孔（第一贯穿孔）；27、28…贯穿孔（第二贯穿孔）；30…第一梁部；32…第二梁部；40…固定部；50…第一固定电极部；52…第二固定电极部；60…盖体；100、200…物理量传感器；201…硅基板；223…第二阻尼调节部；226…贯穿孔；1021…可动电极部；1050…固定电极部；1100…个人计算机；1100…电子设备；1102…键盘；1104…主体部；1106…显示单元；1108…显示部；1200…移动电话；1202…操作按钮；1204…听筒；1206…话筒；1208…显示部；1300…数码照相机；1302…壳体；1304…受光单元；1306…快门按钮；1308…存储器；1310…显示部；1312…影像信号输出端子；1314…输入输出端子；1430…影像监视器；1440…个人计算机；C1、C2…静电电容；Q1…第一轴；Q2…第二轴。

Claims

1.一种物理量传感器，包括：

可动体，其能够以第一轴为旋转轴而进行位移，并且具备在俯视观察时以所述第一轴为界，而被设置在第一区域内的第一可动电极部、和被设置在第二区域内的第二可动电极部、以及被设置在所述第一区域和所述第二区域中的至少一个区域内的阻尼调节部；

梁部，其对所述可动体进行支承；

第一固定电极部，其被配置为与所述第一可动电极部对置；

第二固定电极部，其被配置为与所述第二可动电极部对置，

在所述阻尼调节部上设置有第一贯穿孔，

在所述第一可动电极部及所述第二可动电极部上设置有第二贯穿孔，

于在俯视观察时除所述第二贯穿孔之外的部分处，所述第一可动电极部与所述第一固定电极部重叠的区域的面积、和所述第二可动电极部与所述第二固定电极部重叠的区域的面积相同，

所述第二贯穿孔的所述第一轴的方向上的大小大于所述第二贯穿孔的与所述第一轴正交的第二轴的方向上的大小，

所述第一贯穿孔的所述第一轴的方向上的大小大于所述第一贯穿孔的所述第二轴的方向上的大小，

所述第一贯穿孔的所述第二轴的方向上的大小大于所述第二贯穿孔的所述第二轴的方向上的大小，

所述第一贯穿孔设置有多个，

多个所述第一贯穿孔在所述第二轴的方向上排列。

2.如权利要求1所述的物理量传感器，其中，

所述可动体的所述第一区域的质量与所述可动体的所述第二区域的质量互不相同。

3.如权利要求1所述的物理量传感器，其中，

被设置在所述第一可动电极部上的所述第二贯穿孔的所述第一固定电极部侧的开口面的总面积、与被设置在所述第二可动电极部上的所述第二贯穿孔的所述第二固定电极部侧的开口面的总面积彼此相同。

4.如权利要求1所述的物理量传感器，其中，

所述第二贯穿孔在所述第一轴的方向上延伸。

5.如权利要求1所述的物理量传感器，其中，

所述第二贯穿孔设置有多个。

6.如权利要求1所述的物理量传感器，其中，

所述阻尼调节部被设置在所述可动体的所述第二轴的方向上的端部处。

7.如权利要求1所述的物理量传感器，其中，

所述阻尼调节部被设置在所述第一区域和所述第二区域这两个区域内，

被设置在所述第一区域内的所述阻尼调节部的所述第一贯穿孔的宽度，大于被设置在所述第二区域内的所述阻尼调节部的所述第一贯穿孔的宽度。

8.一种电子设备，其包括权利要求1所述的物理量传感器。