惯性传感器以及惯性测量模块的制作方法

1.本发明涉及惯性传感器以及惯性测量模块。


背景技术：

2.专利文献1记载的惯性传感器具有：基板；可动体，其相对于基板绕沿着y轴的摆动轴进行杠杆(seesaw)摆动；以及阻尼衰减构造，其使可动部的x轴方向以及y轴方向的振动衰减。阻尼衰减构造包括：具有从可动体的一端部突出的多个梁的梳齿状的第1突起；和固定于基板且具有与第1突起啮合的多个梁的梳齿状的第2突起。
3.专利文献1：美国专利申请公开第2012/0031185号说明书
4.但是，在专利文献1的惯性传感器中，阻尼结构的各梁是以末端为自由端的悬臂结构，并且其宽度在延伸方向上恒定。因此，例如，在施加较大的加速度而使相邻的梁彼此接触时，存在应力容易集中于梁的基端部、梁容易损坏的问题。


技术实现要素：

5.本发明惯性传感器包含：基板；相对于所述基板移位的可动体；以及衰减部，其使所述可动体相对于所述基板的移位衰减；所述衰减部具有：梳齿状的第1结构体，其包含基端与所述可动体连接的多个可动梳齿指；以及梳齿状的第2结构体，其包含基端与所述基板连接并与所述第1结构体啮合的多个固定梳齿指，所述可动梳齿指以及所述固定梳齿指各自的基端的宽度大于末端的宽度。
6.本发明的惯性测量模块具有上述的惯性传感器。
附图说明
7.图1是示出第1实施方式的惯性传感器的俯视图。
8.图2是图1中的a-a线剖视图。
9.图3是示出衰减部的俯视图。
10.图4是示出衰减部的变形例的俯视图。
11.图5是示出第2实施方式的惯性传感器的俯视图。
12.图6是示出第3实施方式的衰减部的俯视图。
13.图7是示出衰减部的变形例的俯视图。
14.图8是示出第4实施方式的衰减部的俯视图。
15.图9是示出衰减部的变形例的俯视图。
16.图10是示出第5实施方式的衰减部的俯视图。
17.图11是示出第6实施方式的惯性传感器的俯视图。
18.图12是惯性传感器的变形例的俯视图。
19.图13是第7实施方式的惯性测量模块的框图。
20.标号说明
21.1惯性传感器；2基板；21凹部；22安装部；3传感器元件；31固定部；32可动体；321第1可动部；322第2可动部；324开口；325贯通孔；33梁；331梁；332梁；4衰减部；4a第1衰减部；4b第2衰减部；41可动结构体；411可动梳齿指；411a基端部；411b末端部；42固定结构体；420基体；421固定梳齿指；421a基端部；421b末端部；43凸部；5盖；51凹部；59玻璃料；6固定电极；61第1固定电极；610基体；611第1固定电极指；62第2固定电极；620基体；621第2固定电极指；7可动电极；71第1可动电极；71第1可动电极指；72第2可动电极；721第2可动电极指；8电极；81第1固定检测电极；82第2固定检测电极；83虚设电极；9惯性测量模块；91x x轴加速度传感器；91y y轴加速度传感器；91z z轴加速度传感器；92x x轴角速度传感器；92y y轴角速度传感器；92z z轴角速度传感器；93控制ic；ca静电电容；cb静电电容；d分离距离；j摆动轴；o中心；s收纳空间；w1宽度；w2宽度。
具体实施方式
22.以下，基于附图所示的实施方式对本发明的惯性传感器以及惯性测量模块进行详细说明。
23.以下，为了便于说明，将相互正交的3个轴设为x轴、y轴以及z轴。另外，设沿着x轴的方向即与x轴平行的方向为“x轴方向(第1方向)”，设与y轴平行的方向设为“y轴方向(第2方向)”，设与z轴平行的方向为“z轴方向(第3方向)”。另外，将各轴的箭头方向末端侧称为“正侧”，将相反侧称为“负侧”。另外，将z轴方向正侧也称为“上”，将z轴方向负侧也称为“下”。另外，在本技术说明书中，“正交”不仅是以90
°
相交的情况，在能够发挥本发明效果的范围内也包括偏离90
°
的情况。
24.《第1实施方式》
25.图1是示出第1实施方式的惯性传感器的俯视图。图2是图1中的a-a线剖视图。图3是示出衰减部的俯视图。图4是示出衰减部的变形例的俯视图。
26.图1所示的惯性传感器1是检测z轴方向的加速度的加速度传感器。这样的惯性传感器1包括：基板2；传感器元件3，其配置在基板2上；衰减部4，其使传感器元件3的振动衰减；以及盖5，其覆盖传感器元件3以及衰减部4而与基板2接合。
27.如图1所示，基板2具有在上表面侧开口的凹部21。另外，凹部21以在从z轴方向俯视时将传感器元件3包含在内侧的方式形成得比传感器元件3大。另外，如图2所示，基板2具有从凹部21的底面突出设置的突起状的安装部22。然后，安装部22在上表面与传感器元件3接合。
28.基板2是含有na
+
等作为可动离子的碱金属离子的玻璃材料例如pyrex玻璃、tempax玻璃(均为注册商标)这样的硼硅酸玻璃的基板。但是，基板2没有特别限定，例如可以使用硅基板或陶瓷基板。
29.如图2所示，盖5具有在下表面侧开口的凹部51。盖5在凹部51内收纳传感器元件3及衰减部4并与基板2的上表面接合。并且，通过盖5和基板2，在其内侧形成收纳传感器元件3和衰减部4的收纳空间s。收纳空间s是气密空间，优选封入氮、氦、氩等的惰性气体，使用温度例如在-40℃～120℃左右，大致为大气压。但是，收纳空间s的环境没有特别限定，例如，可以是减压状态，也可以是加压状态。
30.盖5例如是硅基板。但是，盖5没有特别限定，例如也可以使用玻璃基板或陶瓷基
板。另外，基板2和盖5的接合方法没有特别限定，根据基板2和盖5的材料适当选择即可，例如，阳极接合、将通过等离子体照射而活化的接合面彼此接合的活化接合、基于玻璃料等接合材料的接合、将在基板2的上表面及盖5的下表面成膜的金属膜彼此接合的扩散接合等。在本实施方式中，借助由低熔点玻璃构成的玻璃料59将基板2与盖5接合。
31.传感器元件3例如对掺杂了磷(p)、硼(b)、砷(as)等杂质的导电性硅基板进行蚀刻、作为深槽蚀刻技术的博世法(bosch process)进行构图而形成。如图1所示，该传感器元件3具有：与安装部22的上表面接合的固定部31；相对于固定部31绕沿y轴的摆动轴j进行杠杆摆动的可动体32；以及连接固定部31和可动体32的梁33。
32.可动体32在从z轴方向俯视时呈以x轴方向为长边的长方形状。另外，可动体32具有在从z轴方向俯视时将摆动轴j夹在中间而配置的第1可动部321及第2可动部322。第1可动部321相对于摆动轴j位于x轴方向正侧，第2可动部322相对于摆动轴j位于x轴方向负侧。另外，第1可动部321在x轴方向上比第2可动部322大，施加z轴方向的加速度时的绕摆动轴j的旋转力矩比第2可动部322大。通过该转矩差，施加z轴方向的加速度时，可动体32绕摆动轴j进行杠杆摆动。另外，如图2中的箭头所示，杠杆摆动是在第1可动部321向z轴方向正侧移位时，第2可动部322向z轴方向负侧移位，相反，在第1可动部321向z轴方向负侧移位时，第2可动部322向z轴方向正侧移位。另外，以下，将杠杆摆动也称为检测振动。
33.另外，可动体32具有沿厚度方向贯通的多个贯通孔325。通过贯通孔325，降低可动体32和基板2之间产生的阻尼或调整阻尼的程度。但也可以省略贯通孔325。
34.另外，可动体32具有位于第1可动部321与第2可动部322之间的开口324。并且，在开口324内配置有固定部31和梁33。梁33沿摆动轴j延伸，绕其中心轴进行扭转变形，由此，允许可动体32绕摆动轴j的摆动。这样，通过在可动体32的内侧配置固定部31和梁33，能够实现传感器元件3的小型化。但是，固定部31和梁33的配置没有特别限定，例如也可以位于可动体32的外侧。
35.另外，如图2所示，在基板2上设置有电极8。电极8具有配置在凹部21的底面的第1固定检测电极81、第2固定检测电极82以及虚设电极83。第1固定检测电极81与第1可动部321的基端部相对配置，第2固定检测电极82与第2可动部322相对配置，虚设电极83与第1可动部321的末端部相对配置。虚设电极83通过未图示的布线等与可动体32电连接，与可动体32同电位。
36.如图2所示，在惯性传感器1的驱动时，对传感器元件3施加驱动电压，由此，在第1可动部321与第1固定检测电极81之间形成静电电容ca，在第2可动部322与第2固定检测电极82之间形成静电电容cb。并且，当对惯性传感器1施加z轴方向的加速度时，可动体32绕摆动轴j进行杠杆摆动。通过可动体32的杠杆摆动，第1可动部321和第1固定检测电极81的间隙与第2可动部322和第2固定检测电极82的间隙以反相的方式变化，与此相应，静电电容ca、cb以反相的方式变化。因此，能够根据静电电容ca、cb的差分检测惯性传感器1受到的z轴方向的加速度。
37.衰减部4降低可动体32的检测振动以外的移位具体而言是x轴方向、y轴方向和绕z轴的移位(以下，也将检测振动以外的移位称为“无用振动”。)。因此，抑制无用振动，可动体32的检测振动稳定，惯性传感器1的检测精度提高。
38.如图3所示，衰减部4具有配置在可动体32的可动结构体41和配置在基板2的固定
结构体42。另外，可动结构体4具有从可动体32的x轴方向正侧的端部向x轴方向正侧延伸并在y轴方向上等间隔地排列的多个可动梳齿指411。这些各可动梳齿指411是基端与可动体32连接、末端为自由端的悬臂梁。
39.固定结构体42位于可动结构体41的x轴方向正侧。固定结构体42具有与基板2的上表面接合的基体420、从基体420向x轴方向负侧延伸并在y轴方向上等间隔排列的多个固定梳齿指421。这些各固定梳齿指421是基端与基体420连接、末端为自由端的悬臂梁。
40.并且，可动结构体41和固定结构体42分离地相对，以相互啮合的方式交叉。即，在相邻的一对可动梳齿指411之间插入1根固定梳齿指421，可动梳齿指411和固定梳齿指421沿着y轴方向交替配置。另外，固定结构体42通过未图示的布线等与可动体32电连接，与可动体32同电位。由上述的硅基板一并形成这样的固定结构体42与传感器元件3。
41.根据这种结构，可动体32相对于基板2在x轴方向、y轴方向或绕z轴移位时，可动梳齿指411与固定梳齿指421之间的气体被压缩，由此产生压膜阻尼，该移位被抑制，产生的移位也迅速收敛。因此，可动体32的检测振动以外的移位被抑制，可动体32的检测振动稳定。进而，通过压缩，气体被加热，由此，可动体32的运动能量的一部分被转换为热能。向该热能的转换也有利于振动衰减效果。
42.另外，为了一边抑制可动梳齿指411与固定梳齿指421的接触，一边提高前述的阻尼效果，相邻的可动梳齿指411与固定梳齿指421的分离距离d优选为0.5μm以上2.0μm以下，更优选为0.5μm以上1.0μm以下。
43.在此，在对惯性传感器1施加较大的加速度而使可动体32相对于基板2沿x轴方向、y轴方向或绕z轴大幅移位时，可动梳齿指411可能与固定梳齿指421碰撞。如上所述，可动梳齿指411以及固定梳齿指421是悬臂梁，因此，由于所述碰撞，应力可能集中于基端部(根部)而损坏。例如，如果由于碰撞而使可动梳齿指411或固定梳齿指421折断，则不仅阻尼效果降低，而且折断的碎片在收纳空间s内飞舞，从而使其他部分损坏，或者不希望的部分彼此短路，成为导致惯性传感器1的故障或可靠性降低的主要原因。
44.因此，在惯性传感器1中，为了可动梳齿指411以及固定梳齿指421不易损坏，对它们的形状进行了研究。具体而言，在从z轴方向俯视时，可动梳齿指411和固定梳齿指421各自的基端的宽度w1大于末端的宽度w2。即，w1》w2。由此，能够使可动梳齿指411以及固定梳齿指421的基端部(根部分)变粗，该部分的机械强度提高。而且，可动梳齿指411以及固定梳齿指421的末端重量变轻，因此，能够减少在基端部(根部分)施加的载荷应力。因此，能够有效地抑制碰撞引起的可动梳齿指411以及固定梳齿指421的损坏。
45.w1/w2优选为1.2以上，更优选为1.5以上，进一步优选为2.0以上。由此，能够更显著发挥上述效果。
46.特别是，在本实施方式中，可动梳齿指411以及固定梳齿指421各自的宽度从基端侧向末端侧逐渐减小，是所谓的锥状。由此，能够以简单的形状实现w1》w2。另外，在中途没有台阶，因此，碰撞时避免了基端部以外的部分中的应力集中，可动梳齿指411以及固定梳齿指421更不易损坏。
47.另外，在本实施方式中，可动梳齿指411以及固定梳齿指421的延伸方向的整个区域是锥形状，但不限于此，也可以是，仅延伸方向的一部分成为锥形。例如，也可以是仅可动梳齿指411以及固定梳齿指421的末端部为锥形，也可以是仅基端部为锥形，也可以是仅中
央部为锥形。
48.以上，对惯性传感器1进行了说明。如上所述，这样的惯性传感器1具有：基板2、相对于基板2移位的可动体32、使可动体32相对于基板2的移位衰减的衰减部4。另外，衰减部4具有：梳齿状的可动结构体41，其具有基端与可动体32连接的多个可动梳齿指411；以及梳齿状的固定结构体42，其具有基端与基板2连接并与可动结构体41啮合的多个固定梳齿指421。而且，可动梳齿指411以及固定梳齿指421各自的基端的宽度w1大于末端的宽度w2。通过这样的结构，能够使可动梳齿指411以及固定梳齿指421的基端部(根部分)变粗，该部分的机械强度提高。进而，可动梳齿指411以及固定梳齿指421的末端重量变轻，因此，能够减少施加于基端部(根部分)的载荷应力。因此，能够有效地抑制碰撞引起的可动梳齿指411以及固定梳齿指421的损坏。
49.另外，如上所述，可动梳齿指411以及固定梳齿指421分别是宽度从基端向末端逐渐减小的锥状。由此，能够以简单的形状实现w1》w2。另外，由于在中途没有台阶，因此，在碰撞时避免了基端部以外的部分中的应力集中，可动梳齿指411以及固定梳齿指421更不易损坏。
50.另外，如上所述，在设相互正交的方向为第1方向即x轴方向、第2方向即y轴方向以及第3方向即z轴方向时，惯性传感器1是可动体32相对于基板2绕沿着y轴方向的摆动轴j摆动来检测z轴方向的加速度的加速度传感器。而且，可动梳齿指411以及固定梳齿指421沿x轴方向以及y轴方向的一方延伸，沿着另一方排列。特别是，在本实施方式中，可动梳齿指411及固定梳齿指421沿x轴方向延伸，沿y轴方向排列。由此，能够抑制绕摆动轴j的摆动即检测振动以外的移位、具体而言x轴方向、y轴方向以及绕z轴的移位。因此，提高z轴方向的加速度的检测精度。
51.另外，如上所述，在本实施方式中，衰减部4配置在可动体32的x轴方向正侧，但衰减部4的配置没有特别限定。例如，如图4所示，衰减部4也可以配置在可动体32的x轴方向负侧。另外，衰减部4也可以配置在可动体32的x轴方向两侧。
52.《第2实施方式》
53.图5是示出第2实施方式的惯性传感器的俯视图。
54.本实施方式除了衰减部4的结构不同以外，与上述第1实施方式相同。在以下的说明中，关于本实施方式，以与上述实施方式的不同点为中心进行说明，关于同样的事项，省略其说明。另外，在本实施方式的图中，对于与上述实施方式相同的结构，标注相同的标号。
55.如图5所示，本实施方式的衰减部4具有：位于可动体32的y轴方向正侧的第1衰减部4a、位于可动体32的y轴方向负侧的第2衰减部4b。另外，这些第1衰减部4a、第2衰减部4b位于第1可动部321与第2可动部322之间，沿y轴方向与开口324排列配置。其中，第1衰减部4a、第2衰减部4b的配置没有特别限定，例如，可以位于第1可动部321的y轴方向两侧，也可以位于第2可动部322的y轴方向两侧。
56.在第1衰减部4a中，可动结构体41具有从可动体32的y轴方向正侧的端部向y轴方向正侧延伸并在x轴方向上等间隔地排列的多个可动梳齿指411。并且，在该可动结构体41的y轴方向正侧配置有固定结构体42。固定结构体42具有：与基板2的上表面接合的基体420；以及多个固定梳齿指421，它们从基体420向y轴方向负侧延伸并在x轴方向等间隔排列。
57.另一方面，在第2衰减部4b中，可动结构体41具有从可动体32的y轴方向负侧的端部向y轴方向负侧延伸并在x轴方向上等间隔排列的多个可动梳齿指411。并且，在该可动结构体41的y轴方向负侧配置有固定结构体42。固定结构体42具有：基体420，其与基板2的上表面接合；以及多个固定梳齿指421，它们从基体420向y轴方向正侧延伸，在x轴方向等间隔排列。
58.通过这样的第2实施方式，也发挥与上述第1实施方式相同的效果。
59.《第3实施方式》
60.图6是示出第3实施方式的衰减部的俯视图。图7是示出衰减部的变形例的俯视图。
61.本实施方式除了衰减部4的结构不同以外，与上述第1实施方式相同。在以下的说明中，关于本实施方式，以与上述实施方式的不同点为中心进行说明，关于同样的事项，省略其说明。另外，在本实施方式的各图中，对于与实施方式相同的结构，标注相同的标号。
62.如图6所示，在本实施方式的衰减部4中，各可动梳齿指411具有凸部43，凸部43朝相邻的固定梳齿指421向y轴方向两侧突出。由此，能够减少碰撞时的可动梳齿指411与固定梳齿指421的接触面积，能够有效地抑制可动梳齿指411和固定梳齿指421粘在一起而不能复原的粘附。
63.另外，凸部43配置在各可动梳齿指411的延伸方向的两端部即末端部和基端部。由此，碰撞时的与固定梳齿指421的抵接点成为2点，能够分散碰撞时的冲击。因此，能够有效地抑制碰撞引起的可动梳齿指411及固定梳齿指421的损坏。特别是，通过将凸部43配置在末端部和基端部，能够使凸部43彼此进一步分离，因此，上述效果显著。
64.在以上的惯性传感器1中，如上所述，可动梳齿指411以及固定梳齿指421的一方具有朝向另一方突出的凸部43。特别是，在本实施方式中，可动梳齿指411具有朝向固定梳齿指421突出的凸部43。由此，能够进一步减少碰撞时的可动梳齿指411与固定梳齿指421的接触面积，能够有效地抑制可动梳齿指411与固定梳齿指421粘在一起而不能复原的粘附。
65.另外，如上所述，凸部43配置在可动梳齿指411的延伸方向的两端部。由此，碰撞时的抵接点成为2点，能够使碰撞时的冲击分散。因此，能够有效地防止碰撞引起的可动梳齿指411以及固定梳齿指421的损坏。特别是，通过将凸部43配置在末端部和基端部，能够使凸部43彼此进一步分离，因此，上述效果变得显著。
66.通过这样的第3实施方式，也发挥与上述第1实施方式相同的效果。另外，在本实施方式中，凸部43为圆形，但凸部43的形状没有特别限定，例如，也可以是四边形、三角形等。另外，在本实施方式中，在基端部和末端部各配置有1个凸部43，但不限于此，也可以在基端部和末端部各配置多个凸部43。另外，如图7所示，凸部43可以配置于各固定梳齿指421，虽未图示，也可以配置于可动梳齿指411和固定梳齿指421双方。
67.《第4实施方式》
68.图8是示出第4实施方式的衰减部的俯视图。图9示出衰减部的变形例的俯视图。
69.本实施方式除了凸部43的配置不同以外，与上述第3实施方式相同。在以下的说明中，关于本实施方式，以与上述实施方式的不同点为中心进行说明。关于同样的事项，省略其说明。另外，在本实施方式的各图中，对于与实施方式相同的结构，标注相同的标号。
70.如图8所示，在本实施方式的衰减部4中，凸部43配置于各可动梳齿指411的延伸方向的中央部。由此，可使碰撞时的与固定梳齿指421的抵接点充分远离可动梳齿指411的基
端部。因此，碰撞时的冲击不易传递到可动梳齿指411的基端部，能够有效地抑制可动梳齿指411的损坏。
71.通过这样的第4实施方式，也能够发挥与上述第1实施方式相同的效果。另外，在本实施方式中，凸部43为圆形，但凸部43的形状没有特别限定，例如，也可以是四边形、三角形等。另外，在本实施方式中，在中央部配置有1个凸部43，但不限于此，也可以配置多个凸部43。另外，如图9所示，凸部43也可以配置于各固定梳齿指421，虽未图示，也可以配置于可动梳齿指411以及固定梳齿指421双方。
72.《第5实施方式》
73.图10是示出第5实施方式的衰减部的俯视图。
74.本实施方式除了衰减部4的结构不同以外，与上述第1实施方式相同。在以下的说明中，关于本实施方式，以与上述实施方式的不同点为中心进行说明，关于同样的事项，省略其说明。另外，在本实施方式的图中，对于与上述实施方式相同的结构，标注相同的标号。
75.如图10所示，在本实施方式的衰减部4中，各可动梳齿指411具有：基端部411a；末端部411b，其位于基端部411a的末端侧且宽度比基端部411a小。另外，基端部411a及末端部411b各自的宽度沿延伸方向即x轴方向恒定。由此，能够以简单的形状实现w1》w2。
76.同样，各固定梳齿指421具有：基端部421a；以及末端部421b，其位于基端部421a的末端侧且宽度比基端部421a小。另外，基端部421a及末端部421b各自的宽度沿延伸方向即x轴方向恒定。由此，能够以简单的形状实现w1》w2。
77.另外，例如，与上述第1实施方式的锥状相比，基端部的体积增加，能够提高基端部的刚性。因此，可动梳齿指411以及固定梳齿指421更不易损坏。进而，与上述第1实施方式的锥状相比，可动梳齿指411与固定梳齿指421的相对面积增加，相应地，阻尼效果相应地提高。因此，抑制无用振动，可动体32的检测振动稳定，惯性传感器1的检测精度提高。
78.另外，在本实施方式中，基端部411a、421a的末端与末端部411b、421b连接，但不限于此，例如，也可以在基端部411a、421a与末端部411b、421b之间存在比基端部411a、421a细、比末端部411b、421b粗的中间部。
79.在以上的惯性传感器1中，如上所述，可动梳齿指411以及固定梳齿指421各自具有：宽度恒定的基端部411a、421a；和宽度恒定的末端部411b、421b，它们的宽度比基端部411a、421a小。由此，能够以简单的形状实现w1》w2。
80.通过这样的第5实施方式，也能够发挥与上述第1实施方式相同的效果。
81.《第6实施方式》
82.图11是示出第6实施方式的惯性传感器的俯视图。图12是示出惯性传感器的变形例的俯视图。
83.本实施方式除了传感器元件3以及衰减部4的结构不同以外，与上述第1实施方式相同。在以下的说明中，关于本实施方式，以与上述实施方式的不同点为中心进行说明，关于同样的事项，省略其说明。另外，在本实施方式的各图中，对于与上述实施方式相同的结构，标注相同的标号。
84.图11所示的惯性传感器1是检测x轴方向的加速度的加速度传感器。
85.传感器元件3包括：固定于基板2的固定电极6；固定于基板2的固定部31；相对于固定部31在作为检测轴的x轴方向移位的可动体32；连结固定部31和可动体32的梁331、332；
和配置于可动体32的可动电极7。
86.固定部31与基板2的上表面接合。并且，在该固定部31的内侧配置有可动体32。可动体32呈沿x轴方向延伸的长条形状，其一端部经由梁331与固定部31连结，另一端部经由梁332与固定部31连结。梁331、332分别能够在x轴方向上弹性变形，通过梁331、332弹性变形，可动体32相对于固定部31在x轴方向上移位。以下，将可动体32在x轴方向的移位也称为检测振动。
87.可动电极7具有：梳齿状的第1可动电极71，其具有从可动体32向y轴方向两侧突出并在x轴方向上排列配置的多个第1可动电极指711；以及梳齿状的第2可动电极72，其具有从可动体32向y轴方向两侧突出并在x轴方向上排列配置的多个第2可动电极指721。第1可动电极71相对于可动体32的中心o配置在x轴方向正侧，第2可动电极72相对于可动体32的中心o配置在x轴方向负侧。
88.另一方面，固定电极6具有：与第1可动电极71啮合的梳齿状的第1固定电极61；和与第2可动电极72啮合的梳齿状的第2固定电极62。第1固定电极61具有：基体610，其位于可动体32的y轴方向两侧，与基板2的上表面接合；多个第1固定电极指611，它们从基体610向y轴方向延伸，在x轴方向正侧与第1可动电极指711相对。同样，第2固定电极62具有：基体620，其位于可动体32的y轴方向两侧，与基板2的上表面接合；以及多个第2固定电极指621，它们从基体620向y轴方向延伸，在x轴方向负侧与第2可动电极指721相对。
89.在惯性传感器1的驱动时，对传感器元件3施加驱动电压，由此，在第1可动电极71和第1固定电极61之间形成静电电容ca，在第2可动电极72与第2固定电极62之间形成静电电容cb。并且，在向惯性传感器1施加了x轴方向的加速度时，可动体32沿x轴方向移位。并且，通过该移位，第1可动电极指711与第1固定电极指611的间隙和第2可动电极指721与第2固定电极指621的间隙以反相的方式变化，与此相应地，静电电容ca、cb以反相的方式变化。因此，能够根据静电电容ca、cb的差分检测惯性传感器1受到的x轴方向的加速度。
90.在这样的惯性传感器1中，衰减部4具有：位于可动体32的y轴方向正侧的第1衰减部4a；以及位于可动体32的y轴方向负侧的第2衰减部4b。
91.在第1衰减部4a中，可动结构体41具有从可动体32的x轴方向两端部向y轴方向正侧延伸并在x轴方向等间隔地排列的多个可动梳齿指411。而且，固定结构体42以与该可动结构体41啮合的方式相对配置。固定结构体42具有从固定部31向y轴方向负侧延伸并在x轴方向等间隔地排列的多个固定梳齿指421。
92.另一方面，在第2衰减部4b中，可动结构体41具有从可动体32的x轴方向两端部向y轴方向负侧延伸并在x轴方向等间隔地排列的多个可动梳齿指411。并且，以与该可动结构体41啮合的方式配置有固定结构体42。固定结构体42具有从固定部31向y轴方向正侧延伸并在x轴方向等间隔地排列的多个固定梳齿指421。
93.根据这种结构，通过衰减部4抑制可动体32的x轴方向、y轴方向及绕z轴的移位，所产生的移位也迅速收敛。即，抑制可动体32的检测振动以外的移位，并且作为检测振动的x轴方向的振动迅速收敛，因此，可动体32的检测特性提高。
94.如上所述，以上的惯性传感器1是如下的加速度传感器：在设相互正交的方向为第1方向即x轴方向、第2方向即y轴方向以及第3方向即z轴方向时，通过可动体32相对于基板2在x轴方向移位来检测x轴方向的加速度。而且，可动梳齿指411以及固定梳齿指421各自沿x
轴方向以及y轴方向的一方延伸，沿另一方排列。特别是，在本实施方式中，可动梳齿指411以及固定梳齿指421沿y轴方向延伸，沿x轴方向排列。由此，抑制可动体32的x轴方向、y轴方向及绕z轴的移位，所产生的移位也迅速收敛。即，抑制可动体32的检测振动以外的移位，并且检测振动迅速收敛，因此，可动体32的检测特性提高。
95.通过这样的第6实施方式，也能够发挥与上述第1实施方式相同的效果。另外，惯性传感器1的结构不限于此，例如，也可以如图12所示，可动梳齿指411以及固定梳齿指421沿x轴方向延伸，沿y轴方向排列。根据该结构，也能够发挥与本实施方式相同的效果。
96.《第7实施方式》
97.图13是第7实施方式的惯性测量模块的框图。
98.如图13所示，惯性测量模块9是6轴惯性测量模块，具有：x轴加速度传感器91x，其检测x轴方向的加速度；y轴加速度传感器91y，其检测y轴方向的加速度；z轴加速度传感器91z，其检测z轴方向的加速度；x轴角速度传感器92x，其检测绕x轴的角速度；y轴角速度传感器92y，其检测绕y轴的角速度；z轴角速度传感器92z，其检测绕z轴的角速度；和控制ic 93。而且，例如能够将上述实施方式的惯性传感器1应用于这些传感器91x、91y、91z、92x、92y、92z的任意一个。
99.控制ic 93是mcu(micro controller unit)，控制惯性测量模块9的各部。在存储部中存储有规定用于检测加速度和角速度的顺序和内容的程序、将所检测到的数据数字化并将装入分组数据中的程序、附随的数据等。
100.如上所述，以上的惯性测量模块9具有惯性传感器1。因此，成为能够享有上述的惯性传感器1的效果、具有较高可靠性的惯性测量模块9。
101.以上，基于图示的实施方式说明了本发明的惯性传感器以及惯性测量模块。但是，本发明不限于此，各部分的结构能够置换为具有同样功能的任意结构。另外，也可以对本发明附加其他任意的构成物。另外，也可以适当组合上述实施方式。

技术特征：
1.一种惯性传感器，其特征在于，其包含：基板；相对于所述基板移位的可动体；以及衰减部，其使所述可动体相对于所述基板的移位衰减；所述衰减部具有：梳齿状的第1结构体，其包含基端与所述可动体连接的多个可动梳齿指；以及梳齿状的第2结构体，其包含基端与所述基板连接并与所述多个可动梳齿指交叉的多个固定梳齿指，所述可动梳齿指以及所述固定梳齿指各自的基端的宽度大于末端的宽度。2.根据权利要求1所述的惯性传感器，其中，所述可动梳齿指以及所述固定梳齿指各自的宽度随着从基端侧朝向末端侧逐渐减小。3.根据权利要求1所述的惯性传感器，其中，所述可动梳齿指以及所述固定梳齿指各自具有：宽度恒定的基端部；以及宽度恒定的末端部，其宽度比所述基端部小。4.根据权利要求1所述的惯性传感器，其中，所述可动梳齿指以及所述固定梳齿指的一方包含朝向另一方突出的凸部。5.根据权利要求4所述的惯性传感器，其中，所述凸部配置在所述一方的延伸方向的两端部。6.根据权利要求4所述的惯性传感器，其中，所述凸部配置在所述一方的延伸方向的中央部。7.根据权利要求1所述的惯性传感器，其中，在设相互正交的方向为第1方向、第2方向以及第3方向时，所述可动体相对于所述基板绕沿着所述第2方向的摆动轴摆动，所述可动梳齿指以及所述固定梳齿指各自沿着所述第1方向和所述第2方向的一方延伸，沿着另一方排列。8.根据权利要求1所述的惯性传感器，其中，在设相互正交的方向为第1方向、第2方向以及第3方向时，所述可动体能够相对于所述基板在所述第1方向上移位，所述可动梳齿指以及所述固定梳齿指各自沿着所述第1方向和所述第2方向的一方延伸，沿着另一方排列。9.一种惯性测量模块，其特征在于，其具有权利要求1所述的惯性传感器。

技术总结
惯性传感器以及惯性测量模块。能够降低和抑制无用振动。惯性传感器包含：基板；相对于所述基板移位的可动体；以及衰减部，其使所述可动体相对于所述基板的移位衰减；所述衰减部具有：梳齿状的第1结构体，其包含基端与所述可动体连接的多个可动梳齿指；以及梳齿状的第2结构体，其包含基端与所述基板连接并与所述多个可动梳齿指交叉的多个固定梳齿指，所述可动梳齿指以及所述固定梳齿指各自的基端的宽度大于末端的宽度。于末端的宽度。于末端的宽度。


技术研发人员：永田和幸
受保护的技术使用者：精工爱普生株式会社
技术研发日：2023.04.03
技术公布日：2023/10/19