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传感器芯片及力传感器装置


技术摘要:
本传感器芯片具有:基板;第一支撑部;第二支撑部,其周围配置有上述第一支撑部,且配置于上述基板的中央;第一探测用梁,其连结相邻的上述第一支撑部彼此;第二探测用梁,其在上述第一探测用梁与上述第二支撑部之间与上述第一探测用梁平行地设置;力点,其配置于上述  全部
背景技术:
一直以来,已知有力传感器装置,其在由金属构成的应变体粘贴多个应变仪,通过 将施加有外力时的形变转换成电信号来检测多轴的力。但是,该力传感器装置需要通过手 工作业将应变仪逐张粘贴,因此在精度、生产性上存在问题,而且在构造上难以小型化。 另一方面,提出了一种力传感器装置,其通过将应变仪置换成形变检测用的MEMS 的传感器芯片,从而消除贴合精度的问题,而且实现小型化(例如,参照专利文献1)。 现有技术文献 专利文献 专利文献1:日本专利第4011345号
技术实现要素:
发明所要解决的课题 另外,在上述现有的使用了MEMS的传感器芯片的力传感器装置中,如果在输入为 单轴的情况(沿六个轴[Fx、Fy、Fz、Mx、My、Mz]中的任一个轴的方向的情况)下,则力传感器 能够得到高的精度。 但是,在输入为复合输入的情况(沿六个轴[Fx、Fy、Fz、Mx、My、Mz]中的任意两个以 上的轴的复合的输入的情况)下,由于轴分离性不充分,因此,力传感器的误差增大,精度降 低。尤其是,在复合输入的情况下,存在不足精度的目标值的复合输入的轴的组合。 本发明鉴于上述的点而做成,其目的在于提高传感器芯片相对于复合输入的轴分 离性,改善传感器精度。 用于解决课题的方案 本传感器芯片110具有:基板;第一支撑部111a、111b、111c、111d;第二支撑部 111e,其周围配置有上述第一支撑部,且配置于上述基板的中央;第一探测用梁113a、113d、 113g、113j,其连结相邻的上述第一支撑部彼此;第二探测用梁113b、113e、113h、113k,其在 上述第一探测用梁与上述第二支撑部之间与上述第一探测用梁平行地设置;力点114a、 114b、114c、114d,其配置于上述第一探测用梁,且被施加力;以及多个形变检测元件,其配 置于上述第一探测用梁及上述第二探测用梁的预定位置,上述多个形变检测元件包括:第 一检测部,其具有能够检测上述第一方向的力的形变检测元件;以及第二检测部,其具有能 够检测上述第一方向的力且设置在相对于上述第一检测部对称的位置的形变检测元件。 此外,上述参照符号是为了容易理解而添加的,只是一例,并非限定于图示的方 案。 发明效果 根据公开的技术,能够提高传感器芯片相对于复合输入的轴分离性,改善传感器 4 CN 111587368 A 说 明 书 2/13 页 精度。 附图说明 图1是表示实施方式的力传感器装置的一例的立体图。 图2是表示实施方式的力传感器装置的传感器芯片及应变体的一例的立体图。 图3是实施方式的传感器芯片的一例的从Z轴方向上侧观察的图。 图4是实施方式的传感器芯片的一例的从Z轴方向下侧观察的图。 图5是对表示施加于实施方式的各轴的力及力矩的符号进行说明的图。 图6是表示实施方式的传感器芯片的一例的压电电阻元件的配置的图。 图7是表示实施方式的应变体的一例的图(其一)。 图8是表示实施方式的应变体的一例的图(其二)。 图9是表示实施方式的应变体的一例的图(其三)。 图10是表示实施方式的力传感器装置的制造工序的一例的图(其一)。 图11是表示实施方式的力传感器装置的制造工序的一例的图(其二)。 图12是表示实施方式的力传感器装置的制造工序的一例的图(其三)。 图13是表示实施方式的传感器芯片的另一例的对Fz方向的力进行探测的压电电 阻元件的配置的图。 图14是表示实施方式的传感器芯片的基于对Fz或Mz方向的力进行探测的压电电 阻元件的桥电路的图。 图15是表示参考例的传感器芯片的基于对Fz方向的力进行探测的压电电阻元件 的桥电路的图。 图16是说明对于参考例的构造的其它轴成分的模拟的图。 图17是说明对于实施例的构造的其它轴成分的模拟的图。
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