压电式加速度传感器制造技术

本发明专利技术提供一种在电机械变换元件内不会引起电荷的抵消且输出灵敏度出色的压电式加速度传感器。由在规定方向上被进行极化处理的压电元件、金属板和基板构成压电式加速度传感器。基板具备基板电路部、和从基板电路部的端部突出的大致平面状的基板衬底部。此外，在基板衬底部的一个面上支承并固定金属板的一个板面，金属板的另一个板面支承并固定压电元件，以便在规定方向上不会使压电元件和基板衬底部重叠。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及为了振动检测等目的使用的压电式加速度传感器。特别是涉及在压电式加速度传感器中所使用的压电振动器的优选支承结构。
技术介绍
近几年，越来越多的电子设备被搭载于DVD/BD记录器、电视机、便携设备等中。所搭载的电子设备的精度也在提高。对电子设备的可靠性的要求也越来越高。为了检测对电子设备的碰撞或电子设备自身所产生的振动，谋求具备100mV/G以上的高输出灵敏度、小型且价格低的加速度传感器。对于检测加速度的方法从以往开始就提出了各种方式的提案并已被实用化。特别是，由于利用了压电陶瓷的挠性的弯曲型压电加速度传感器(以下，仅称作“压电式加速度传感器”)其结构简单且容易以低价格构成，因此被广泛利用。基于压电陶瓷的挠性的输出灵敏度在其原理上即使是最大也被限制在数mV/G左右。因此，为了获得100mV/G以上的输出灵敏度，需要最终放大来自压电陶瓷的输出。但是，重要的是在保持小型的压电陶瓷的状态下增加输出灵敏度。因此，提出了压电陶瓷的各种支承结构。例如，专利文献1的压电陶瓷通过收纳外壳的侧面部被悬臂结构支承。专利文献2的压电陶瓷通过收纳外壳的底面部被双支承梁结构支承。在专利文献3中，公开了如下技术使压电振动器的两端部附近极化为中央部分和相反方向，通过利用双支承梁结构支承压电振动器，从而提高输出灵敏度。现有技术文献专利文献专利文献1JP特表平5-505236号公报专利文献2JP特开平916431号公报专利文献3JP特开2000-121661号公报
技术实现思路
(专利技术想要解决的课题)但是，即使根据到目前为止提出的所有方法，都不能得到足够的输出灵敏度。并且，在采用专利文献1和专利文献2公开的支承结构的情况下，直到在收纳外壳中容纳压电陶瓷为止(即，压电式加速度传感器的制造大致结束为止)，不能进行动作确认检查。此外，在采用专利文献3的技术的情况下，为了使压电振动器极化，需要进行复杂的工序。本专利技术的目的在于提供一种小型的同时具有高的输出灵敏度且量产方面出色的压电式加速度传感器。(用于解决课题的手段)本专利技术的一个方面是提供压电式加速度传感器，该压电式加速度传感器由压电元件、金属板和基板构成，其中，所述压电元件在规定方向被进行极化处理，所述基板具备基板电路部、和从所述基板电路部的端部突出的大致平面状的基板衬底部，所述金属板的一个板面被所述基板衬底部的一个面支承固定，在所述金属板的另一个板面按照在所述规定方向上所述压电元件和所述基板衬底部不会重叠的方式支承固定所述压电元件。(专利技术效果)根据本专利技术，通过利用不同于现有技术的结构支承压电陶瓷，从而能够得到小型且具有高的输出灵敏度的压电式加速度传感器。此外，本专利技术的压电式加速度传感器在量产方面也很出色。附图说明图1是表示本专利技术的第1实施方式的压电式加速度传感器的俯视图。图2是图1的压电式加速度传感器的主视图。图3是在因加速度而被弯曲的状态下表示图1的压电式加速度传感器的主视图。图4是在移除了盖罩的状态下表示本专利技术的第2实施方式的压电式加速度传感器的俯视图。图5是图4的压电式加速度传感器的V-V剖视图。图6是表示直接由基板支承压电元件的压电式加速度传感器的俯视图。图7是图6的压电式加速度传感器的主视图。图8是表示压电式加速度传感器的基板的变形例的俯视图。图9是在移除了盖罩的状态下表示现有技术的压电式加速度传感器的一例的俯视图。图10是图9的压电式加速度传感器的X-X剖视图。具体实施例方式以下，详细说明本专利技术的实施方式。另外，在以下的说明中表示上下左右等方向时，该方向并不表示部件等的绝对位置，而是仅仅表示在各附图中的相对的位置。(第1实施方式)如图1和图2所示，本专利技术的第1实施方式的压电式加速度传感器50由基板56、导线59、输出电缆60、压电陶瓷板(压电元件)53和金属板55构成。基板56具备基板电路部56a和基板衬底部56b。基板电路部56a形成为矩形平面形状。基板衬底部56b形成为矩形平面形状，且从基板电路部56a的端部突出。在本实施方式中，两个基板衬底部56b在同一平面上相互平行地从基板电路部56a的一边的两端部附近突出。换言之，基板56切出了四角形基板的一边的中央部分而形成为U字型。在基板电路部56a上搭载放大电路等，导线59和输出电缆60通过焊料等与放大电路等连接。两个基板衬底部56b在上表面56c的至少一部分内具有导电性部分，该导电性部分与基板电路部56a的放大电路等电连接。压电陶瓷板53以锆酸钛酸铅(PZT)等压电体作为材料，形成为矩形板状。压电陶瓷板53在图2的黑色箭头方向(上下方向)上以同样的方式被进行极化处理。压电陶瓷板53具备与极化方向(规定方向)对置的两个主面(53c和53d)。在压电陶瓷板53的一个主面53c上，通过涂布银膏剂等而形成上电极53a。上电极53a通过焊料等与导线59连接。金属板55具备两个板面(上表面5 和下表面55b)。压电陶瓷板53的主面53d经由导电粘结剂等与上表面5 粘结而被固定。即，上表面5 支承并固定压电陶瓷板53。通过具备上电极53a的压电陶瓷板53和金属板55，构成作为加速度检测元件的单压电晶片型压电振动器(电机械变换元件)52。金属板55的长度方向(在图1和图2中是左右方向)的两端部从压电陶瓷板53的长度方向的两端部向长度方向的外侧突出。该两个突出部分(被支承部^c)分别是通过导电粘结剂等与基板衬底部56b的上表面56c粘结并被固定。即，由基板衬底部56b的一个面、即上表面56c支承并固定被支承部55c的一个板面、即下表面55b。金属板55经由基板衬底部56b与基板电路部56a的放大电路等电连接。如以上说明，通过两个基板衬底部56b以双支承梁结构支承压电振动器52。如图1和图2所示，压电陶瓷板53和基板衬底部56b在极化方向上不会互相重叠。因此，能够在上下方向(极化方向)上使压电陶瓷板53整体弯曲。若压电式加速度传感器50受到加速度，则压电振动器52受到与加速度成比例的惯性力。例如，若向压电式加速度传感器50施加极化方向(在图2中是垂直方向)的加速度，则如图3所示，压电振动器52的长度方向的中心部向上方向(极化方向)弯曲。其结果，在压电振动器52的上电极53a和金属板55中分别产生相反符号的电荷。S卩，在上电极53a与金属板55之间产生与加速度成比例的电压。产生的电压经由导线59和基板衬底部56b被输入到基板电路部56a上的放大电路中。由放大电路放大之后的电压(输出信号)经由输出电缆60而被输出到压电式加速度传感器50的外部。通过测量输出到外部的电压，从而能够求出压电式加速度传感器50所受到的加速度。如图10所示，在现有技术的压电式加速度传感器91中，压电陶瓷板93的一部分被支承固定。因此，若压电陶瓷板93的中央部分弯曲，则压电陶瓷板93的被支承固定的部分附近向与中央部分相反的方向弯曲。即，在压电陶瓷板93中产生转折点。其结果，认为在中央部分和转折点部分产生相反符号的电荷，且电荷相抵消，因此会降低输出灵敏度。另一方面，本实施方式的压电式加速度传感器50的压电陶瓷板53没有直接被固定在基板衬底部56b上。因此，通过加速度而使压电陶瓷板53弯曲时，能够抑制在压电陶瓷板53中产生转折点而降低输出灵敏度的情况。特别如图1所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：斋藤益人，
申请(专利权)人：NEC东金株式会社，
类型：发明
国别省市：