小型傾斜振動傳感器及其製造方法

2023-10-11 14:13:29

專利名稱：小型傾斜振動傳感器及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種在非導電性殼體內部配置多個電極且可自 由移動地收納導電性球體，利用該殼體傾斜時、振動時的該球 體的移動位移來進行接通、斷開動作，可由此才企測出傾斜、振 動等的傾斜振動傳感器。
背景技術：
目前，此種傳感器己代替將作為有害物質的水銀作為可動 電極使用的水銀式傳感器，廣泛地應用插入於家電產品、電子 設備及其他各種產品、設備等中，用於檢測上述產品、設備等 的傾斜或振動，但近來，隨著其使用對象設備的小型化的推進、 向數位相機、行動電話等小型高科技電子設備的裝設需要大幅 增加等，對傳感器的小型化、高性能化、高可靠性化等的市場 要求越來越強烈。
作為此種傾斜振動傳感器，以往多採用例如日本特開平IO —12107號公報，日本特開平11一195359號公報等所示那樣， 使多個細長金屬引線框突出到傳感器殼體外側的類型。
但是，在帶有這樣的金屬引線框的傾斜振動傳感器中，通 常在其殼體的空洞部內配置多個金屬電極板，並且需要多個用
於將上述金屬引線框固定於該殼體上的零件等的安裝器具，因 而難以將整個傳感器的外形尺寸大幅度地小型化，因此不能對 使用作為小型電子零部件的高密度安裝技術的表面安裝技術 (SMT)的印刷電路板進行自動釺焊安裝。因此，該種類型的傳 感器向印刷電路板的安裝不得不仰賴於下述所謂的引線貫通安 裝方式，該所謂的引線貫通安裝方式是在印刷電路板上設置多個引線通孔，將上述金屬引線框分別插入到上述通孔內。
因此，為了謀求傾斜振動傳感器的小型化，需要使傳感器 殼體小型化，因此，現已提出了一種使用耐熱性較高的熱塑性 合成樹脂儘可能小型地成形加工該殼體主體及/或蓋體，並且
出設置於傳感器殼體上的類型的小型傳感器，且將該傳感器殼
體的外形尺寸設定為3mm左右見方。
但是，為了對應向行動電話等小型高科技電子設備的裝設 需要的增加而進一步推進傳感器的小型化，要求構成傳感器殼 體的殼體主體及/或蓋體的厚度比以往更薄，並且對應傳感器 殼體的小型化而使收納於其內部、即空洞部的作為可動電極的 導電性球體的球徑更小。而且，即使這樣大幅度地使傳感器小 型化，也不會因此而有損傳感器的性能或工作靈敏度、耐久性、 可靠性等。因此，必須克服隨著傳感器小型化而產生的如下所 述的問題。
首先第1,若含有溼氣的空氣進入到傳感器殼體的空洞部， 則不僅容易受溼氣的粘'性影響而使作為可動電極的導電'性球體 的動作變得緩慢，而且也容易受附著於在空洞部內配置的固定 電極、該球體表面的水分的粘性影響而使該球體的動作具有磁 滯現象，因此，傳感器的工作靈敏度會變遲鈍。該現象進一步 增多了在空洞部內存在有微細灰塵等粒子狀雜質的情況。第2, 在使用了 SMT的表面安裝作業的軟溶工序中，在網版印刷於印 刷電路板上的釺焊膏中所含有的作為粘合劑的焊劑會由於加熱 而蒸發，在其蒸汽或揮發成分中含有氯氣及其它會腐蝕上述電 極和球體那樣的有害氣體，因此若容許這樣的氣體進入到傳感 器的空洞部內，則會由於這樣的有害氣體的氧化作用或侵蝕作 用而腐蝕電極和球體的表面，不僅會使傳感器的工作靈敏度變遲鈍，還會使其耐用壽命變短。第3,若傳感器殼體的空洞部 內的溫度升高，則處於該空洞部內的氣體溫度會上升，因此， 由於小型化而使傳感器殼體厚度變薄再加上其壓力而容易產生 破壞傳感器殼體的危險。第4，隨著小型化而減少上述電極與 上述球體之間的距離，但由於該距離的減少為電氣絕緣距離的 減少，因此，當在電極等上附著有水分或雜質等時，會明顯地 減少絕緣電阻、容易產生損傷電極的電弧放電，會對傳感器的
耐久性或性能帶來不良影響。第5，由於傳感器殼體空洞部的
容積明顯變小，因此，明顯地難以在其內部配置由銅板等導電
性金屬板所作成的共有電極板。第6,若使作為金屬球的導電 性球體與由絕緣體構成的傳感器殼體的內壁面部分摩擦接觸而 產生的靜電帶電，則會存在由於其引力或回彈力而導致該球體 的動作不規則的情況。

發明內容
本發明解決了隨著傳感器殼體的大幅度小型化而產生的如 上所述的各種問題，其主要目的在於提供一種性能或工作靈敏 度較高、且具有耐久性及高可靠性的小型傾斜振動傳感器及其 製造方法。
本發明的另 一個目的在於提供一種可大量生產且廉價地提 供的、並且可多方向地進行傾斜或振動等的檢測的小型傾斜振 動傳感器及其製造方法。
為了達成上述目的，本發明的小型傾斜振動傳感器包括有 殼體，其由具有在上表面開口的空洞部的殼體主體和可氣密地 封閉該空洞部開口的蓋體構成；電極，其由等間隔相鄰地配置 於上述空洞部周壁面上的至少4個以上導電性覆膜構成；平面 電極，其由設置於該空洞部底面上的l個導電性覆膜構成；導電性球體，其可自由移動地收納於該空洞部內，作為電氣性接 點使相鄰的任意2個上述電極或上述電極中的任意1個與上述 平面電極相接觸，當上述殼體發生傾斜振動時，該導電性球體 會隨之移動，利用該移動進行接通、斷開動作，其特徵在於， 上述殼體主體與上述蓋體分別由氣體屏障性及耐熱性優良的非 導電性材料形成，及從上述空洞部內除去會對由上述球體的移 動進行的接通、斷開動作帶來不良影響的水分及微細塵埃等雜 質，且使上述空洞部內為真空。
另外，本發明的小型傾斜振動傳感器包括有殼體，其由 具有在上表面開口的空洞部的殼體主體和可氣密地封閉該空洞 部開口的蓋體構成；電極，其由等間隔相鄰地配置於上述空洞 部周壁面上的至少4個以上的導電性覆膜構成；平面電極，其 由設置於該空洞部底面上的l個導電性覆膜構成；導電性球體， 其可自由移動地收納於該空洞部內，作為電氣性接點使相鄰的 任意2個上述電極或上述電極中的任意1個與上述平面電極相 接觸，當上述殼體發生傾斜振動時，該導電性球體會隨之移動， 利用該移動進行接通、斷開動作，其特徵在於，上述殼體主體 與上述蓋體分別由氣體屏障性及耐熱性優良的非導電性材料形 成，及在上述空洞部內封入有降壓至規定真空度以上的電氣絕 緣性優良的氣體。
另外，本發明的小型傾斜振動傳感器在技術方案l或2所述 的傳感器中，其特徵在於，上述殼體主體是上下氣密地接合多 張矩形薄板而成的層疊構造體，該矩形薄板由上述非導電性材 4牛成形力o工而成。
另外，本發明的小型傾斜振動傳感器在技術方案l或2所述 的傳感器中，其特徵在於，上述殼體主體是由上述非導電性材 料一體成形的長方體。另外，本發明的小型傾斜振動傳感器在技術方案l或2所述 的傳感器中，其特徵在於，上述空洞部形成為橫截面大致正方 形的方孔，在其四周壁面分別各形成有構成各獨立電極的導電 性覆膜。
另外，本發明的小型傾斜振動傳感器在技術方案1或2所述
的傳感器中，其特徵在於，上述非導電性材料是精密陶瓷、玻 璃或它們的混合體。
另外，本發明的小型傾斜振動傳感器在技術方案1或2所述 的傳感器中，其特徵在於，在上述殼體主體底部的下表面側分 別設有平坦的連接端子部，該平坦的連接端子部由分別與上述 各電極電連接的導電性覆膜構成。
另外，本發明的小型傾斜振動傳感器在技術方案1或2所述 的傳感器中，其特徵在於，上述殼體主體與上述蓋體使用氣密 封接用玻璃相互接合。
另外，本發明的小型傾斜振動傳感器在技術方案1或2所述 的傳感器中，其特徵在於，上述導電性覆膜使用薄膜印刷、塗 膜、真空蒸鍍、陰極濺鍍、離子鍍等成膜技術來形成為較薄的 膜。
另外，本發明的小型傾斜振動傳感器在技術方案1或2所述 的傳感器中，其特徵在於，其外形尺寸為2.5mm x 2.5mm x 2.0mm ~ 1.5mm x 1.5mm x l.Omm。
另外，本發明的小型傾斜振動傳感器的製造方法，其特徵 在於，該製造方法包含有以下工序在氣體屏障性及耐熱性優 良的非導電性板上，如圍棋盤格子般縱橫地連續設置多個殼體 主體的工序，該殼體主體具有在該殼體主體上表面開口 、且在 內部配置了由多個導電性覆膜構成的電極的空洞部，並且在該 殼體主體底部的下表面側設置由分別與上述電極電連接的多個導電性覆膜構成的平坦的連接端子部；將可與上述電極接觸分
離的導電性球體可移動地收納於該殼體主體的空洞部內的工
序；將構成氣密地封閉上述各空洞部的上表面開口部的蓋體的、 氣體屏障性及耐熱性優良的非導電性蓋板，氣密地接合於連續
設置了多個殼體主體的上述非導電性板的上表面側的工序；此 時，從上述各殼體主體的空洞部內除去會對由上述球體的移動 進行的接通、斷開動作帶來不良影響的水分及微細塵埃等的粒 子狀雜質，且使該空洞部內成為真空的工序；沿著標註於上述 蓋板上的縱橫切塊線，依次切斷該蓋板及上述板，而得到作為 組裝體的 一 個個的傳感器的工序。
另外，本發明的小型傾斜振動傳感器的製造方法在上述的 製造方法中，其特徵在於，分別構成上述殼體主體及蓋體的板 及蓋板是由陶瓷、玻璃或它們的混合體形成的，及構成該殼體 主體的板是將多張矩形薄板上下氣密地接合而形成的層疊構造 體，該矩形薄板由上述材料成形加工而成。


圖1是作為本發明的 一 個實施例的傾斜振動傳感器的主視圖。
圖2是同上的傳感器的殼體主體的俯視圖。 圖3是同上的傳感器的仰視圖。
圖4是在殼體主體加上蓋的狀態下的圖2A—A，線的模式圖 的縱剖視圖。
圖5是圖解同上的傳感器的動作方式的模式圖。
圖6A是表示為了可獲得多個同上的傳感器而形成的板狀 層疊構造物的 一 個例子的概要俯視圖。
圖6B是圖6A所示的層疊構造物的放大側視圖。圖6 C是表示從圖6 A所示的板狀層疊構造物上卸下構成蓋 體的蓋板及導電性球體的概要俯視圖。 圖6D是圖6C所示的放大側視圖。
具體實施例方式
以下，以下述實施例為中心詳細i兌明本發明的實施方式。
圖1 ~圖4表示作為本發明的 一個實施例的傾斜振動傳感 器A，圖l是其主視圖，圖2是殼體主體的俯視圖，圖3是其仰視 圖，圖4是在殼體主體加上蓋的狀態下的圖2A—A，線的縱剖視 圖。在這些圖中，1是傳感器A的非導電性殼體，2是該殼體的 空洞部，3A、 3B、 3C、 3D、 3E是電極，4是可滾動地收納於 空洞部2的導電性球體。
上述傳感器殼體l由殼體主體5與用於氣密地封閉在殼體 主體5的上表面中央部開口的開口部6的板狀蓋體7構成，殼體 主體5與蓋體7分別由可阻止會對由上述球體4的移動或滾動進 行的接通、斷開動作帶來不良影響的氣體透過的、氣體屏障性 及耐熱性優良的非導電性材料、例如精密陶資形成，另外，上 述4個電極3A、 3B、 3C、 3D分別由例如實施電解電鍍加工等 而成膜的導電性覆膜形成於上述空洞部2的周壁面，並且，上 述電極藉助電路分別與4個平坦的連接端子8A、 8B、 8C、 8D 電連接，上述連接端子由設置於該殼體主體5的底部的下表面 側的導電性覆膜構成。
如圖1及圖4所示，在上述實施例中，上述殼體主體5是使 用下述技術由上下氣密地接合3張矩形薄板5A、 5B、 5C而成的 3層的層疊構造體構成的，該矩形薄板5A、 5B、 5C由上述非導 電性材料分別成形加工而成，上述技術使用例如不將低熔點氣 密封接用玻璃等接合材料加熱至熔點，而利用在熔點以下固體狀態的界面擴散現象來進行接合的技術、即固相擴散接合技術， 在該層疊構造體中設有具有可移動地收納上述導電性球體4的 尺寸的、橫截面大致為正方形的空洞部2，該空洞部2由橫截面
大致正方形的方孔9與層疊構造體的最下層板5A的上表面形 成，該方孔9上下貫通除了構成上述層疊構造體的最下層、即 底部的板5A以外的2張板5B、 5C的各中央部，在該空洞部2的 四周壁面上、在從下數第3層、即構成最上層的板5C中央部方 孔的四周壁部9A、 9B、 9C、 9D上分別立體地形成有導電性覆 膜3A、 3B、 3C、 3D,該導電性覆膜3A、 3B、 3C、 3D為相互 絕緣的各獨立電極。在板材料為陶資的情況下，板5B、 5C的各 方孔9在燒成板之前的板的狀態下穿孔設置。附帶提一下，在 上述實施例中，在構成上述層疊構造體的各板5A 5C中的、作 為最上層板的板5C具有最大的厚度。這些板的張數、厚度、尺 寸等可以根據傳感器的用途等進行增減。另外，在最下層板5A 的上表面、即空洞部2的底面上、在形成為比板5C中央部的方 孔9稍大、構成下數第2層的板5B的中央部的各孔9內，相對於 上述各電極獨立地設有由導電性覆膜構成的單一平面電極3E。 在圖示例中，構成為電極3A、 3B、 3C、 3D可分別作為負電極 使用，另外，電極3E可作為正電極使用。
另外，在上述實施例中，在具有3層層疊構造的上述殼體 主體5上、在最上層板5C的下表面分別形成有作為第l導電路的 金屬膜11A、 IIB、 IIC、 11D,該金屬膜11A、 IIB、 IIC、 11D 分別與作為各獨立電極的4個上述導電性覆膜3A、 3B、 3C、 3D 連接(參照圖2及圖4)，並且， 一端分別與上述4個金屬膜11A、 IIB、 IIC、 IID連接的、作為第2導電路的導電體12A、 12B、 12C、 12D分別填充於上下方向貫通下數第l層及第2層2張層疊 板5A、 5B的通孔12A，、 12B， 、 12C， 、 12D，內，而另一端則8B、 8C、 8D連接。另外，上述空洞部底面上的電極3E經由填 充於最下層板5A中央部的通孔12E，內的作為導電路的導電體 12E，與由設於該板5A下表面側的導電性覆膜構成的平坦的連 接端子8E電連接。上述金屬膜11A IID、連接端子8A 8E也 可與上述電才及3A 3D相同地由例如電解電4度處理等形成。
在如上述構成的殼體主體5的上表面，在將球體4收容於空 洞部2內之後，為了氣密地封閉其開口部6,使用例如不會透過 氣體的熔合玻璃那樣的低熔點氣密封接用玻璃等氣密地接合板 狀的蓋體7，但此時，從由殼體主體5與蓋體7的接合而形成的 傳感器殼體l的內部、即空洞部2內除去會對傳感器的接通、斷 開動作帶來不良影響的水分及微細塵埃等粒子狀雜質等，並且 使上述空洞部內成為真空，或者在該空洞部內將下述氣體降壓 至規定的真空度、例如十分之一氣壓以上後封入該氣體，上述 氣體為電氣絕緣性優良的氣體、例如乾燥空氣、氮氣、氦、氬、 氙、六氟化硫氣體中的任意一種氣體或它們的混合氣體。這樣 的空洞部2的真空化或氣體的降壓封入，可通過可導入到內部 的介質氣體的種類較多、且具有可提高導入氣體純度的真空置 換功能的熱處理爐的多種介質氣體真空熱處理爐來實施。
使用陶瓷作為傳感器殼體l的構造材料時，優選使用例如 Al2O3那樣的絕緣性優良且熱膨脹性較低的陶資、或燒成溫度 低溫化至900。C以下的低溫同時燒成陶瓷(LTCC)。另外，作為 傳感器殼體l的構造材料，可以使用陶瓷以外的耐熱性及氣體 屏障性優良的非導電性材料、例如石英玻璃、硼矽酸鹽系玻璃、 磷矽酸鹽系玻璃等低熱膨脹性玻璃或它們中的 一 個與陶資的混 合體。
上述電極、連接端子等，不限於通過電解電鍍形成，也可以使用薄膜印刷、塗膜、真空蒸鍍、陰極濺鍍等成膜技術來形成。 並且，使用於上述成膜的材料可以舉出導電性優良的純銠、 純釕、加入銠的硬質白金、加入釕的硬質白金、純白金、硬質 鈀、加入鈷的硬質金、其他硬質金、鎳等。在這些材料中，鎳 優選使用於可用來強化覆膜的鍍底層加工。
作為可動電極的導電性球體4的直徑越小，其質量越輕， 因此，為了使導電性球體4的運動性及與電極3A 3E的接觸性 較佳，優選使用例如鵠球、不鏽鋼球，鋼球等的比重較大的材 質，並且在其表面實施了鍍鎳作為鍍底層之後，進一步在其上 實施導電性良好的鍍金等來完成終加工。另外，雖然會增加一 些成本，^f旦也可以由加入鈷的硬質金成形導電性5求體。
另外，殼體主體及/或蓋體在SMT處的軟溶工序中，也可 將除了具有不會產生熱變形程度的高耐熱性之外，還具有氣體 屏障性、具有可阻止水分、外部氣體等透過程度的優良的物理 性能的改良後的工程塑料或超級工程塑料來作為母材，利用注 射模塑成形、高溫壓縮燒結成形來進行成形加工。作為上述的 材料可以舉出例如PBI、尼龍合金等。
上述傳感器殼體也可由殼體主體和氣密地封閉在傳感器殼 體上表面中央部開口的開口部的板狀蓋體構成，該殼體主體和 蓋體與上述實施例同樣地、分別由可阻止會對由上述球體的移 動位移進行的接通、斷開動作帶來不良影響的氣體透過的、氣 體屏障性及耐熱性優良的非導電性材料、例如上述的A12 O 3那 樣的陶瓷等一體成形。
圖6 A ~圖6 D表示本發明的小型傾斜振動傳感器的製法的 一個例子，X是使用氣密封接用玻璃等接合材料上下氣密地接 合做成矩形的3張陶瓷板5A， 、 5B， 、 5C，而形成，並作為如圍 棋盤格子般那樣許多縱橫地連續設置殼體主體5的層疊構造體的非導電性板，將導電性球體4收納於設有多個電極3A- 3E的 各殼體主體5的空洞部2內之後，為了氣密地封閉各空洞部的上 表面開口部6，使用氣密封接用玻璃等接合材料將構成蓋體7的 非導電性蓋板Y氣密地接合於上述板X的上表面側。此時，從各 殼體主體的空洞部內除去會對由上述球體移動進行的接通、斷 開動作帶來不良影響的水分及微細塵埃等粒子狀雜質，且使該 空洞部內成為真空，或者在上述空洞部內封入降壓至規定真空 度以上的電氣絕緣性優良的氣體。然後，沿著標註於蓋板Y上 的縱橫的切塊線S、 S，依次切斷由該兩板X、 Y所構成的板狀 層疊構造物，由此得到作為組裝體的一個個的傳感器。此外， 圖6A 圖6D中為了避免複雜化，省略了連接端子、導電路的 記載。在此例中，可得到100個具有高為2.0mm、縱橫各為 2.5mm的外形尺寸的傳感器，也可輕易得到更多傳感器，例如 900個傳感器。因此，本發明的傳感器可大量生產，並且可廉 價地提供。
接著，說明上述的本發明 一 個實施例的傾斜振動傳感器A 的動作。
當傳感器A向前後左右任一方向傾斜時，導電性球體4會在 空洞部底面的電極3E上沿傳感器A的傾斜方向滾動，與4個電極 3A、 3B、 3C、 3D中相鄰的任意2個電極相接觸而使該2個電極 與電極3E相互導通，在3點接觸的狀態下檢測出呈開關接通的 狀態的l個方向。
即，在圖5中，當傳感器A向左下方傾斜時，球體4向箭頭 所示的左方向滾動，與2個電極3A、 3B相接觸而使該2個電極 與電極3E相互導通，呈開關接通的狀態。可以根據該開關接通 的狀態檢測出傳感器A往左方向傾斜的狀態。與此相反，當傳 感器A向右下方傾斜時，球體4向箭頭所示的右方向滾動，與2關接通狀態。可以根據該開關接通狀態檢測出傳感器A往右方 向傾斜的狀態。
接著，當傳感器A向前下方傾斜時，球體4向箭頭所示的前 方滾動，與2個電極3A、 3D相接觸而使該2個電極與電極3E相 互導通，呈開關接通的狀態。可以根據該開關接通狀態檢測出 傳感器A往前方傾斜的狀態。與此相反，當傳感器A向後下方傾 斜時，球體4向箭頭所示的後方滾動，與2個電極3B、 3C相接 觸而使該2個電極與電極3E相互導通，呈開關接通狀態。可以 根據該開關接通狀態檢測出傳感器A往後方傾斜的狀態。這樣 利用方孔的角處的3點接觸，可更安定、可靠地檢測出傾斜方 向。
另外，當傳感器A向左下方與前下方的中間方向、左下方 與後下方的中間方向，右下方與前下方的中間方向或右下方與 後下方的中間方向傾斜時，球體5在電極3E上向該中間方向滾 動，呈與電極3A、 3B、 3C或3D接觸的2點接觸狀態，此時在 這樣的2點接觸狀態下使兩電極相互導通，呈開關接通狀態， 由此可以;險測出各方向。
這樣，在本傳感器中，進行如上所述的3點接觸與2點接觸 兩者，即將方孔的角處的3點接觸狀態作為一個方向，將電極 3 E藉助球體4與任 一 壁面的電極膜相接觸的2點接觸狀態作為 一個方向，由此也可將本傳感器作為用於檢測8個方向的傳感 器來使用。
接著，當對傳感器A施加振動時，不論該振動為左右方向 的振動、前後方向的振動、上下方向或其他方向的振動，在該 振動持續期間，導電性球體4發生移動位移，反覆進行電極3A、 3B、 3C、 3D中相鄰的任意2個電極或任意1個電極與底面電極3E的接觸、非接觸，反覆導通、非導通的狀態。可以藉助該導
通、非導通狀態的反覆檢測出傳感器A正進行的振動。
在上述傾斜檢測傳感器A中，如上所述，由可阻止會對由 球體4的滾動進行的接通、斷開動作帶來不良影響的氣體透過 的、氣體屏障性及耐熱性優良的非導電性材料氣密地製作傳感 器殼體l,並且除去其內部的水分、雜質等，並且使其內部成 為真空或在其內部封入降壓至規定真空度以上的電氣絕緣性優 良的氣體，因此，即使其外形尺寸大幅度減小(例如，2mm左 右見方的超小型)，由於不容許向其內部、即空洞部內進入溼氣、 有害氣體等，因此傾斜時等的球體4的動作會迅速且流暢，也 可維持良好的工作靈敏度來進行檢測傾斜、振動，並且也延長 使用壽命。
上述實施例構成為在空洞部的周壁面上具有4個電極膜、 在其底面上具有l個共有電極3E，但作為其變形例之一，也可 以使空洞部的橫截面形狀為6邊形或8邊形，在其各周壁面上形 成電極膜。在以上任意一種情況下，由於不像以往例子那樣需 要金屬引線框、金屬導線及它們的安裝器具，因此可大量生產 構造簡單、且大幅度小型化的傳感器。
在上述實施例中，設置於空洞部2底面上的電極膜3E除了 作為共用電極膜發揮功能之外，還作為用於防止或除去作為金 屬球的導電性球體4的靜電帶電的部件發揮功能。
即，有時會由於某些原因而在傳感器內產生靜電，因此， 作為上述實施例的另 一個變形例，不將底面電極膜3E作為共用
由此可以防止在內部蓄積電荷。
另外，在只有該機構還不完全的情況下，也可以在蓋體7 的背面設置與底面電極膜3E相同的電極膜。另外，可以分別用陶資或玻璃製作殼體主體5、用玻璃制
作蓋體7，使其可用肉眼從外部容易地檢查空洞部2內的球體4 的動作。
工業實用性
採用本發明，可使傾斜振動傳感器大幅度地小型化，並且 雖然使其大幅度地小型化，但仍可得到具有高性能、高工作靈 敏度，且高耐久性及可靠性的傳感器。因此，不言而喻，採用 本發明，可應用於插入到普通的家電產品、電子設備等中用於 檢測上述產品、設備的傾斜或振動，例如，可作為僅使移動電 話傾斜便可巻動其畫面的開關、或對應數位相機的朝向自動補 正圖像的縱橫的傳感器等來使用等，可提供 一 種特別適合應用 於小型高科技電子設備的超小型傾斜振動傳感器。
不僅如此，由本發明得到的小型傾斜振動傳感器可與通常 被稱作晶片的電容器、電阻等小型電子零部件同樣地使用可用 貼片機(chip mounter)的表面安裝技術(SMT)進行向印刷電 路板表面的自動釺焊安裝，因此，可較大地有助於提高使用對 象設備的生產率。
採用本發明，可以得到一種將整體大幅度小型化，並且具 有高性能、高工作靈敏度、且高耐久性、高可靠性的小型傾斜 振動超傳感器。
另外，採用本發明，可以得到一種大量生產且廉價地提供 地、並且可全方位地進行傾斜或振動等檢測的小型傾斜振動傳 感器。
權利要求
1.一種小型傾斜振動傳感器，包括有殼體，其由具有在上表面開口的空洞部的殼體主體和可氣密地封閉該空洞部開口的蓋體構成；電極，其由等間隔相鄰地配置於上述空洞部周壁面上的至少4個以上的導電性覆膜構成；平面電極，其由設置於該空洞部底面上的1個導電性覆膜構成；導電性球體，其可自由移動地收納於該空洞部內，作為電氣性接點使任意2個上述電極或相鄰的上述電極中的任意1個與上述平面電極相接觸，當上述殼體發生傾斜振動時，該導電性球體會隨之移動，利用該移動進行接通、斷開動作，其特徵在於，上述殼體主體與上述蓋體分別由氣體屏障性及耐熱性優良的非導電性材料形成，及從上述空洞部內除去會對由上述球體搖動進行的接通、斷開動作帶來不良影響的水分及微細塵埃等的粒子狀雜質，且使上述空洞部內成為真空。
2. —種小型傾斜振動傳感器，包括有殼體，其由具有 在上表面開口的空洞部的殼體主體和可氣密地封閉該空洞部開 口的蓋體構成；電極，其由等間隔相鄰地配置於上述空洞部周 壁面上的至少4個以上的導電性覆膜構成；平面電極，其由設 置於該空洞部底面上的l個導電性覆膜構成；導電性球體，其 可自由移動地收納於該空洞部內，作為電氣性接點使相鄰的任 意2個上述電極或上述電極中的任意1個與上述平面電極相接 觸，當上述殼體發生傾斜振動時，該導電性球體會隨之移動， 利用該移動進行接通、斷開動作，上述殼體主體與上述蓋體分 別由氣體屏障性及耐熱性優良的非導電性材料形成，及在上述 空洞部內封入有降壓至規定真空度以上的電氣絕緣性優良的氣 體。
3. 根據權利要求1或2所述的小型傾斜振動傳感器，其特 徵在於，上述殼體主體是上下氣密地接合多張矩形薄板而形成的層疊構造體，該矩形薄板由上述非導電性材料成形加工而成。
4. 根據權利要求1或2所述的小型傾斜振動傳感器，其特徵在於，上述殼體主體是由上述非導電性材料一體成形的長方 體。
5. 根據權利要求1或2所述的小型傾斜振動傳感器，其特 徵在於，上述空洞部形成為橫截面大致正方形的方孔，在其四 周壁面上分別各形成有構成各獨立電極的導電性覆膜。
6. 根據權利要求1或2所述的小型傾斜振動傳感器，其特 徵在於，上述非導電性材料是精密陶瓷、玻璃或它們的混合體。
7. 根據權利要求1或2所述的小型傾斜振動傳感器，其特 徵在於，在上述殼體主體底部的下表面側分別設有平坦的連接 端子部，該平坦的連接端子部由分別與上述各電極電連接的導 電性覆膜構成。
8. 根據權利要求1或2所述的小型傾斜振動傳感器，其特 徵在於，上述殼體主體與上述蓋體使用氣密封接用玻璃相互接 合。
9. 根據權利要求1或2所述的小型傾斜振動傳感器，其特 徵在於，上述導電性覆膜使用薄膜印刷、塗膜、真空蒸鍍、陰 極濺鍍、離子鍍等成膜技術而形成為較薄的膜。
10. 根據權利要求1或2所述的小型傾斜振動傳感器，其特 徵在於，該傳感器的外形尺寸為2.5mm x 2.5mm x 2.0mm ~ 1.5mm x 1.5mm x l.Omm。
11. 一種小型傾斜振動傳感器的製造方法，其特徵在於，該製造方法包含有以下工序在氣體屏障性及耐熱性優良的非導電性板上，如圍棋盤格子般縱橫連續設置多個殼體主體的工序，該殼體主體具有在該 殼體主體上表面開口、且在內部配置了由多個導電性覆膜構成的電極的空洞部，並且在底部的下表面側設置由分別與上述電極電連接的多個導電性覆膜構成的平坦的連接端子部；將可與上述電極接觸分離的導電性球體可移動地收納於上述殼體主體的空洞部內的工序；用構成可氣密地封閉各空洞部的上表面開口部的蓋體的、 氣體屏障性及耐熱性優良的非導電性蓋板，氣密地封閉連續設置了多個殼體主體的上述非導電性板的上面側的工序；此時，從上述各殼體主體的空洞部內除去會對由上述球體 的移動進行的接通、斷開動作帶來不良影響的水分及微細塵埃 等的粒子狀雜質，且使該空洞部內成為真空的工序；沿著標註於上述蓋板上的縱橫切塊線，依次切斷該蓋板及 上述板而得到作為組裝體的 一 個個的傳感器的工序。
12.根據權利要求11所述的小型傾斜振動傳感器的製造方 法，其特徵在於，分別構成上述殼體主體及蓋體的板及蓋板是 由陶瓷、玻璃或它們的混合體構成的，構成該殼體主體的板是 上下氣密地接合多張矩形薄板而形成的層疊構造體，該矩形薄 板由上述材衝+成形加工而成。
全文摘要
本發明提供一種小型傾斜振動傳感器及其製造方法。該傾斜振動傳感器內裝有多個電極和導電性球體，利用該球體的移動位移進行接通、斷開動作，具體提供一種可大幅度地小型化，並且性能、工作靈敏度較高，且具有耐久性及高可靠性的小型傾斜振動傳感器及其製造方法。傳感器的殼體主體(1)由殼體主體(5)和氣密地封閉該殼體主體的開口部(6)的蓋體(7)構成，該殼體主體與蓋體分別由可阻止會對由導電性球體的移動位移進行的接通、斷開動作帶來不良影響的氣體透過的、氣體屏障性及耐熱性優良的非導電性材料形成，及從上述殼體(1)的空洞部(2)內除去會對接通、斷開動作帶來不良影響的水分及粒子狀的雜質，且使該空洞部內成為真空。
文檔編號H01H35/02GK101292319SQ200680038739
公開日2008年10月22日 申請日期2006年8月17日 優先權日2005年8月17日
發明者島瀨照雄 申請人:株式會社G-設備