可檢測(cè)0.1Hz以下低頻加速度的壓電電阻式MEMS加速度傳感器的展示。筆者拍攝。（點(diǎn)擊放大）
歐姆龍在“微機(jī)械/MEMS展”（7月13～15日，東京有明國際會(huì)展中心）上介紹了利用MEMS使高價(jià)地震儀實(shí)現(xiàn)低價(jià)格化的舉措。其中采用了能夠檢測(cè)0.1Hz以下低頻加速度的壓電電阻式MEMS加速度傳感器。

目前，設(shè)置于高層樓宇等的地震儀一般采用電磁型機(jī)械式加速度傳感器。該加速度傳感器的成本為每個(gè)軸20萬～50萬日元。要想分別檢測(cè)出XYZ三個(gè)軸和扭轉(zhuǎn)位移量，至少需要設(shè)置4個(gè)傳感器。

而采用此次的MEMS加速度傳感器，“可在維持已有地震儀加速度傳感器檢測(cè)能力的同時(shí)，將目前的模塊成本降至約10萬日元”（歐姆龍）。根據(jù)今后的需求，有望與現(xiàn)有地震儀加速度傳感器相比將成本降低一位數(shù)。

在此次的提案中，歐姆龍采用了加速度傳感器中鮮有的制造方法。在今后的業(yè)務(wù)開展中，該公司計(jì)劃在測(cè)量和控制領(lǐng)域發(fā)揮系統(tǒng)方面的優(yōu)勢(shì)。

采用獨(dú)特的制造方法

MEMS加速度傳感器的獨(dú)特制造方法是指該公司一直在MEMS加速度傳感器中采用的“體微加工（Bulk Micromachining）”技術(shù)。

體微加工是通過深挖硅基板來形成驅(qū)動(dòng)構(gòu)造的方法。該方法并非目前MEMS加速度傳感器的開發(fā)主流。主要原因在于需要大量高速硅深挖等特殊工藝。由于這種方法與半導(dǎo)體制造工藝的親和性較低，所以半導(dǎo)體廠商很難采用這種方法。而且，LSI難以實(shí)現(xiàn)集成化。

另一方面，目前在大型MEMS加速度傳感器廠商之間，開發(fā)的主流是被稱為“表面微加工”的方法。即在硅基板表面堆積的薄膜上形成驅(qū)動(dòng)構(gòu)造。該方法的特點(diǎn)是與半導(dǎo)體制造工藝的親和性較高，可大幅減少M(fèi)EMS特有的特殊工藝。

不過，利用表面微加工方法制造MEMS加速度傳感器，傳感部的錘由薄膜形成，較輕較薄。因此，很難獲得高慣性力。要想檢測(cè)相當(dāng)于微小地震晃動(dòng)的低頻率和低加速度，還是利用體微加工打通硅基板形成的、備有大錘的MEMS加速度傳感器更合適。

歐姆龍之所以能夠面向地震儀提案此次的MEMS加速度傳感器，是“因?yàn)橥ㄟ^提高體微加工制造裝置的加工精度，可檢測(cè)0.1Hz以下的頻率”（歐姆龍）。也即在不需要大幅改變基本構(gòu)造和設(shè)計(jì)等的情況下實(shí)現(xiàn)。可以說，通過此次的傳感器可以了解高速硅深挖掘等工藝如何受制造裝置的影響，通過其進(jìn)步如何擴(kuò)大新應(yīng)用等。

利用可在測(cè)量及控制領(lǐng)域開展系統(tǒng)業(yè)務(wù)的優(yōu)勢(shì)

業(yè)務(wù)方面，歐姆龍是在測(cè)量及控制領(lǐng)域涉獵廣泛的企業(yè)，因此可利用該公司將其作為系統(tǒng)整體而非MEMS元件和模塊單體開展業(yè)務(wù)的優(yōu)勢(shì)。從歐姆龍的展示中可以強(qiáng)烈感受到其戰(zhàn)略，即“通過盡量在測(cè)量及控制相關(guān)領(lǐng)域滲透MEMS和LSI，擴(kuò)大新的業(yè)務(wù)范圍”。

此次的MEMS加速度傳感器目前可將尺寸縮小至1.5mm見方。因此，估計(jì)可用于游戲機(jī)等眾多有望出現(xiàn)大量需求的用途。不過，作為除地震儀以外的用途，該公司還提出了FA用機(jī)器人和建筑機(jī)械。由此可見該公司對(duì)測(cè)量及控制領(lǐng)域的重視。（特約撰稿人：加藤 伸一）