可檢測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。（點擊放大）
歐姆龍在“微機械/MEMS展”（7月13～15日，東京有明國際會展中心）上介紹了利用MEMS使高價地震儀實現(xiàn)低價格化的舉措。其中采用了能夠檢測0.1Hz以下低頻加速度的壓電電阻式MEMS加速度傳感器。

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

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能力的同時，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)務開展中，該公司計劃在測量和控制領域發(fā)揮系統(tǒng)方面的優(yōu)勢。

采用獨特的制造方法

MEMS加速度傳感器的獨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。

體微加工是通過深挖硅基板來形成驅(qū)動構(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體制造工藝的親和性較低，所以半導體廠商很難采用這種方法。而且，LSI難以實現(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)動構(gòu)造。該方法的特點是與半導體制造工藝的親和性較高，可大幅減少MEMS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。要想檢測相當于微小地震晃動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“因為通過提高體微加工制造裝置的加工精度，可檢測0.1Hz以下的頻率”（歐姆龍）。也即在不需要大幅改變基本構(gòu)造和設計等的情況下實現(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，通過其進步如何擴大新應用等。

利用可在測量及控制領域開展系統(tǒng)業(yè)務的優(yōu)勢

業(yè)務方面，歐姆龍是在測量及控制領域涉獵廣泛的企業(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)務的優(yōu)勢。從歐姆龍的展示中可以強烈感受到其戰(zhàn)略，即“通過盡量在測量及控制相關領域滲透MEMS和LSI，擴大新的業(yè)務范圍”。

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，估計可用于游戲機等眾多有望出現(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用機器人和建筑機械。由此可見該公司對測量及控制領域的重視。（特約撰稿人：加藤 伸一）