研究開発された技術紹介

自動車産業では、横滑り制御装置(ESC)の急速な普及により加速度センサーの軽薄短小化や大幅な低コスト化が求められている。そこで我々は、構造がシンプルで、従来の半導体装置で製造ができ、またセンサー素子からのデジタル信号出力により後段のA-D変換を必要とせず集積回路(ASIC)も比較的簡易に済ますことができる、安価で小型化を可能にするLINBO3を利用した車載用加速度センサーを開発する

LiNbO3切削技術を確立し、AD変換を廃したASICの開発により、LiNbO3を利用した表面弾性波(SAW)方式の小型加速度センサーを開発する
(新技術)
LiNbO3を利用したSAW方式加速度センサーを開発する
(新技術の特徴)
・ICのコンパクト化が可能である
・一般的で安価な半導体製造装置で製造可能である
・高精度・高感度な検知が可能である

・センサー素子加工技術の開発
‐LiNbO3の切削加工技術を確立、ブレードの最適条件を見出した
‐3軸ロボットによる犠牲層形成装置を開発した
‐犠牲層除去が量産速度できる条件を確立した
・センサーASIC(信号処理集積回路)の開発
‐AD変換不要のフルデジタル信号処理回路を開発した
‐ASIC設計とセンサーの基板設計や電極設計などを同時並行に行い、7.8mm角のパッケージに収めたLiNbO3加速度センサを実現した

知財出願
【公開番号】特開2013-50423(P2013-50423A)
【公開日】2013年3月14日

・(短期的には)LiNbO3を利用した表面弾性波(SAW)方式の小型加速度センサーの試作品
・(将来的には)ジャイロセンサと組み合わせたコンバインセンサや、6自由度慣性計測ユニット(6DOF-IMU)

当初予定した特性については、ほぼ目処がたったが、実用化の課題解消が必要な段階である本年～次年度のサンプル出荷に向けて、補完研究を継続している

・構造的に堅牢な新方式加速度センサーの搭載により、自動車の安全性能を向上
‐従来のMEMS方式に比して、LiNbO3の表面弾性波(SAW)方式センサーは、単純な構造であり高い信頼性・機能安全性を実現する
・アナログ変換を不要としたフルデジタル構成による差別化の実現
‐信号処理回路のフルデジタル化により、AD変換を必要とせず、熱雑音に影響されず高い精度を実現する
‐センサ自身がデジタル出力することで車が停止していても常時自己診断ができ、機能安全に優れる
‐デジタル演算との高い親和性を実現、将来のシステム統合化が容易である
・世界初の技術を実現
‐独自のSAW×3軸演算処理により、SAW加速度センサとしては、世界に類をみない多軸検出を実現した(特許出願中)

・顧客(川下)に向けた技術提案を実施中で、今後は素子、ASICの小型化と温度特性の更なる改善を行い、評価用サンプルの作製を進める
・顧客(川下)とのマッチングを図るべく、仕様の提案や、コンバインセンサやIMUなどの応用提案を行う
・更なる形状小型化、特性向上に向け補完研究を進めており、2013年内に実用化レベルに到達させ、サンプル出荷を行う予定である
・補完研究の完了を受けて、製品実用化は～2016年の量産を予定している