CN103364583A - 物理量检测装置及其制造方法、物理量检测器、电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种物理量检测装置及其制造方法、物理量检测器、电子设备，所述物理量检测装置能够通过由粘合剂构成的支承部而对质量体进行支承、且使质量体的接合可靠性得到了进一步提高。物理量检测装置包括：基部；可动部，其被所述基部支承着，并根据物理量而进行位移；物理量检测元件，其跨接所述基部和所述可动部；支承部，其被设置在所述可动部的两个主面中的至少一个主面上；质量体，其具有第一开口部，并通过所述第一开口部内被所述支承部填充，从而使所述质量体被所述支承部支承着。

Description

物理量检测装置及其制造方法、物理量检测器、电子设备
技术领域
本发明涉及物理量检测装置、物理量检测器、电子设备、以及物理量检测装置的制造方法。
背景技术
一直以来，已知一种使用了振子等的物理量检测元件的物理量检测装置（例如，加速度传感器）。这种物理量检测装置被构成为，在通过使力向检测轴方向进行作用而使物理量检测元件的共振频率发生了变化时，根据该共振频率的变化而对被施加在物理量检测装置上的力进行检测。
这种物理量检测装置具备用于承接被施加在装置上的加速度的锤（以下，也称为“质量体”），并利用该锤所承接的加速度而使由水晶板等构成的梁发生变形，并且，通过在被设置于梁上的检测部处对变形量和共振频率进行检测，从而能够对所施加的加速度进行检测。
例如，在专利文献1中，公开了一种如下的物理量检测装置，其中，使用无电镀法而使由金属构成的质量体形成于半导体晶片上，以作为锤（质量体）。
但是，在专利文献1所公开的装置中，由于为了形成质量体而需要另行设置无电镀工序，因此制造工序繁杂化，从而导致制造成本的上升。此外，不仅所形成的膜厚会根据无电镀的成膜条件而受到制限，而且为了设置质量更重的质量体，而需要将水晶板上的更多的区域设定为质量体形成区域，从而难以满足装置的小型化的要求。
作为更简便的方法，考虑了使用由热固化型树脂构成的粘合剂来对质量体进行支承。据此，即使在设置更重的质量体的情况下，也能够以预定的接合区域而对质量体进行支承。但是，当使用粘合剂而对质量体进行支承时，存在如下的可能性，即，与通过无电镀而成膜的金属膜相比较，接合可靠性将降低。
根据以上内容，需要一种能够通过由粘合剂构成的支承部而对质量体进行支承、且使质量体的接合可靠性得到了进一步提高的物理量检测装置。
专利文献1：日本特开2008-309731号公报
发明内容
本发明的几个方式所涉及的目的之一在于，提供一种能够通过由粘合剂构成的支承部而对质量体进行支承、且使质量体的接合可靠性得到了提高的物理量检测装置及其制造方法。此外，本发明的几个方式所涉及的目的之一在于，提供一种具有上述物理量检测装置的物理量检测器及电子设备。
本发明是为了解决上述课题中的至少一部分而被完成的，并能够作为以下的方式或应用例而实现。
应用例1
本应用例所涉及的物理量检测装置包括：基部；可动部，其被所述基部支承着，并根据物理量而进行位移；物理量检测元件，其跨接所述基部和所述可动部；支承部，其被配置在所述可动部的两个主面中的至少一个主面上；质量体，其具有第一开口部，并通过所述第一开口部内被所述支承部填充，从而使所述质量体被所述支承部支承着。
根据这种物理量检测装置，质量体具有第一开口部，并通过该第一开口部内被支承部填充，从而使所述质量体被支承部支承着。由此，与质量体不具有第一开口部而使支承部仅与质量体的表面接触的情况相比，能够增加支承部与质量体之间的接触面积。因此，能够提供一种质量体的接合可靠性得到了提高的物理量检测装置。
应用例2
在本应用例所涉及的物理量检测装置中，也可以采用如下方式，即，所述支承部以还扩张至所述质量体的所述第一开口部的开口的边缘处的方式被配置。
根据这种物理量检测装置，能够进一步增加支承部与质量体之间的接触面积。因此，能够提供一种质量体的接合可靠性得到了进一步提高的物理量检测装置。
应用例3
在本应用例所涉及的物理量检测装置中，也可以采用如下方式，即，所述第一开口部具有：第一部分，其具有第一内径；第二部分，其与所述第一部分相比距所述可动部较远，并与所述第一部分连续，且具有大于所述第一内径的第二内径。
根据这种物理量检测装置，能够进一步增加支承部与质量体之间的接触面积。此外，由于在第一开口部的内壁面上形成有阶梯，因此能够使支承部与质量体之间具有固定效果。因此，能够提供一种质量体的接合可靠性得到了进一步提高的物理量检测装置。
应用例4
在本应用例所涉及的物理量检测装置中，也可以采用如下方式，即，所述第一开口部具有锥状的内壁面。
根据这种物理量检测装置，能够进一步增加支承部与质量体之间的接触面积。因此，能够提供一种质量体的接合可靠性得到了进一步提高的物理量检测装置。
应用例5
在本应用例所涉及的物理量检测装置中，也可以采用如下方式，即，所述第一开口部为与第二开口连通的贯穿孔。
根据这种物理量检测装置，能够进一步增加支承部与质量体之间的接触面积。因此，能够提供一种质量体的接合可靠性得到了进一步提高的物理量检测装置。
应用例6
在本应用例所涉及的物理量检测装置中，也可以采用如下方式，即，所述支承部以还扩张至所述第二开口的边缘处的方式被配置。
根据这种物理量检测装置，能够进一步增加支承部与质量体之间的接触面积。此外，由于支承部以还扩张至第二开口的边缘处的方式而被设置，因此能够使支承部与质量体之间具有固定效果。因此，能够提供一种质量体的接合可靠性得到了进一步提高的物理量检测装置。
应用例7
在本应用例所涉及的物理量检测装置中，也可以采用如下方式，即，所述质量体的所述第一开口部的内壁面为粗糙面。
根据这种物理量检测装置，能够进一步增加支承部与质量体之间的接触面积。因此，能够提供一种质量体的接合可靠性得到了进一步提高的物理量检测装置。
应用例8
本应用例所涉及的物理量检测装置的制造方法包括：准备基部、和可动部的工序，其中，所述可动部被所述基部支承着，并根据物理量而进行位移；以跨接所述基部和所述可动部方式设置物理量检测元件的工序；准备具有第一开口部的质量体的工序；在将支承部填充到所述第一开口部内的状态下，以所述第一开口部的开口与所述可动部的两个主面中的至少一个主面对置的方式，将所述质量体通过所述支承部而支承在所述可动部上的工序。
根据这种物理量检测装置的制造方法，具备形成支承部的工序，其中，所述支承部被设置在可动部的两个主面中的至少一个主面上，并通过对第一开口部内进行填充从而对质量体进行支承。据此，能够简便地提供一种质量体的接合可靠性得到了提高的物理量检测装置。
应用例9
在本应用例所涉及的物理量检测装置的制造方法中，也可以采用如下方式，即，形成所述支承部的工序包括：在所述质量体的所述第一开口部中配置第一粘合剂的工序；在所述可动部的两个主面中的至少一个主面上配置第二粘合剂的工序；通过在将所述第一粘合剂和所述第二粘合剂粘合在一起之后进行热处理，从而形成所述支承部的工序。
根据这种物理量检测装置的制造方法，能够切实地用第一粘合剂对第一开口部内进行填充。因此，能够提供一种质量体的接合信赖性得到了进一步提高的物理量检测设备。
应用例10
在本应用例所涉及的物理量检测装置的制造方法中，也可以采用如下方式，即，在所述质量体中，所述第一开口部为与第二开口连通的贯穿孔，形成所述支承部的工序包括：以所述第二开口朝向外侧，而所述第一开口部朝向所述可动部侧的方式，隔着隔离片而将所述质量体载置于所述可动部的两个主面中的至少一个主面上的工序；通过在从所述第二开口侧注入粘合剂，并用所述粘合剂将所述质量体的所述贯穿孔填充之后进行热处理，从而形成对所述质量体进行支承的支承部的工序。
根据这种物理量检测装置的制造方法，具备：隔着隔离片而载置质量体的工序；通过在从第二开口侧注入粘合剂，并用粘合剂将质量体的贯穿孔填充之后，进行热处理，从而形成对质量体进行支承的支承部的工序。由此，通过调节隔离片的厚度，从而能够简便地调节质量体与可动部之间的间隔。此外，能够通过简便的方法而利用支承部来对贯穿孔内进行填充。因此，能够通过简便的方法而提供一种质量体的接合可靠性得到了进一步提高的物理量检测装置。
应用例11
在本应用例所涉及的物理量检测装置中，也可以采用如下方式，即，所述物理量检测元件为双音叉型振动元件。
应用例12
本应用例所涉及的物理量检测器包括：本应用例所涉及的物理量检测装置；对所述物理量检测装置进行收纳的封装件。
根据这种物理量检测器，由于具有质量体的接合可靠性得到了提高的物理量检测装置，因此能够提供一种可靠性得到了提高的物理量检测器。
应用例13
本应用例所涉及的电子设备包括本应用例所涉及的物理量检测装置。
根据这种电子设备，由于具有质量体的接合可靠性得到了提高的物理量检测装置，因此能够提供一种可靠性得到了提高的电子设备。
附图说明
图1为模式化地表示本实施方式所涉及的物理量检测装置的俯视图。
图2为模式化地表示本实施方式所涉及的物理量检测装置的剖视图。
图3为用于对本实施方式所涉及的物理量检测装置的动作进行说明的剖视图。
图4为用于对本实施方式所涉及的物理量检测装置的动作进行说明的剖视图。
图5为模式化地表示本实施方式所涉及的物理量检测装置的第一改变例的剖视图。
图6为模式化地表示本实施方式所涉及的物理量检测装置的第二改变例的剖视图。
图7为模式化地表示本实施方式所涉及的物理量检测装置的第三改变例的剖视图。
图8为模式化地表示本实施方式所涉及的物理量检测装置的第四改变例的剖视图。
图9为模式化地表示本实施方式所涉及的物理量检测装置的第五改变例的剖视图。
图10为对本实施方式所涉及的物理量检测装置的制造方法进行说明的流程图。
图11为对本实施方式所涉及的物理量检测装置的制造方法进行说明的流程图。
图12为对本实施方式所涉及的物理量检测装置的制造方法进行说明的流程图。
图13为模式化地表示本实施方式所涉及的物理量检测装置的制造方法的剖视图。
图14为模式化地表示本实施方式所涉及的物理量检测装置的制造方法的剖视图。
图15为模式化地表示本实施方式所涉及的物理量检测装置的制造方法的剖视图。
图16为模式化地表示本实施方式所涉及的物理量检测器的俯视图。
图17为模式化地表示本实施方式所涉及的物理量检测器的剖视图。
图18为模式化地表示本实施方式所涉及的电子设备的立体图。
具体实施方式
以下，利用附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。另外，以下所说明的实施方式并不是对权利要求书所记载的本发明的内容进行不当限定的实施方式。此外，以下所说明的结构并不一定均为本发明的必要结构要件。
1.物理量检测装置
首先，参照附图对本实施方式所涉及的物理量检测装置进行说明。图1为，模式化地表示本实施方式所涉及的物理量检测装置100的俯视图。图2为，模式化地表示本实施方式所涉及的物理量检测装置100的剖视图，且为沿图1的II-II线的剖视图。另外，在图1中，为了便于表示，以透视的方式图示了质量体40。此外，在图1及图2中，图示了作为相互正交的三个轴的X轴、Y轴、Z轴。
如图1及图2所示，物理量检测装置100包括基部10、连接部12、可动部14、物理量检测元件20。物理量检测装置100还可以包括质量体40、对质量体40进行支承的支承部30。
基部10通过连接部12而对可动部14进行支承。连接部12被设置在基部10与可动部14之间，并与基部10以及可动部14相连接。连接部12的厚度小于基部10的厚度、及可动部14的厚度。例如，能够从水晶基板的两个主面10a、10b侧起通过半蚀刻而形成凹陷12a、12b（参照图2），从而形成连接部12。在图示的示例中，凹陷12a、12b沿着X轴形成。在可动部14相对于基部10而进行位移（转动）时，连接部12将成为支点，从而能够成为沿着X轴的旋转轴。即，连接部12能够成为以包括可动部14和连接部12的方式构成的悬臂梁的弯曲的基点。
可动部14通过连接部12而被设置在基部10上。在图示的示例中，可动部14从基部10起经由连接部12而沿着Y轴（向＋Y轴方向）延伸。可动部14为板状。可动部14能够根据施加在与主面14a、14b交叉的方向（Z轴方向）上的加速度，而以连接部12为支点（转动轴）在与主面14a、14b交叉的方向（Z轴方向）上进行位移。
基部10、连接部12、以及可动部14，例如，通过利用光刻技术及蚀刻技术来对从水晶的原矿石等以预定的角度切割出的水晶基板进行图案形成，从而被一体地形成。另外，基部10、连接部12、以及可动部14的材质并不限定于水晶，也可以为玻璃、或硅等的半导体材料。
物理量检测元件20跨接基部10和可动部14。在图示的示例中，在基部10的主面10a上配置有物理量检测元件20的第一基座部22，而在可动部14的主面14a上配置有物理量检测元件20的第二基座部23。基部10和第一基座部22通过接合部件（第一接合部件）27而被接合在一起，可动部14和第二基座部23通过接合部件（第二接合部件）28而被接合在一起。由此，物理量检测元件20以隔着空间的方式被设置在基部10、连接部12、以及可动部14的上方。另外，虽然未进行图示，但是物理量检测元件20也可以直接与基部10及可动部14接合在一起。
物理量检测元件20被构成为，包括：振动梁部21a、21b；第一基座部22；第二基座部23。例如，通过使可动部14进行位移，从而在振动梁部21a、21b上产生力，进而使振动梁部21a、21b上产生的物理量检测信息发生变化。
振动梁部21a、21b沿着可动部14的延伸方向（沿着Y轴），而从第一基座部22延伸至第二基座部23。振动梁部21a、21b的形状例如为棱柱状。当在设置于振动梁部21a、21b上的激励电极（未图示）上施加有驱动信号（交流电压）时，振动梁部21a、21b能够以沿着X轴相互分离或接近的方式进行弯曲振动。
第一基座部及第二基座部22、23与振动梁部21a、21b的两端相连接。第一基座部22通过接合部件27而被固定在基部10上。也可以通过接合部件27而将第一基座部22的底面及侧面覆盖。此外，第二基座部23通过接合部件28而被固定在可动部14上。也可以通过接合部件28而将第二基座部23的底面及侧面覆盖。作为接合部件27、28，可以使用例如低熔点玻璃、可共晶接合的Au／Sn合金被膜、硅类树脂等的热固化性树脂等。
另外，在振动梁部21a、21b与基部10及可动部14之间设置有预定的间隙，以便在可动部14发生位移时，振动梁部21a、21b与基部10及可动部14不发生接触。该间隙例如可以通过接合部件27、28的厚度来控制。
如上所述，物理量检测元件20具有：两根振动梁部21a、21b；一对基座部22、23。即，物理量检测元件20为双音叉元件（双音叉型振动元件）。物理量检测元件20例如通过利用光刻技术及蚀刻技术而对从水晶的原矿石等以预定的角度切割出的水晶基板进行图案形成，从而被形成。由此，能够一体地形成振动梁部21a、21b以及基座部22、23。
另外，物理量检测元件20的材质并不限定于水晶，也可以为钽酸锂（LiTaO3）、四硼酸锂（Li2B4O7）、铌酸锂（LiNbO3）、锆钛酸铅（PZT）、氧化锌（ZnO）、氮化铝（AlN）等的压电材料，或者将氧化锌（ZnO）、氮化铝（AlN）等的压电体作为涂膜而具备的硅等的半导体材料。但是，如果考虑到缩小与基部10、可动部14之间的线膨胀系数之差，则希望物理量检测元件20与基部10、可动部14的材质相同。
在物理量检测元件20的第一基座部22上，设置有引出电极55a、55b。引出电极55a、55b与被设置在振动梁部21a、21b上的激励电极（未图示）电连接。
引出电极55a、55b通过例如Au、Al等的金属线58，而与被设置在基部10的主面10a上的连接端子56a、56b电连接。更具体而言，引出电极55a与连接端子56a电连接，而引出电极55b与连接端子56b电连接。连接端子56a、56b通过布线（未图示），而与外部连接端子（未图示）电连接。
作为激励电极、引出电极55a、55b、连接端子56a、56b、以及外部连接端子，例如使用以Cr层为底层、并在其上层叠了Au层的层叠体。激励电极、引出电极55a、55b、连接端子56a、56b、以及外部连接端子，例如通过利用溅射法等而对导电层（未图示）进行成膜，并对该导电层进行图案形成，从而被形成。
支承部30为，在可动部14上对质量体40进行支承的部件，且被设置在可动部14的两个主面14a、14b中的至少一个主面上。对于支承部30的形状，只要能够以所需的高度（距两个主面14a、14b的高度）对质量体40进行支承，则并不特别地进行限定。
支承部30的材质中包含树脂。作为成为支承部30的材质的树脂，可列举由热固化性的树脂材料构成的粘合剂。在支承部30中，例如可以使用硅类树脂（改性硅树脂等）的热固化型粘合剂。此外，支承部30也可以包含公知的各种金属粒子（填充物）。
如图2所示，质量体40被设置在可动部14的两个主面14a、14b中的至少一个主面的上方。质量体40具有可动部14侧的第一面41、和与第一面41为相反侧的第二面42。而且，如图1所示，质量体40以在俯视观察时（从Z轴方向观察）不与物理量检测元件20重叠的方式被设置。质量体40也可以以在俯视观察时避开物理量检测元件20的上方的方式而形成。此外，虽然没有进行图示，但是质量体40也可以为长方体或球状的形状。
质量体40具有第一开口部43，并通过第一开口部43内被支承部30填充，从而使质量体40被支承部30支承着。此处，虽然优选为，第一开口部43内仅被支承部30填充，但是也可以包含在填充工序中所产生的气泡。
第一开口部43被设置在可动部14侧的面、即第一面41上。第一开口部43的形状只要为被设置在第一面41上的凹部，则不作特别限定。在图示的示例中，第一开口部43的俯视观察时的形状也可以为圆形。
如图2所示，第一开口部43也可以为不贯穿质量体40的凹部。此时，第一开口部43也可以具有底面44和侧面45。此外，虽然没有进行图示，但是底面44和侧面45也可以不具有明确的边界，而为连续的曲面。
第一开口部43可以通过公知的磨削方法而形成。例如，第一开口部43可以通过使内壁面成为粗糙面的磨削方法而形成。换言之，第一开口部43的内壁面可以被实施粗糙面处理。例如，第一开口部43可以通过喷砂机、钻孔机等的磨削工具等来形成。由此，能够使内壁面（44、45）成为与质量体40的表面相比较粗糙的粗糙面，从而能够进一步增加支承部30与质量体40之间的接触面积。
作为质量体40的材质，例如，可以列举Cu、Au等的金属。通过质量体40，能够提高施加于物理量检测装置100上的加速度的检测灵敏度。
另外，虽然未进行图示，但是质量体40的数量不受限定，例如，对于可动部14的一个主面14a、14b也可以设置多个质量体。
此外，支承部30也可以被设置为，对第一开口部43进行填充，并且还扩张（覆盖）至第一开口部43的边缘43a处。由此，能够进一步增加支承部30与质量体40之间的接触面积。
接下来，对物理量检测装置100的动作进行说明。图3和图4为，用于对物理量检测装置100的动作进行说明的剖视图。
如图3所示，在物理量检测装置100中，当在－Z轴方向上施加有加速度α1（例如重力加速度）时，可动部14将根据加速度α1，而以连接部12为支点向－Z轴方向发生位移。由此，在物理量检测元件20上，将施加有使第一基座部22和第二基座部23沿着Y轴相互分离的方向的力（张力），从而在振动梁部21a、21b上将产生牵拉应力。因此，振动梁部21a、21b的振动频率（共振频率）将增高。
另一方面，如图4所示，在物理量检测装置100中，当在＋Z轴方向上施加有加速度α2时，可动部14将根据加速度α2，而以连接部12为支点向＋Z轴方向发生位移。由此，在物理量检测元件20上，将施加有使第一基座部22和第二基座部23沿着Y轴相互接近的方向的力（压缩力），从而在振动梁部21a、21b上将产生压缩应力。因此，振动梁部21a、21b的振动频率（共振频率）将增高。
在物理量检测装置100中，对上述那样的物理量检测元件20的共振频率的变化进行检测。具体而言，根据上述所检测出的共振频率的变化的比例，而转换为由查阅表等所规定的数值，从而导出被施加于物理量检测装置100上的加速度。
另外，当将物理量检测装置100用在倾斜计中时，随着倾斜的姿态的变化，相对于倾斜计的、重力加速度的施加方向将发生变化，从而在振动梁部21a、21b上将产生牵拉应力或压缩应力。而且，振动梁部21a、21b的共振频率发生变化。
此外，虽然在上述的示例中，对作为物理量检测元件20而使用了所谓的双音叉元件的示例进行了说明，但是只要能够根据可动部14的位移而对物理量进行检测，则物理量检测元件20的形态不被特别限定。
本实施方式所涉及的物理量检测装置100例如具有以下的特征。
在物理量检测装置100中，质量体40具有第一开口部43，并通过第一开口部43内被支承部30填充，从而使质量体40被支承部30支承着。由此，能够在不扩大支承部30的形成区域的条件下，使质量体40与支承部30之间的接触面积增加，并且，由于能够使质量体40与支承部30之间产生固定效果，因此能够提高质量体40的接合可靠性。
此外，在物理量检测装置100中，支承部30为由硅类树脂等构成的弹性体，并且由弹性体构成的支承部30以对第一开口部43进行填充的方式而设置。由此，由于能够缓和和吸收在动作时所施加的过多的应力，因此能够提高质量体40的接合可靠性。
以下，参照附图对本实施方式所涉及的物理量检测装置100的改变例进行说明。
1.1第一改变例
图5为，模式化地表示本实施方式所涉及的物理量检测装置100的第一改变例所涉及的物理量检测装置101的剖视图，并且与沿图1的II-II线的剖视图相对应。
在物理量检测装置101中，第一开口部43具有锥状的内壁面。如图5所示，质量体40的第一开口部43的内壁面的侧面45也可以为锥状的侧面。此处，如图所示，侧面45为越趋向于底面44侧越使开口面积扩大的锥面。由此，与像物理量检测装置100那样，侧面45未成为锥面的情况相比，能够进一步增加质量体40与支承部30之间的接触面积。因此，能够进一步提高质量体40的接合可靠性。
1.2第二改变例
图6为，模式化地表示本实施方式所涉及的物理量检测装置100的第二改变例所涉及的物理量检测装置102的剖视图，并且与沿图1的II-II线的剖视图相对应。
在物理量检测装置102中，第一开口部43具有第一部分45a和第二部分45b，其中，所述第一部分45a位于开口侧，并具有第一内径D1；所述第二部分45b与第一部分45a连续，并具有大于第一内径D1的第二内径D2。即，如图6所示，在内壁面45上形成有阶梯45a、45b。由此，与物理量检测装置100相比，能够进一步增加质量体40与支承部30之间的接触面积。此外，能够在质量体40与支承部30之间产生更强的固定效果。因此，能够进一步提高质量体40的接合可靠性。
1.3第三改变例
图7为，模式化地表示本实施方式所涉及的物理量检测装置100的第三改变例所涉及的物理量检测装置103的剖视图，并且与沿图1的II-II线的剖视图相对应。
在物理量检测装置103中，在质量体40中，第一开口部43为与第二开口46连通的贯穿孔，支承部30对贯穿孔48内进行填充。第二开口46在质量体40的第二面42上开口。贯穿孔48的内壁面仅由侧面45构成。根据物理量检测装置103，从而与物理量检测装置100相比，能够进一步增加质量体40与支承部30之间的接触面积。
此外，如图所示，支承部30也可以被设置为，还扩张至第二开口46的边缘46a处。由此，能够在质量体40与支承部30之间产生更强的固定效果。因此，能够进一步提高质量体40的接合可靠性。
1.4第四改变例
图8为，模式化地表示本实施方式所涉及的物理量检测装置100的第四改变例所涉及的物理量检测装置104的剖视图，并且与沿图1的II-II线的剖视图相对应。另外，物理量检测装置104为具有贯穿孔48的物理量检测装置103的改变例。
如图8所示，贯穿孔48的内壁面45也可以为锥状的面。此处，如图所示，侧面45为从第一面41起越趋向于第二面42侧越使开口面积扩大的锥面。由此，与物理量检测装置103相比，能够进一步增加质量体40与支承部30之间的接触面积。因此，能够进一步提高质量体40的接合可靠性。
1.5第五改变例
图9为，模式化地表示本实施方式所涉及的物理量检测装置100的第五改变例所涉及的物理量检测装置105的剖视图，并且与沿图1的II-II线的剖视图相对应。另外，物理量检测装置105为具有贯穿孔48的物理量检测装置103的改变例。
在物理量检测装置105中，贯穿孔48具有第一部分45a和第二部分45b，其中，所述第一部分45a位于第一开口部43侧，并具有第一内径D1；所述第二部分45b与第一部分45a连续，并具有大于第一内径D1的第二内径D2。即，如图9所示，在内壁面45上形成有阶梯45a、45b。由此，与物理量检测装置103相比，能够进一步增加质量体40与支承部30之间的接触面积。而且，能够在质量体40与支承部30之间产生更强的固定效果。因此，能够进一步提高质量体40的接合可靠性。
2.物理量检测装置的制造方法
接下来，参照附图对本实施方式所涉及的物理量检测装置的制造方法进行说明。图10～图12为，对本实施方式所涉及的物理量检测装置的制造方法进行说明的流程图。图13～图15为，模式化地表示本实施方式所涉及的物理量检测装置的制造方法的剖视图，并且与沿图1的II-II线的剖视图相对应。
如图10所示，本实施方式所涉及的物理量检测装置的制造方法包括：准备基部10、和可动部14的工序（S1），所述可动部14通过连接部12而被设置在基部10上，并根据物理量而进行位移；以跨接基部10和可动部14的方式设置物理量检测元件20的工序（S2）；准备具有第一开口部43的质量体40的工序（S3）；形成支承部的工序（S4），所述支承部被设置在可动部14的两个主面中的至少一个主面上，并通过对第一开口部43内进行填充从而对质量体40进行支承。其中，对物理量检测元件进行设置的工序（S2）也可以在准备质量体40的工序（S3）和形成支承部的工序（S4）之后实施，工序的顺序不受限定。
如图11所示，形成支承部的工序（S4）也可以包括：在质量体40的第一开口部43上设置第一粘合剂30a的工序（S4-1）；在可动部14的两个主面中的至少一个主面上设置第二粘合剂30b的工序（S4-2）；通过在将第一粘合剂30a和第二粘合剂30b粘合在一起之后进行热处理，从而形成支承部30的工序（S4-2）。
或者，在质量体40具有贯穿孔48的情况下，如图12所示，形成支承部30的工序（S4）也可以包括：以第二开口46朝向外侧，而第一开口部43朝向可动部14侧的方式，隔着隔离片60而将质量体40载置于可动部14的两个主面中的至少一个主面上的工序（S4-11）；通过在从第二开口46侧注入粘合剂30d，并用粘合剂30d将质量体40的贯穿孔48填充之后，进行热处理，从而形成对质量体40进行支承的支承部30的工序（S4-12）。
首先，参照图13和图14，对在质量体40上未形成有贯穿孔48而第一开口部43为凹部形状时的物理量检测装置的制造方法进行说明。
如图13（A）所示，通过公知的物理或化学方法，而在质量体40的第一面41上形成未贯穿质量体40的第一开口部43。对于磨削方法，例如，可以使用喷砂装置、钻孔机、使用了空气、激光等的磨削装置、湿蚀刻装置和干蚀刻装置等。通过在磨削方法中使用喷砂装置、钻孔机等工作设备，从而能够使内壁面粗糙化。
如图13（B）所示，在载置于可动部14上之前，使用分配器等而事前将第一粘合剂30a设置在质量体40的第一开口部43中。第一粘合剂30a维持未固化的状态。由此，能够用第一粘合剂30a而切实地对第一开口部43内进行填充。
接下来，如图14（A）所示，准备基部10和可动部14。在通过水晶基板而形成的情况下，例如，通过光刻技术和蚀刻技术而对水晶基板进行图案形成，从而形成连接部12等。由此，能够准备基部10、和通过连接部12而被设置在基部10上的可动部14。
此处，虽然没有进行图示，但是可以在基部10和可动部14上形成连接端子56a等的导电层。导电层例如通过如下方法而形成，即，在通过溅射法或CVD（Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积）法等而被成膜后，利用光刻技术和蚀刻技术而被实施图案形成。
在可动部14的形成支承部30的区域中，设置第二粘合剂30b。第二粘合剂30b为，由与第一粘合剂30a相同的材料构成的粘合剂。
此外，在基部10和可动部14的设置物理量检测元件20的区域中，设置用于支承物理量检测元件20的接合部件27a、28a。作为接合部件27a、28a，例如，既可以为低熔点玻璃、可共晶接合的Au／Sn合金被膜，也可以为树脂类粘合材料。此处，当用相同的材料而形成了接合部件27a、28a和第二粘合剂30b时，能够实现制造工序的简化。
接下来，如图14（B）所示，以跨接基部10和可动部14的方式设置物理量检测元件20。通过将物理量检测元件20载置于接合部件27a、28a上，从而能够对物理量检测元件20进行支承。
接下来，如图14（C）所示，将准备好的质量体40装载于可动部14上。此处，第一粘合剂30a与第二粘合剂30b粘合在一起，从而形成了未固化的支承部30c。接下来，如图14（D）所示，通过在所需的温度条件下进行热处理，从而能够形成支承部30。此外，在本热处理工序中，也可以使接合部件27a、28a同时固化。
如上所述，通过具备如下的工序，从而能够使质量体40的位置对准工序变得简便，此外，能够切实地防止用于形成支承部30的粘合剂的量不足的情况，其中，所述工序为，设置第一粘合剂30a的工序（S4-1）；设置第二粘合剂30b的工序（S4-2）；通过在将第一粘合剂30a和第二粘合剂30b粘合在一起之后，进行热处理，从而形成支承部30的工序（S4-3）。
接下来，参照图12和图15，对质量体40上形成有贯穿孔48时的物理量检测装置的制造方法进行说明。
如图15（A）所示，在形成支承部30的工序中，首先，将具有所需的厚度的隔离片60载置于可动部14上。隔离片60具有能够在设置支承部30的区域内设置出所需的空间的形状。
接下来，如图15（B）及图15（C）所示，在隔离片60上载置质量体40，并从第二开口46侧注入粘合剂30d。由此，能够形成被设置在可动部14上、且对贯穿孔48进行填充的未固化的支承部30d。接下来，如图15（D）所示，通过在所需的温度条件下进行热处理，从而能够形成对贯穿孔48进行填充的支承部30。隔离片60可以在形成了支承部30之后，适当地进行移除。
如上所述，通过具备如下的工序，从而能够使质量体40的高度调节变得更加简便，并能够以较高的对准精度对质量体40进行配置，所述工序为，隔着隔离片60而对质量体40进行载置的工序（S4-11）；通过在用粘合剂而将质量体40的贯穿孔48填充之后，进行热处理，从而形成对质量体40进行支承的支承部30的工序（S4-11、S4-12）。换言之，通过调节隔离片60的厚度，从而能够简便地调节质量体40与可动部14之间的间隔。此外，能够以简便的方法通过支承部30而对贯穿孔48内进行填充。因此，能够以简便的方法提供一种质量体的接合可靠性得到了进一步提高的物理量检测装置。
本实施方式所涉及的物理量检测装置的制造方法例如具有以下的特征。
根据物理量检测装置的制造方法，具备：准备具有第一开口部43的质量体40的工序；形成支承部30的工序，所述支承部30被设置在可动部14的两个主面中的至少一个主面上，并通过对第一开口部43进行内填充，从而对质量体40进行支承。由此，能够简便地制造出一种质量体40的接合可靠性得到了提高的物理量检测装置。
3.物理量检测器
接下来，参照附图对本实施方式所涉及的物理量检测器进行说明。图16为，模式化地表示本实施方式所涉及的物理量检测器300的俯视图。图17为，模式化地表示本实施方式所涉及的物理量检测器300的剖视图。另外，图17为沿图16的XI-XI线的剖视图。
如图16及图17所示，物理量检测器300包括本发明所涉及的物理量检测装置、和封装件310。在下文中，对使用了作为本发明所涉及的物理量检测装置的物理量检测装置100的示例进行说明。
封装件310对物理量检测装置100进行收纳。封装件310可以具有封装件基座320、和盖330。另外，在图16中，为了便于表示而省略了盖330的图示。
在封装件基座320中，形成有凹部321，而在凹部321内配置有物理量检测装置100。只要能够将物理量检测装置100配置在凹部321内，则封装件基座320的平面形状不被特别限定。作为封装件基座320，例如，采用了对陶瓷生片进行成形而层叠并烧成的氧化铝类烧结体、水晶、玻璃、以及硅等材料。
封装件基座320可以具有，从封装件基座320的内底面（凹部的底面）322起向盖330侧突出而成的阶梯部323。阶梯部323例如沿着凹部321的内壁而被设置。在阶梯部323上，设置有内部端子340、342。
内部端子340、342例如被设置在，与被设置于物理量检测装置100上的外部连接端子59a、59b对置的位置（在俯视观察时重合的位置）处。例如，外部连接端子59a与内部端子340电连接，外部连接端子59b与内部端子342电连接。
在封装件基座320的外底面（与内底面322为相反侧的面）324上，设置有在被安装于外部部件上时所使用的外部端子（未图示）。外部端子通过未图示的内部布线而与内部端子340、342电连接。例如，外部端子与内部端子340电连接，外部端子与内部端子342电连接。
内部端子340、342和外部端子例如由将Ni、Au等的涂膜用电镀等方法层叠在W等的金属化层上而形成的金属膜构成。
在封装件基座320上，于凹部321的底部设置有将封装件310的内部（空腔）密封的密封部350。密封部350被配置在，形成于封装件基座320上的贯穿孔325内。贯穿孔325从外底面324贯穿至内底面322。在图示的示例中，贯穿孔325具有，外底面324侧的孔径大于内底面322侧的孔径的带有阶梯的形状。密封部350通过将例如由Au／Ge合金、焊料等构成的密封材料配置在贯穿孔325中，并在加热熔融后使其固化，从而被形成。密封部350具有将封装件310的内部气密密封的结构。
物理量检测装置100通过接合部件341而被固定在封装件基座320的阶梯部323上。由此，物理量检测装置100被安装在封装件基座320上，并被收纳在封装件310内。
通过将物理量检测装置100固定在阶梯部323上，使得被设置在物理量检测装置100上的外部连接端子59a、59b与被设置在阶梯部323上的内部端子340、342，经由接合部件341而被电连接。作为接合部件341，例如，可以使用混合有金属填充物等导电性物质的硅树脂类的导电性粘合剂。
盖330以对封装件基座320的凹部321进行覆盖的方式而设置。盖330的形状例如为板状。作为盖330，例如，使用与封装件基座320相同的材料，或者，使用科瓦铁镍钴合金、42合金、不锈钢等金属。盖330例如通过环形垫片、低熔点玻璃、粘合剂等接合部件332，而被接合在封装件基座320上。
在将盖330接合于封装件基座320上之后，通过在封装件310的内部被减压了的状态（真空度较高的状态）下，向贯穿孔325内配置密封材料，并在对其进行加热熔融后使之固化来形成密封部350，从而能够将封装件310内气密密封。封装件310的内部可以填充有氮气、氦气、氩气等惰性气体。
在物理量检测器300中，当经由外部端子，内部端子340、342，外部连接端子59a、59b，连接端子56a、56b等而向物理量检测元件20的激励电极输入了驱动信号时，物理量检测元件20的振动梁部21a、21b将以预定的频率进行振动（共振）。此外，物理量检测器300能够将根据所施加的加速度而发生变化的、物理量检测元件20的共振频率，作为输出信号而进行输出。
根据物理量检测器300，包括质量体的接合可靠性得到了提高的物理量检测装置100。因此，物理量检测器300能够提供一种提高了可靠性的物理量检测器。
另外，虽然未进行图示，但是配置有物理量检测装置100的凹部，也可以形成在封装件基座320和盖330的双方上，或者仅形成在盖330上。
4.电子设备
接下来，对本实施方式所涉及的电子设备进行说明。以下，参照附图对作为本实施方式所涉及的电子设备的、包括本发明所涉及的物理检测装置（在以下的示例中为物理量检测装置100）的倾斜计进行说明。图18为，模式化地表示本实施方式所涉及的倾斜计400的立体图。
如图18所示，倾斜计400包括物理量检测装置100，以作为倾斜传感器。
倾斜计400被设置在，例如山的倾斜面、道路的坡面、堤坝的护墙面等被计测地点。倾斜计400经由电缆410而从外部被供给电源，或者，内置有电源，并通过未图示的驱动电路而向物理量检测装置100输送驱动信号。
此外，倾斜计400通过未图示的检测电路，并根据随着施加在物理量检测装置100上的重力加速度而发生变化的共振频率，来检测倾斜计400的姿态的变化（相对于倾斜计400的、重力加速度的施加方向的变化），并将其换算为角度，且通过例如无线电等而向基站传送数据。由此，倾斜计400能够对异常的早期发现作出贡献。
根据倾斜计400，包括质量体的接合可靠性得到了提高的物理量检测装置100。因此，倾斜计400能够提供可靠性得到了提高的倾斜计。
本发明所涉及的物理量检测装置并不限定于上述的倾斜计，还可以作为地震计、导航装置、姿态控制装置、游戏控制器、移动电话等的加速度传感器、倾斜传感器等而适当地被使用，并且在任何情况下都能够提供实现在上述实施方式和改变例中所说明的效果的电子装置。
本发明包括与在实施方式中所说明的结构实质相同的结构（例如，功能、方法以及结果相同的结构、或者目的以及效果相同的结构）。此外，本发明包括对在实施方式中所说明的结构的非本质的部分进行了置换的结构。此外，本发明包括能够起到与在实施方式中所说明的结构相同的作用效果的结构，或者能够实现相同目的的结构。此外，本发明包括在实施方式中所说明的结构中附加了公知技术的结构。
符号说明
α1…加速度，α2…加速度，10…基部，10a…主面，12…连接部，14…可动部，14a、14b…主面，20…物理量检测元件，21a…振动梁部，22…第一基座部，23…第二基座部，30…支承部，40…质量体，41…第一面，42…第二面，43…第一开口部，43a…边缘，44…底面，45…侧面，46…第二开口，46a…边缘，48…贯穿孔，55a…电极，55b…电极，56a、56b…连接端子，58…金属线，59a…外部连接端子，59b…外部连接端子，60…隔离片，27、28…接合部件，100、101、102、103、104、105…物理量检测装置，300…物理量检测器，310…封装件，320…封装件基座，321…凹部，322…内底面，323…阶梯部，324…外底面，325…贯穿孔，330…盖，332…接合部件，340…内部端子，341…接合部件，342…内部端子，350…密封部，400…倾斜计，410…电缆。

Claims (13)

1.一种物理量检测装置，包括：
基部；
可动部，其被所述基部支承着，并根据物理量而进行位移；
物理量检测元件，其跨接所述基部和所述可动部；
支承部，其被配置在所述可动部的两个主面中的至少一个主面上；
质量体，其具有第一开口部，并通过所述第一开口部内被所述支承部填充，从而使所述质量体被所述支承部支承着。
2.如权利要求1所述的物理量检测装置，其中，
所述支承部以还扩张至所述质量体的所述第一开口部的开口的边缘处的方式被配置。
3.如权利要求1或2所述的物理量检测装置，其中，
所述第一开口部具有：第一部分，其具有第一内径；第二部分，其与所述第一部分相比距所述可动部较远，并与所述第一部分连续，且具有大于所述第一内径的第二内径。
4.如权利要求1或2所述的物理量检测装置，其中，
所述第一开口部具有锥状的内壁面。
5.如权利要求1所述的物理量检测装置，其中，
所述第一开口部为与第二开口连通的贯穿孔。
6.如权利要求5所述的物理量检测装置，其中，
所述支承部以还扩张至所述第二开口的边缘处的方式被配置。
7.如权利要求1或2所述的物理量检测装置，其中，
所述质量体的所述第一开口部的内壁面为粗糙面。
8.一种物理量检测装置的制造方法，包括：
准备基部、和可动部的工序，其中，所述可动部被所述基部支承着，并根据物理量而进行位移；
以跨接所述基部和所述可动部方式设置物理量检测元件的工序；
准备具有第一开口部的质量体的工序；
在将支承部填充到所述第一开口部内的状态下，以所述第一开口部的开口与所述可动部的两个主面中的至少一个主面对置的方式，将所述质量体通过所述支承部而支承在所述可动部上的工序。
9.如权利要求8所述的物理量检测装置的制造方法，其中，
形成所述支承部的工序包括：
在所述质量体的所述第一开口部中配置第一粘合剂的工序；
在所述可动部的两个主面中的至少一个主面上配置第二粘合剂的工序；
通过在将所述第一粘合剂和所述第二粘合剂粘合在一起之后进行热处理，从而形成所述支承部的工序。
10.如权利要求8所述的物理量检测装置的制造方法，其中，
在所述质量体中，所述第一开口部为与第二开口连通的贯穿孔，
形成所述支承部的工序包括：
以所述第二开口朝向外侧，而所述第一开口部朝向所述可动部侧的方式，隔着隔离片而将所述质量体载置于所述可动部的两个主面中的至少一个主面上的工序；
通过在从所述第二开口侧注入粘合剂，并用所述粘合剂将所述质量体的所述贯穿孔填充之后，进行热处理，从而形成对所述质量体进行支承的支承部的工序。
11.如权利要求1或2所述的物理量检测装置，其中，
所述物理量检测元件为双音叉型振动元件。
12.一种物理量检测器，包括：
权利要求1或2所述的物理量检测装置；
对所述物理量检测装置进行收纳的封装件。
13.一种电子设备，包括权利要求1或2所述的物理量检测装置。
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