CN105548597A - 电子装置、电子设备以及移动体 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种不易对电特性产生影响的电子装置、电子设备以及移动体。电子装置(1)具有:振动元件(6),其具有设置有调节部的振动体(600)、被配置于振动体(600)上的电极以及与所述电极电连接的连接电极;IC(3),其与振动元件(6)对置配置;端子(741),其被配置在IC(3)的上表面侧,并经由固定部件(8)而与连接电极电连接;配线部(721),其与端子(741)电连接,并位于与端子(741)相比靠下方的位置处;以及保护层(5),其位于与配线部(721)相比靠上方的位置处,并被配置于在俯视观察时调节部与配线部(721)重叠的位置处。
Description
技术领域
本发明涉及一种电子装置、电子设备以及移动体。
背景技术
一直以来,作为用于对角速度进行检测的电子装置,已知一种专利文献1那样的电子装置。专利文献1的电子装置具有半导体装置(IC)、被配置于半导体装置上的振动元件以及介于半导体装置与振动元件之间的应力缓和层。此外,在应力缓和层上设置有与振动元件电连接的端子和将该端子与半导体装置电连接的配线。此外,配线具有在俯视观察时被引绕至振动元件的外轮廓线的内侧的部分。然而,在这种结构中,在调节振动元件的振动特性时所使用的激光会透过振动元件而照射在配线上,从而容易产生配线的断线等。即,在专利文献1的电子装置中,存在容易对电特性产生影响的问题。
专利文献1:日本特开2012-168077号公报
发明内容
本发明的目的在于,提供一种不易对电特性产生影响的电子装置、电子设备以及移动体。
本发明是为了解决上述的课题的至少一部分而被完成的,能够作为以下的形式或应用例而实现。
应用例1
本应用例的电子装置具有:振动元件,其具有设置有调节部的振动体、被配置于所述振动体上的电极以及与所述电极电连接的连接电极;半导体基板,其与所述振动元件对置配置;连接焊盘,其被配置在所述半导体基板与所述振动元件之间,并经由导电性的连接部件而与所述连接电极电连接;配线,其与所述连接焊盘电连接,并位于所述连接焊盘与所述半导体基板之间;保护层,其位于所述配线与所述振动元件之间,并被配置于在俯视观察时所述调节部与所述配线重叠的位置处。
由此,能够提供一种不易对电特性产生影响的电子装置。
应用例2
在本应用例的电子装置中,优选为,具有:第一绝缘层,其被配置在所述半导体基板与所述振动元件之间;第二绝缘层,其被配置在所述第一绝缘层与所述振动元件之间,所述配线被配置在所述第一绝缘层上,所述连接焊盘以及所述保护层分别被配置在所述第二绝缘层上。
由此,能够简单地配置连接焊盘、保护层以及配线。
应用例3
在本应用例的电子装置中,优选为,所述第一绝缘层以及所述第二绝缘层分别具有弹性。
由此,冲击通过第一、第二绝缘层而被缓和,从而减小了对振动元件的损伤。
应用例4
在本应用例的电子装置中,优选为,所述保护层包含金属材料。
由此,保护层的结构变得较为简单。
应用例5
在本应用例的电子装置中,优选为,所述振动体具有检测振动臂,所述电极具有被配置于所述检测振动臂上的检测信号电极。
由此,能够通过电子装置来检测物理量。
应用例6
在本应用例的电子装置中,优选为,所述振动元件能够检测角速度。
由此,能够将电子装置用作角速度传感器。
应用例7
本应用例的电子设备的特征在于,具备上述应用例的电子装置。
由此,能够获得可靠性较高的电子设备。
应用例8
本应用例的移动体的特征在于,具备上述应用例的电子装置。
由此,能够获得可靠性较高的移动体。
附图说明
图1为表示本发明的第一实施方式所涉及的电子装置的剖视图。
图2为图1所示的电子装置所具有的振动元件的俯视图。
图3为表示图2所示的振动元件的电极配置的图,(a)为顶视图,(b)为透过图。
图4为对图2所示的振动元件的动作进行说明的示意图。
图5为图1所示的电子装置所具有的应力缓和层的剖视图。
图6为图5所示的保护层的俯视图。
图7为图5所示的保护层的俯视图。
图8为用于对图5所示的保护层的功能进行说明的剖视图。
图9为表示本发明的第二实施方式所涉及的电子装置所具有的振动元件的俯视图。
图10为图9所示的电子装置所具有的保护层的俯视图。
图11为图9所示的电子装置所具有的保护层的俯视图。
图12表示应用了具备本发明的电子装置的电子设备的移动型(或笔记本型)的个人计算机的结构的立体图。
图13为表示应用了具备本发明的电子装置的电子设备的移动电话(也包含PHS)的结构的立体图。
图14为表示应用了具备本发明的电子装置的电子设备的数码照相机的结构的立体图。
图15为表示应用了具备本发明的电子装置的移动体的汽车的结构的立体图。
具体实施方式
以下,根据附图所示的实施方式,对本发明的电子装置、电子设备以及移动体详细地进行说明。
第一实施方式
图1为表示本发明的第一实施方式所涉及的电子装置的剖视图。图2为具有图1所示的电子装置的振动元件的俯视图。图3为表示图2所示的振动元件的电极配置的图,(a)为顶视图,(b)为透过图。图4为对图2所示的振动元件的动作进行说明的示意图。图5为图1所示的电子装置所具有的应力缓和层的剖视图。图6为图5所示的保护层的俯视图。图7为图5所示的保护层的俯视图。图8为用于对图5所示的保护层的功能进行说明的剖视图。另外,以下,为了便于说明,将图1中的上侧称作“上侧”,将下侧称作“下侧”。此外,如图1所示,将相互正交的3个轴设为X轴、Y轴以及Z轴,并设为电子装置的厚度方向与Z轴一致。
图1所示的电子装置1为能够对绕Z轴的角速度ωz进行检测的角速度传感器。这种电子装置1具有:封装件2,其在内部具有收纳空间S;IC(半导体基板)3,其被收纳在收纳空间S内;应力缓和层7,其被配置在IC3上;保护层5,其被配置于应力缓和层7上;振动元件6,其被配置在应力缓和层7上。
以下,对上述各部依次进行说明。
封装件
封装件2具有:箱状的基座21,其具有在上表面开口的凹部211;板状的盖体22,其堵塞凹部211的开口;接缝环(seamring)23,其介于基座21与盖体22之间并对它们进行接合。并且,在通过用盖体22封盖凹部211的开口而形成的收纳空间S内收纳有IC3以及振动元件6。另外,作为收纳空间S的气氛并不被特别限定,例如,可被设为真空状态(10Pa以下的减压状态)。由此,粘性阻力下降,从而能够高效地驱动振动元件6。
基座
基座21具有大致正方形的俯视形状。此外,凹部211具有第一凹部211a和第二凹部211b,所述第一凹部211a在基座21的上表面开口,所述第二凹部211b在第一凹部211a的除了底面的边缘部以外的中央部开口。另外,作为基座21的俯视观察形状,并不被特别限定,例如,可以是长方形或圆形。这种基座21例如能够通过以下的方式而形成,即,通过对将氧化铝质、氮化铝质、碳化硅质、莫来石质、玻璃/陶瓷质等陶瓷生片层压多张而得到的物质进行烧结。
此外,在第一凹部211a的底面上配置有经由接合线BW而与IC3电连接的多个内部端子241,在基座21的底面上配置有多个外部端子242。并且,内部端子241与外部端子242经由被配置于基座21上的未图示的内部配线等而被电连接。作为这种内部端子241以及外部端子242的结构,并不被特别限定,例如,能够采用在由钨(W)、钼(Mo)、镁(Mg)等形成的基底层上覆盖金(Au)等的电镀金属层的结构。
盖体22为板状,并经由接缝环23而被接合于基座21的上表面上。作为盖体22的构成材料,并不被特别限定,优选使用例如科瓦铁镍钴合金等合金。另外,盖体22例如也可以经由接缝环23而与接地配线电连接。由此,能够使盖体22作为截断来自封装件2的外部的噪声的屏蔽部而发挥功能。
IC
IC3通过银膏等而被固定在第二凹部211b的底面上。该IC3例如包含接口部3i和驱动/检测电路3z,所述接口部3i与外部的主机装置实施通信;所述驱动/检测电路3z驱动振动元件6,并对施加于振动元件6上的角速度ωz进行检测。此外,在IC3的上表面上配置有多个连接端子39,所述连接端子39与内部端子241经由接合线BW而被连接。由此,IC3能够经由外部端子242而与主机装置之间实施通信。另外,作为IC3的通信方式,并不被特别限定,例如能够使用SPI(注册商标)(SerialPeripheralInterface)、I2C(注册商标)(Inter-IntegratedCircuit)。此外,IC3也可以具有选择通信方式的选择功能,并能够从SPI以及I2C中选择通信方式。由此,成为与多个通信方式对应的便利性较高的电子装置1。
振动元件
如图2以及图3所示,振动元件6具有由水晶形成的振动片60和被配置于振动片60上的电极。但是,作为振动片60的材料,并不限定于水晶,例如,也能够使用钽酸锂、铌酸锂等压电材料。
振动片60呈如下的板状,即,在由作为水晶的结晶轴的x轴(电轴)以及y轴(机械轴)规定的xy平面上具有展宽,在z轴(光轴)方向上具有厚度的板状。这种振动片60具有:基部61;一对检测振动臂621、622,其从基部61向y轴方向两侧延伸;一对连结臂631、632,其从基部61向x轴方向两侧延伸;一对驱动振动臂641、642,其从连结臂631的顶端部向y轴方向两侧延伸;一对驱动振动臂643、644,其从连结臂632的顶端部向y轴方向两侧延伸;一对支承部651、652,其对基部61进行支承;一对梁部661、662,其对支承部651与基部61进行连结;以及一对梁部663、664,其对支承部652与基部61进行连结。另外,在这种振动片60中,由基部61、检测振动臂621、622、连结臂631、632以及驱动振动臂641~644构成了振动体600。
此外,在检测振动臂621、622的两个主面(上表面以及下表面)上形成有沿着y轴方向延伸的槽,检测振动臂621、622具有大致H状的横截面形状。此外,检测振动臂621、622以及驱动振动臂641、642、643、644的顶端部设置有宽幅的锤头。此外,在上述各锤头上设置有质量调节用电极(调节部),例如,通过利用激光照射等而去除质量调节电极的至少一部分,从而能够调节该振动臂的质量。另外,作为振动片60的结构,并不限定于此,例如,既可以从检测振动臂621、622中省略槽,也可以从检测振动臂621、622以及驱动振动臂641、642、643、644中省略锤头。此外,也可以在驱动振动臂641、642、643、644的两个主面上形成槽,而成为大致H状的横截面形状。
接下来,对被配置于振动片60上的电极进行说明。如图3所示,电极具有检测信号电极671a以及检测信号端子671b、检测接地电极672a以及检测接地端子(固定电位端子)672b、驱动信号电极673a以及驱动信号端子673b、驱动接地电极674a以及驱动接地端子674b。另外,在图3中,为了便于说明,分别用不同的阴影线对检测信号电极671a以及检测信号端子671b、检测接地电极672a以及检测接地端子672b、驱动信号电极673a以及驱动信号端子673b、驱动接地电极674a以及驱动接地端子674b进行图示。此外,用粗线对被形成于振动片60的侧面上的电极、配线、端子等进行图示。
驱动信号电极以及驱动信号端子
驱动信号电极673a被配置在驱动振动臂641、642的上表面以及下表面(除了锤头以外的部分)和驱动振动臂643、644的两侧面上。这种驱动信号电极673a为用于激励驱动振动臂641~644的驱动振动的电极。
驱动信号端子673b被配置在支承部652的-X轴侧的端部处。此外,驱动信号端子673b经由被配置于梁部664上的驱动信号配线而与被配置于驱动振动臂641~644上的驱动信号电极673a电连接。
驱动接地电极以及驱动接地端子
驱动接地电极674a被配置在驱动振动臂643、644的上表面以及下表面(除了锤头以外的部分)和驱动振动臂641、642的两侧面上。这种驱动接地电极674a具有相对于驱动信号电极673a而成为接地电位的电位。
驱动接地端子674b被配置在支承部651的-X轴侧的端部处。此外,驱动接地端子674b经由被配置于梁部662上的驱动接地配线而与被配置于驱动振动臂641~644上的驱动接地电极674a电连接。
通过以这种方式配置驱动信号电极673a以及驱动信号端子673b、驱动接地电极674a以及驱动接地端子674b,并向驱动信号端子673b与驱动接地端子674b之间施加驱动信号(电压),从而能够在被配置于驱动振动臂641~644上的驱动信号电极673a与驱动接地电极674a之间产生电场,由此使驱动振动臂641~644进行驱动振动。
检测信号电极以及检测信号端子
检测信号电极671a被配置在检测振动臂621、622的上表面以及下表面(槽的内表面)上。这种检测信号电极671a为,用于在检测振动臂621、622的检测振动被激励时,对通过该检测振动而产生的电荷进行检测的电极。
检测信号端子671b在支承部651、652上各配置有一个。配置于支承部651上的检测信号端子671b被配置在支承部651的+X轴侧的端部处,并经由被形成于梁部661上的检测信号配线而与被配置于检测振动臂621上的检测信号电极671a电连接。另一方面,配置于支承部652上的检测信号端子671b被配置在支承部652的+X轴侧的端部处,并经由被配置于梁部663上的检测信号配线而与被配置于检测振动臂622上的检测信号电极671a电连接。
检测接地电极以及检测接地端子
检测接地电极672a被配置在检测振动臂621、622的两侧面上。被配置于检测振动臂621的两侧面上的检测接地电极672a经由检测振动臂621的锤头而被电连接,被配置于检测振动臂622的两侧面上的检测接地电极672a经由检测振动臂622的锤头而被电连接。这种检测接地电极672a具有相对于检测信号电极671a而成为接地电位(固定电位)的电位。
检测接地端子672b分别被配置在支承部651、652上。配置在支承部651上的检测接地端子672b被配置在支承部651的中央部处,并经由被配置于梁部661上的检测接地配线而与被配置于检测振动臂621上的检测接地电极672a电连接。另一方面,配置在支承部652上的检测接地端子672b被配置在支承部652的中央部处,并经由被配置于梁部663上的检测接地配线,而与被配置于检测振动臂622上的检测接地电极672a电连接。
通过以上述的方式配置检测信号电极671a以及检测信号端子671b、检测接地电极672a以及检测接地端子672b,从而在检测振动臂621中所产生的检测振动能够表现为被配置于检测振动臂621上的检测信号电极671a与检测接地电极672a之间的电荷,并作为信号而从被配置于支承部651上的检测信号端子671b与检测接地端子672b之间取出。此外,在检测振动臂622中所产生的检测振动能够表现为被配置于检测振动臂622上的检测信号电极671a与检测接地电极672a之间的电荷,并作为信号而从被配置于支承部652上的检测信号端子671b与检测接地端子672b之间取出。
作为以上这种电极的结构,只要具有导电性则不被特别限定,例如,能够由在Cr(铬)、W(钨)等金属化层(基底层)上层压Ni(镍)、Au(金)、Ag(银)、Cu(铜)等各被膜而成的金属被膜构成。
此外,虽未进行图示,但在驱动振动臂641~644的锤头上设置有用于实施驱动频率的调节的调节用锤部。驱动频率的调节是指如下的操作,即,例如通过激光照射而去除调节用锤部的一部分,从而使驱动振动臂641~644的质量发生变化,由此对驱动频率进行调节的操作。通过该操作,从而能够高效地使驱动振动臂641~644振动。
这种振动元件6通过支承部651、652而被固定于应力缓和层7上。此外,振动元件6向应力缓和层7的固定使用具有导电性的固定部件(连接部件)8来实施,振动元件6和IC3经由固定部件8以及应力缓和层7而被电连接。作为固定部件8,并不被特别限定,例如,能够使用钎焊合金材料、金属凸块、导电性粘合剂等。
接下来,对振动元件6的动作进行说明。
当在未对振动元件6施加角速度的状态下,通过向驱动信号端子673b与驱动接地端子674b之间施加驱动信号(交变电压)从而在驱动信号电极673a与驱动接地电极674a之间产生电场时,如图4(a)所示,各驱动振动臂641、642、643、644将向箭头标记A所示的方向进行弯曲振动。此时,由于驱动振动臂641、642与驱动振动臂643、644相对于基部61而进行对称的振动,因此,检测振动臂621、622基本不会振动。
当在实施该驱动振动的状态下,向振动元件6施加角速度ωz时,将会激励如图4(b)所示那样的检测振动。具体而言,在驱动振动臂641~644以及连结臂631、632上作用有箭头标记B方向的科里奥利力,从而新的振动被激励。此外,与该箭头标记B的振动相呼应,在检测振动臂621、622中激励出箭头标记C方向的检测振动。然后,将通过该振动而将在检测振动臂621、622中产生的电荷作为信号而从检测信号电极671a和检测接地电极672a取出,并从检测信号端子671b与检测接地端子672b之间发送至IC3。然后,通过利用IC3来处理该信号,从而求取角速度ωz。
应力缓和层
如图5所示,应力缓和层7位于IC3与振动元件6之间,并被设置于IC3的上表面上。通过以这种方式设置应力缓和层7,从而使封装件2所受到的冲击被缓和,由此使所述冲击不易传递至振动元件6。此外,由IC3与振动元件6之间的热膨胀差而产生的应力被缓和,从而振动元件6不易挠曲。因此,能够提高电子装置1的机械强度,并且,能够精度更高地对角速度ωz进行检测。
此外,应力缓和层7具有:第一绝缘层71,其被配置在IC3的上表面(钝化膜38上)上;第一配线层72,其被配置在第一绝缘层71上,并与IC3电连接;第二绝缘层73,其被形成在第一配线层72以及第一绝缘层71上;以及第二配线层74,其被形成在第二绝缘层73上,并与第一配线层72电连接。
此外,第一、第二绝缘层71、73分别由具有弹性的树脂材料构成。作为这种树脂材料,并不被特别限定,例如能够使用聚酰亚胺、硅酮改性聚酰亚胺树脂、环氧树脂、硅酮改性环氧树脂、丙烯酸树脂、苯酚树脂、硅酮树脂、改性聚酰亚胺树脂、苯并环丁烯、聚苯并恶唑等。由此,能够形成具有充分的弹性的第一、第二绝缘层71、73,因此能够更可靠地发挥上述的效果。
此外,如图6所示,第二配线层74具有6个端子(连接焊盘)741和6条配线部742,所述6个端子741被配置在第二绝缘层73上并且以与振动元件6的各端子(连接电极)671b~674b对置的方式而被配置,所述6条配线部742被连接于各端子741。并且,振动元件6经由固定部件8而被固定在各端子741上。另一方面,如图7所示,第一配线层72具有被配置在第一绝缘层71上,并对各配线部742和IC3的端子37进行电连接的配线部(配线)721。由此,IC3与振动元件6经由固定部件8以及第一、第二配线层72、74而被电连接。如此,第一、第二配线层72、74作为用于对IC3与振动元件6进行电连接的配线(再配置配线)而发挥功能。因此,能够在不考虑振动元件6的各端子671b~674b的位置的条件下自由地配置IC3的端子37。因此,电子装置1的设计的自由度得到提高。
此外,如图6所示,第二配线层74的配线部742从各端子741朝向振动元件6的基部61侧延伸。换言之,配线部742在俯视观察时,从各端子741朝向由支承部651、652所夹持的区域S2内延伸。而且,IC3的各端子37也在俯视观察时被配置在区域S2内。通过采用这种结构,从而能够在区域S2内引绕配线部721、742,由此能够抑制俯视观察时的第一、第二配线层72、74的展宽。因此,能够使应力缓和层7实现小型化(俯视观察时的小面积化)。
此外,配线部721、742分别以在在俯视观察时不与振动元件6的各驱动振动臂641~644的锤头重叠的方式而被引绕。由此,如后文所述,能够减少因在调节驱动频率时所使用的激光LL的照射而使配线部721、742受到损伤(断线)的情况。
保护层
保护层5具有被配置于第一绝缘层71上的第一保护层51和被配置于第二绝缘层73上的第二保护层52。
如图7所示,第一保护层51具有在俯视观察时被配置在与驱动振动臂641的锤头重叠的位置处的第一部分511、被配置在与驱动振动臂642的锤头重叠的位置处的第二部分512、被配置在与驱动振动臂643的锤头重叠的位置处的第三部分513以及被配置在与驱动振动臂644的锤头重叠的位置处的第四部分514。由此,能够在第一至第四部分511~514之间,确保用于引绕第一配线层72的配线部721的空间。另一方面,如图6所示,第二保护层52以在俯视观察时与振动元件6的振动体600重叠的方式而被配置。尤其是,本实施方式的第二保护层52以在在俯视观察时,在内侧包含振动体600的整个区域的方式而被配置。
这种保护层5具有使向驱动振动臂641~644照射激光时的应力缓和层7或IC3的熔融减少(优选为防止)的功能。以下,对该功能进行说明。如图8所示,在振动元件6中,实施如下的操作,即,通过向驱动振动臂641~644照射激光LL而去除驱动振动臂641~644的锤头上的调节用电极(调节部)T的一部分,从而调节驱动振动臂641~644的质量,由此调节驱动频率或振动平衡的操作。此时,存在有激光LL透过驱动振动臂641~644而照射到其正下方的应力缓和层7上的情况。当透过了驱动振动臂641~644的激光LL照射到应力缓和层7上时,存在应力缓和层7的一部分熔融,从而使第一、第二配线层72、74断线或相反地发生短路的情况。因此,通过如本实施方式那样,在应力缓和层7的可能被透过了驱动振动臂641~644的激光LL照射的区域中设置保护层5,从而能够通过保护层5来吸收激光LL的至少一部分,由此能够减少上述那样的热损伤。
尤其是,在本实施方式中,在应力缓和层7的可能被激光LL照射的区域(与驱动振动臂641~644的锤头重叠的区域)中,重叠配置有第一、第二保护层51、52。因此,能够更有效地减少应力缓和层7或IC3的热损伤。
除此以外,由于位于最表层的第二保护层52以与振动体600的整个区域重叠的方式而被配置在较广的范围内,因此,能够更有效地减少噪声向检测信号电极671a或驱动信号电极673a的混入。另外,由于第二保护层52被配置在第二绝缘层73上的较广的范围内,因此,在第二绝缘层73上用于引绕第二配线层74的配线部742的空间较小。因此,通过以上述的方式图案形成并配置位于下侧的第一保护层51,从而在第一绝缘层71上确保了用于引绕第一配线层72的配线部721的空间。
作为这种第一、第二保护层51、52的构成材料,并不被特别限定,优选为,激光LL的光吸收率与第一、第二绝缘层71、73的构成材料相比较高,能够使用各种金属材料。更具体而言,作为第一、第二保护层51、52,例如能够由在钨(W)、钼(MO)、镁(Mg)的基底层上层压金(Au)等的电镀层而成的金属膜构成。由此,第一、第二保护层51、52的结构变得简单,并且,能够更有效地发挥上述的效果。此外,能够将第一保护层51与第一配线层72一并形成,并能够将第二保护层52与第二配线层74一并形成。由此,保护层5的形成变得较为容易。
此外,第一、第二保护层51、52分别经由第一、第二配线层72、74而与振动元件6的检测接地端子672b电连接。由此,第一、第二保护层51、52成为固定电位而作为屏蔽层发挥功能。因此,例如,能够减少噪声向驱动振动臂641~644上的驱动信号电极673a的混入。
第二实施方式
图9为表示本发明的第二实施方式所涉及的电子装置所具有的振动元件的俯视图。图10为图9所示的电子装置所具有的保护层的俯视图。图11为图9所示的电子装置所具有的保护层的俯视图。
以下,对于第二实施方式,以与前述的实施方式之间的不同点为中心而进行说明,对于同样的事项,则省略其说明。
第二实施方式除了振动元件的结构与前述的第一实施方式不同以外,其他的结构均与前述的第一实施方式相同。
振动元件
本实施方式的振动元件4为被称作所谓跟的“H型”的陀螺仪元件,能够对绕Y轴的角速度ωy进行检测。如图9所示,该振动元件4具有由水晶形成的振动片40和被配置于振动片40上的电极(未图示)。
振动片40呈如下的板状,即,在由作为水晶的结晶轴的x轴以及y轴规定的xy平面上具有展宽,在z轴方向上具有厚度的板状。此外,振动片40具有:基部41;一对驱动振动臂421、422,其从基部41起向-y轴侧并排延伸;一对检测振动臂431、432,其从基部41起向+y轴侧并排延伸;一对调节振动臂441、442,其从基部41起向+y轴侧延伸,并位于检测振动臂431、432的两侧;支承部45,其对基部41进行支承;以及连结部46,其对基部41与支承部45进行连结。另外,在这种振动片40中,通过基部41、驱动振动臂421、422、检测振动臂431、432以及调节振动臂441、442而构成了振动体400。
在驱动振动臂421、422上设置有未图示的驱动电极,通过从IC3向驱动电极施加振荡驱动信号(交变电压),从而如下的驱动模式被激励,即,驱动振动臂421、422在箭头标记D所示的方向上以相互反相的方式进行弯曲振动的驱动模式。并且,如果在驱动振动臂421、422以驱动模式进行振动时,角速度ωy被施加,则如下的检测模式将被激励,即,检测振动臂431、432在E所示的方向上以相互反相的方式进行弯曲振动的检测模式。在检测振动臂431、432上设置有未图示的检测电极,并从该检测电极取出通过检测振动臂431、432的振动而产生的检测信号(电荷)。然后,基于所取出的检测信号,IC3对角速度ωy进行检测。
此外,虽然未图示,但在调节振动臂441、442上设置有多余信号消除调谐用的调节用电极(调节部)。多余信号消除调谐是指如下的操作,例如,为了将因制造偏差等而在检测振动臂431、432中产生的多余信号的至少一部分通过与多余信号为相反相位的调节信号而抵消,利用激光照射来去除调节用电极的一部分,而使在调节振动臂441、442中所产生的调节信号的电荷量发生变化,从而进行调节的操作。通过该操作,能够减少在未对振动元件4施加角速度ω的状态下使驱动振动臂421、422以驱动模式进行振动时的、检测信号中所包含的多余信号。因此,能够精度更高地对角速度ω进行检测。
这种振动元件4通过支承部45而被固定于应力缓和层7上。应力缓和层7向振动元件4的固定使用具有导电性的固定部件8来实施,振动元件4与IC3经由固定部件8以及应力缓和层7而被电连接。
应力缓和层
如图10所示,第二配线层74具有6个端子(连接焊盘)741和6条配线部742,所述6个端子741被配置在第二绝缘层73上,并且以与振动元件4的各端子(连接电极)对置的方式而被配置,所述6条配线部742被连接于各端子741。并且,振动元件4经由固定部件8而被固定在各端子741上。另一方面,如图11所示,第一配线层72具有被配置在第一绝缘层71上,并对各配线部742与IC3的端子37进行电连接的配线部(配线)721。由此,IC3与振动元件4经由固定部件8以及第一、第二配线层72、74而被电连接。
保护层
如图11所示,第一保护层51在俯视观察时被分开配置于与调节振动臂441、442重叠的位置处。由此,能够在第一绝缘层71上确保用于引绕配线部721的空间。另一方面,如图10所示,第二保护层52以在俯视观察时与振动元件4的振动体400重叠的方式而被配置。如前述的那样,由于在振动元件4中,通过激光照射来去除调节振动臂441、442上的调节用电极从而实施平衡调谐,因此,通过以这种方式配置保护层5,从而能够减少对应力缓和层7以及IC3的热损伤。
通过这种第二实施方式,也能够发挥与前述的第一实施方式同样的效果。
电子设备
接下来,基于图12~图14,对应用了电子装置1的电子设备详细地进行说明。
图12为表示应用了具备本发明的电子装置的电子设备的移动型(或笔记本型)的个人计算机的结构的立体图。
在该图中,个人计算机1100通过具备键盘1102的主体部1104和具备显示部1108的显示单元1106而构成,显示单元1106经由铰链结构部而以能够相对于主体部1104进行转动的方式被支承。在这种个人计算机1100中内置有作为角速度检测器(陀螺传感器)而发挥功能的电子装置1。因此,个人计算机1100能够以更高的性能发挥较高的可靠性。
图13为表示应用了具备本发明的电子装置的电子设备的移动电话(也包含PHS:PersonalHandy-phoneSystem,个人手持式电话系统)的结构的立体图。
在该图中,移动电话1200具备多个操作按钮1202、听筒1204以及话筒1206,在操作按钮1202与听筒1204之间配置有显示部1208。在这种移动电话1200中内置有作为角速度检测器(陀螺传感器)而发挥功能的电子装置1。因此,移动电话1200能够以更高的性能发挥较高的可靠性。
图14为表示应用了具备本发明的电子装置的电子设备的数码照相机的结构的立体图。另外,在该图中,对与外部设备之间的连接也简单地进行了图示。
数码照相机1300利用CCD(ChargeCoupledDevice:电荷耦合装置)等摄像元件对被摄物体的光学图像进行光电转换而生成摄像信号(图像信号)。在数码照相机1300中的外壳(机身)1302的背面上设置有显示部1310,并且成为基于由CCD生成的摄像信号而进行显示的结构,显示部1310作为将被摄物体作为电子图像而进行显示的取景器发挥功能。此外,在外壳1302的正面侧(图中背面侧)设置有包括光学透镜(摄像光学系统)与CCD等在内的受光单元1304。在拍摄者对被显示在显示部1310上的被摄物体图像进行确认,并按下快门按钮1306时,该时间点的CCD的摄像信号将向存储器1308被传输并存储。
此外,在该数码照相机1300中,在外壳1302的侧面上设置有影像信号输出端子1312和数据通信用的输入输出端子1314。并且,如图所示,根据需要而在影像信号输出端子1312上连接有影像监视器1430,在数据通信用的输入输出端子1314上连接有个人计算机1440。而且,成为通过预定的操作而使被存储在存储器1308中的摄像信号输出至影像监视器1430或个人计算机1440的结构。
在这种数码照相机1300中内置有作为角速度检测单元(陀螺传感器)而发挥功能的电子装置1。因此,数码照相机1300能够以更高的性能发挥较高的可靠性。
另外,具备本发明的电子装置的电子设备除了图12的个人计算机(移动型个人计算机)、图13的移动电话、图14的数码照相机以外,还能够应用于例如,喷墨式喷出装置(例如喷墨式打印机)、膝上型个人计算机、电视机、摄像机、录像机、车辆导航装置、寻呼机、电子记事本(也包含附带通信功能的产品)、电子辞典、电子计算器、电子游戏设备、文字处理器、工作站、可视电话、防盗用视频监视器、电子双筒望远镜、POS(PointofSale:销售点)终端、医疗设备(例如电子体温计、血压计、血糖计、心电图测量装置、超声波诊断装置、电子内窥镜)、鱼群探测器、各种测量设备、计量仪器类(例如车辆、飞机、船舶的计量仪器类)、飞行模拟器等。
移动体
接下来,根据图15对应用了电子装置1的移动体详细地进行说明。
图15为表示应用了具备本发明的电子装置的移动体的汽车的结构的立体图。
在汽车1500中内置有作为角速度检测单元(陀螺传感器)而发挥功能的电子装置1,并能够通过电子装置1来对车身1501的姿态进行检测。电子装置1的检测信号被供给至车身姿态控制装置1502,车身姿态控制装置1502能够基于该信号来对车身1501的姿态进行检测,并根据检测结果而对悬架的软硬进行控制,或者对各个车轮1503的制动器进行控制。除此以外,这种姿态控制也能够在双足步行器人或无线电控制直升机中进行利用。如上文所述,在各种移动体的姿态控制的实现时组装有电子装置1。
以上,根据图示的实施方式对本发明的电子装置、电子设备以及移动体进行了说明,但本发明并不限定于此,各部分的结构能够替换为具有同样的功能的任意结构。此外,本发明也可以附加有其他的任意的结构物。此外,本发明也可以组合所述各实施方式中的任意两个以上的结构(特征)。
此外,在前述的实施方式中,对在IC上设置有1个振动元件的结构进行了说明,但是,作为振动元件的数量,并不被特别限定,例如,也可以配置能够对绕X轴的角速度进行检测的振动元件、能够对绕Y轴的角速度进行检测的振动元件以及能够对绕Z轴的角速度进行检测的振动元件。
此外,虽然在前述的实施方式中,对作为电子装置的角速度传感器进行了说明,但是,作为电子装置并不限定于角速度传感器,例如,既可以是输出预定的频率的信号的振荡器,也可以是能够检测角速度以外的物理量(加速度、气压)等的物理量传感器。
符号说明
1…电子装置;2…封装件;21…基座;211…凹部;211a…第一凹部;211b…第二凹部;22…盖体;23…接缝环;241…内部端子;242…外部端子;3…IC;3i…接口部;3z…驱动/检测电路;37…端子;38…钝化膜;39…连接端子;4…振动元件;40…振动片;400…振动体;41…基部;421、422…驱动振动臂;431、432…检测振动臂;441、442…调节振动臂;45…支承部;46…连结部;6…振动元件;60…振动片;600…振动体;61…基部;621、622…检测振动臂;631、632…连结臂;641、642、643、644…驱动振动臂;651、652…支承部;661、662、663、664…梁部;671a…检测信号电极;671b…检测信号端子;672a…检测接地电极;672b…检测接地端子;673a…驱动信号电极;673b…驱动信号端子;674a…驱动接地电极;674b…驱动接地端子;7…应力缓和层;71…第一绝缘层;72…第一配线层;721…配线部;73…第二绝缘层;74…第二配线层;741…端子;742…配线部;5…保护层;51…第一保护层;511…第一部分;512…第二部分;513…第三部分;514…第四部分;52…第二保护层;8…固定部件;1100…个人计算机;1102…键盘;1104…主体部;1106…显示单元;1108…显示部;1200…移动电话;1202…操作按钮;1204…听筒;1206…话筒;1208…显示部;1300…数码照相机;1302…外壳;1304…受光单元;1306…快门按钮;1308…存储器;1310…显示部;1312…影像信号输出端子;1314…输入输出端子;1430…视频监视器;1440…个人计算机;1500…汽车;1501…车身;1502…车身姿态控制装置;1503…车轮;BW…接合线;LL…激光;S…收纳空间;S2…区域;T…调节用电极;ωy、ωz…角速度。
Claims (16)
1.一种电子装置,其特征在于,具有:
振动元件,其具有设置有调节部的振动体、被配置于所述振动体上的电极以及与所述电极电连接的连接电极;
半导体基板,其与所述振动元件对置配置;
连接焊盘,其被配置在所述半导体基板与所述振动元件之间,并经由导电性的连接部件而与所述连接电极电连接;
配线,其与所述连接焊盘电连接,并位于所述连接焊盘与所述半导体基板之间;
保护层,其位于所述配线与所述振动元件之间,并被配置于在俯视观察时所述调节部与所述配线重叠的位置处。
2.如权利要求1所述的电子装置,具有:
第一绝缘层,其被配置在所述半导体基板与所述振动元件之间;
第二绝缘层,其被配置在所述第一绝缘层与所述振动元件之间,
所述配线被配置在所述第一绝缘层上,
所述连接焊盘以及所述保护层分别被配置在所述第二绝缘层上。
3.如权利要求2所述的电子装置,其中,
所述第一绝缘层以及所述第二绝缘层分别具有弹性。
4.如权利要求1至3中任一项所述的电子装置,其中,
所述保护层包含金属材料。
5.如权利要求1至3中任一项所述的电子装置,其中,
所述振动体具有检测振动臂,
所述电极具有被配置于所述检测振动臂上的检测信号电极。
6.如权利要求4所述的电子装置,其中,
所述振动体具有检测振动臂,
所述电极具有被配置于所述检测振动臂上的检测信号电极。
7.如权利要求1至3中任一项所述的电子装置,其中,
所述振动元件能够对角速度进行检测。
8.如权利要求4所述的电子装置,其中,
所述振动元件能够对角速度进行检测。
9.如权利要求5所述的电子装置,其中,
所述振动元件能够对角速度进行检测。
10.如权利要求6所述的电子装置,其中,
所述振动元件能够对角速度进行检测。
11.一种电子设备,其特征在于,
具备权利要求1至3中任一项所述的电子装置。
12.一种电子设备,其特征在于,
具备权利要求4所述的电子装置。
13.一种电子设备,其特征在于,
具备权利要求5所述的电子装置。
14.一种电子设备,其特征在于,
具备权利要求6所述的电子装置。
15.一种电子设备,其特征在于,
具备权利要求7所述的电子装置。
16.一种移动体,其特征在于,
具备权利要求1至3中任一项所述的电子装置。
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