CN106338619A - 物理量传感器、物理量传感器装置、电子设备以及移动体 - Google Patents

物理量传感器、物理量传感器装置、电子设备以及移动体 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种物理量的检测精度优良的物理量传感器、物理量传感器装置、电子设备以及移动体。物理量传感器(1)具有元件片(4),元件片(4)具有：支承部(41)，其具备第一支承部(411)、第二支承部(412)以及对第一、第二支承部(411、412)进行连结的第三支承部(413)，并且通过第三支承部(413)而与底基板(2)连接；可动电极部(42)，其位于第一、第二支承部(411、412)之间并具有可动电极指(422)；弹性部(43)，其对可动电极部(42)和支承部(41)进行连结并具有弹性；固定电极部(48、49)，其具有与可动电极指(422)对置配置的固定电极指(483、493)。

Description

物理量传感器、物理量传感器装置、电子设备以及移动体
技术领域
本发明涉及一种物理量传感器、物理量传感器装置、电子设备以及移动体。
背景技术
例如，在专利文献1中，公开了一种具有绝缘基板和被接合在绝缘基板上的元件片MEMS(Micro Electro Mechanical Systems：微机电系统)传感器。此外，元件片具有固定电极部和可动电极部，所述固定电极部具有固定电极指，所述可动电极部具有与固定电极指对置的可动电极指。此外，可动电极部具有：被接合在绝缘基板上的第一、第二支承导通部；从第一、第二支承导通部起延伸的第一、第二支承腕部；经由弹性部而与第一、第二的支承腕部连结且具备上文所述的可动电极指的锤部。
在这种结构中，如上文所述，由于可动电极部通过两个位置(第一、第二支承导通部)而被接合在绝缘基板上，因此会较大程度地受到由热膨胀造成的绝缘基板的弯曲的影响，从而存在可动电极指与固定电极指之间的静电电容发生变化，而使加速度的检测精度下降的问题。
专利文献1：日本特开2010-71911号公报
发明内容
本发明的目的在于，提供一种物理量的检测精度优良的物理量传感器、物理量传感器装置、电子设备以及移动体。
本发明是为了解决上述课题中的至少一部分而完成的发明，并且能够作为如下的应用例而实现。
应用例1
本应用例的物理量传感器的特征在于，具有：
基板；
元件片，其被接合在所述基板上；
所述元件片具有：
支承部，其具备第一支承部、在第一方向上与所述第一支承部分离配置的第二支承部、对所述第一支承部和所述第二支承部进行连结的第三支承部，并且通过所述第三支承部而与所述基板连接；
可动电极部，其位于所述第一支承部与所述第二支承部之间，且在与所述第一方向正交的第二方向上和所述第三支承部并排配置，并且具有可动电极指；
弹性部，其具有第一弹性部和第二弹性部，并且能够使所述可动电极部相对于所述支承部而在所述第一方向上进行位移，其中，所述第一弹性部位于所述可动电极部与所述第一支承部之间，并对所述可动电极部和所述第一支承部进行连结，所述第二弹性部位于所述可动电极部与所述第二支承部之间，并对所述可动电极部与所述第二支承部进行连结；
固定电极部，其与所述基板连接，并且具有与所述可动电极指对置配置的固定电极指。
以此方式，通过经由第三支承部而与基板连接，从而能够减少由热或外部应力所造成的对于基板的翘曲的影响(特别是，固定电极指与可动电极指的分离距离的变化以及固定电极指与可动电极指的对置面积的变化)。此外，由于第一弹性部以及第二弹性部位于可动电极部的外侧，因此能够减少可动电极部的向第一方向的位移以外的无用的位移(向第二方向的位移、向高度方向的位移、旋转方向上的位移等)。因此，成为了物理量的检测精度优良的物理量传感器。
应用例2
在本应用例的物理量传感器中，优选为，所述支承部还具有第四支承部，所述第四支承部隔着所述可动电极部而位于与所述第三支承部相反一侧，并对所述第一支承部和所述第二支承部进行连结。
由此，能够提高支承部的刚性，从而更稳定地对可动电极部进行支承。
应用例3
在本应用例的物理量传感器中，优选为，在所述基板的俯视观察时，所述第三支承部位于与所述第四支承部相比靠所述基板的中心侧。
越在靠近基板的中心的部分处进行连接，越能够减少由热或外部应力造成的对于基板的翘曲的影响(特别是，固定电极指与可动电极指的分离距离的变化以及固定电极指与可动电极指的对置面积的变化)。
应用例4
在本应用例的物理量传感器中，优选为，所述支承部在所述第三支承部的所述第一方向上的除两端部以外的中央部处与所述基板连接。
由此，由于能够使支承部的与基板的固定部更加远离可动电极部，因此能够进一步减少由热或外部应力所造成的对于基板的翘曲的影响(特别是，固定电极指与可动电极指的分离距离的变化以及固定电极指与可动电极指的对置面积的变化)。
应用例5
在本应用例的物理量传感器中，优选为，在设定了于所述元件片的俯视观察时穿过所述可动电极部的中心、且在沿着所述第二方向的方向上延伸的第一假想直线时，
所述支承部在所述第三支承部的与所述第一假想直线重叠的区域中与所述基板连接。
由此，由于能够使支承部的与基板的固定部更加远离可动电极部，因此能够减少由热或外部应力所造成的对于基板的翘曲的影响(特别是，固定电极指与可动电极指的分离距离的变化以及固定电极指与可动电极指的对置面积的变化)。此外，能够更稳定地对可动电极部进行支承。
应用例6
在本应用例的物理量传感器中，优选为，在设定了于所述元件片的俯视观察时穿过所述可动电极部的中心、且在沿着所述第一方向的方向上延伸的第二假想直线时，
所述固定电极部的与所述基板连接的连接部位于与所述第二假想直线相比靠所述第三支承部侧。
由此，能够使第三支承部与基板的连接部和固定电极部与基板的连接部接近。因此，能够进一步减少由热或外部应力所造成的对于基板的翘曲的影响(特别是，固定电极指与可动电极指的分离距离的变化以及固定电极指与可动电极指的对置面积的变化)。
应用例7
本应用例的物理量传感器装置的特征在于，具有：
上述应用例的物理量传感器；
电子部件，其与所述物理量传感器电连接。
由此，能够获得可靠性优良的物理量传感器装置。
应用例8
本应用例的电子设备的特征在于，具有上述应用例的物理量传感器。
由此，能够获得可靠性优良的电子设备。
应用例9
本应用例的移动体的特征在于，具有上述应用例的物理量传感器。
由此，能够获得可靠性优良的移动体。
附图说明
图1为本发明的第一实施方式所涉及的物理量传感器的俯视图。
图2为图1中的A-A线剖视图。
图3为表示无用振动的俯视图。
图4为表示弹性部的改变例的俯视图。
图5为图1的物理量传感器所具有的元件片的放大俯视图。
图6为图5所示的元件片的剖视图。
图7为表示图1的物理量传感器所具有的底基板的凹部的俯视图。
图8为本发明的第二实施方式所涉及的物理量传感器的俯视图。
图9为本发明的第三实施方式所涉及的物理量传感器的俯视图。
图10为表示本发明的第四实施方式所涉及的物理量传感器装置的剖视图。
图11为表示应用了本发明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12为表示应用了本发明的电子设备的便携式电话机(也包括PHS：PersonalHandy-phone System，个人手持电话系统)的结构的立体图。
图13为表示应用了本发明的电子设备的数码照相机的结构的立体图。
图14为表示应用了本发明的移动体的汽车的立体图。
具体实施方式
以下，根据附图所示的实施方式来对本发明的物理量传感器、物理量传感器装置、电子设备以及移动体进行详细说明。
第一实施方式
图1为本发明的第一实施方式所涉及的物理量传感器的俯视图。图2为图1中的A-A线剖视图。图3为表示无用振动的俯视图。图4为表示弹性部的改变例的俯视图。图5为图1的物理量传感器所具有的元件片的放大俯视图。图6为图5所示的元件片的剖视图。图7为表示图1的物理量传感器所具有的底基板的凹部的俯视图。
另外，在下文中，为了便于说明，也将图1中的纸面前侧(图2中的上侧)称为“上”，将纸面里侧(图2中的下侧)称为“下”。此外，在各个图中，作为互相正交的三个轴，而图示了X轴、Y轴以及Z轴。此外，在下文中，也将与X轴平行的方向称为“X轴方向”、将与Y轴平行的方向称为“Y轴方向”、将与Z轴平行的方向称为“Z轴方向”。此外，也将包含X轴和Y轴的面称为“XY面”。
图1以及图2所示的物理量传感器1能够作为用于对X轴方向(面内方向)上的加速度进行测量的加速度传感器来利用。这种物理量传感器1具有底基板(基板)2、盖体3、被配置在通过所述底基板2与所述盖体3而形成的内部空间S中的元件片4。这种物理量传感器1被构成为，当被加了X轴方向上的加速度时，形成于元件片4内的静电电容将发生变化，所述物理量传感器1根据该静电电容的变化而对所施加的加速度进行检测。
以下，依次对底基板2、盖体3以及元件片4进行说明。
底基板
底基板2上形成有向上表面开口的凹部21。该凹部21作为用于防止元件片4与底基板2的接触的避让部而发挥作用。此外，底基板2上形成有向上表面开口、且以沿着凹部21的外周的方式而配置的凹部211、212、213。而且，在凹部211中形成有配线711以及端子712，在凹部212中形成有配线721以及端子722，在凹部213中形成有配线731以及端子732。此外，各个端子712、722、732以从盖体3露出的方式而被配置，并能够与外部(例如，后述的IC芯片102)电连接。
这种底基板2由包含碱金属离子(可动离子)的玻璃材料(例如，派列克斯玻璃(注册商标)这样的硼硅酸玻璃)而形成。由此，能够通过阳极接合而将由硅基板形成的元件片4牢固地接合在底基板2上。但是，作为底基板2的构成材料，并不限定于玻璃材料，例如也能够使用高阻抗的硅材料。在该情况下，其与元件片4的接合，例如能够通过树脂类粘合剂、玻璃胶、金属膜等来实施。
元件片
如图1以及图2所示，元件片4被接合(连接)在底基板2的上表面上。该元件片4具有第一结构体4A和第二结构体4B，所述第一结构体4A具有能够相对于底基板2而进行位移的部分，第二结构体4B的位置相对于底基板2而被固定。这种元件片4例如由掺杂了磷、硼等杂质的硅基板而形成。具体而言，例如，通过阳极接合而将预先掺杂有杂质的硅基板接合在底基板2的上表面上，接着，根据需要而通过CMP(Chemical Mechanical Polishing：化学机械抛光)等对硅基板进行薄壁化，接着，通过使用光刻技术以及蚀刻技术而对硅基板进行图案形成，从而能够形成元件片4。但是，作为元件片4的结构材料，并不限定于硅，也能够使用其他的半导体等。
首先，对第一结构体4A进行说明。第一结构体4A具备支承部41、可动电极部42、弹性部43。
支承部41呈框状。具体而言，支承部41具备：第一支承部411，其在Y轴方向上延伸；第二支承部412，其在X轴方向上与第一支承部411分离配置，并在Y轴方向上延伸；第三支承部413，其对第一、第二支承部411、412的-Y轴侧的端部彼此进行连结，并在X轴方向上延伸；第四支承部414，其对第一、第二支承部411、412的+Y轴侧的端部彼此进行连结，并在X轴方向上延伸。以此方式，通过将支承部41设为框状，从而能够提高支承部41的刚性，进而以更稳定的姿态对可动电极部42进行支承。另外，作为支承部41的结构，只要能够对可动电极部42进行支承即可，并不限定于此，例如，也可以设为省略了第四支承部414的“C”字状。
如图1所示，这种支承部41经由位于第三支承部413的延伸方向的中央部(除了两端部以外的中央部)的固定区域413a而被接合(连接)并固定在底基板2上，从而被底基板2单点支承。特别地，在本实施方式中，在从Z轴方向观察的俯视观察时，固定区域413a穿过可动电极部42的中心G，且位于与在沿着Y轴方向的方向上延伸的假想直线(第一假想直线)L1重合的位置上。此外，如图2所示，支承部41在固定区域413a中经由导电性凸块B1而与配线711电连接。
可动电极部42位于这种支承部41的内侧(第一支承部411与第二支承部412之间)。如图1所示，可动电极部42具有基部421和从基部421伸出的多个可动电极指422。基部421呈具有开口4211的框状，且以向该开口4211内突出的方式而设置有多个可动电极指422。
多个可动电极指422具有相对于基部421的中心G而位于一侧(+X轴侧)的多个第一可动电极指423、和位于另一侧(-X轴侧)的多个第二可动电极指424。而且，第一可动电极指423以及第二可动电极指424分别在Y轴方向上成两列并在X轴方向上并排配置。另外，第一、第二可动电极指423、424的排列并不限定于此。
此外，基部421具有向第一可动电极指423与第二可动电极指424之间突出的突出部4212、4213。通过具有这种突出部4212、4213，从而能够增大基部421的质量，并能够进一步提高可动电极部42的锤效果，进而可动电极部42将根据加速度的大小而更高精度地进行位移。
这种可动电极部42经由弹性部43而与支承部41连结。弹性部43具有第一弹性部431和第二弹性部432，所述第一弹性部431位于可动电极部42与第一支承部411之间，且对可动电极部42与第一支承部411进行连结，所述第二弹性部432位于可动电极部42与第二支承部412之间，且对可动电极部42与第二支承部412进行连结。这些第一、第二弹性部431、432具有弹性，且能够在X轴方向上进行弹性变形。因此，可动电极部42能够在使第一、第二弹性部431、432进行弹性变形的同时，相对于支承部41而在X轴方向上进行位移。
特别地，在本实施方式中，第一弹性部431与可动电极部42的+X轴侧的端部连结，第二弹性部432与可动电极部42的-X轴侧的端部连结。即，可动电极部42被第一、第二弹性部431、432两端支承。因此，能够以稳定的姿态对可动电极部42进行支承，从而使可动电极部42更顺畅地在X轴方向上进行驱动振动。而且，能够减少产生上文所述的驱动振动(向X轴方向的位移)以外的无用振动(例如，图3中的以箭头标记a来表示的向Y轴方向的位移、以箭头标记b来表示的围绕Y轴的位移(杠杆振动)、以箭头标记c来表示的围绕中心G的位移(旋转振动)等)的情况。以此方式，通过能够使可动电极部42在X轴方向上顺畅地进行位移，且减少了可动电极部42的无用振动，从而提高了物理量传感器1的物理量检测精度。
而且，如图1所示，当设定了在从Z轴方向俯视观察时穿过可动电极部42的中心G并沿着X轴的假想直线L3时，在本实施方式中，可动电极部42的与第一弹性部431的连结部421a以及与第二弹性部432的连结部421b分别位于假想直线L3上。因此，能够在取得了左右的重量平衡的状态下对可动电极部42进行支承，从而能够更有效地减少无用振动(特别是，围绕中心G的位移)。
而且，在本实施方式中，从Z轴方向俯视观察时，第一支承部411的与第一弹性部431的连结部411a以及第二支承部412的与第二弹性部432的连结部412a分别位于假想直线L3上。以此方式，通过将连结部411a、412a以与连结部421a、421b相同的方式而配置于假想直线L3上，从而能够在保持可动电极部42的平衡的同时，使第一弹性部431以及第二弹性部432远离中心G。因此，能够更有效地减少无用振动。
另外，对于弹性部43的结构，只要能够以在X轴方向上可进行位移的方式对可动电极部42进行支承即可，并不限定于上述的结构。例如，还可以设为图4所示的结构。
接下来，对第二结构体4B进行说明。如图1所示，第二结构体4B具有第一固定电极部48、第二固定电极部49。而且，这些第一、第二固定电极部48、49被配置于可动电极部42的内侧(开口4211内)。以此方式，通过分别将第一、第二固定电极部48、49配置于可动电极部42的内侧，从而能够实现物理量传感器1的小型化(特别是，抑制了平面上的展宽)。
如图5所示，第一固定电极部48具有：固定部481，其被接合(连接)并固定在底基板2上；支承梁部482，其穿过在Y轴方向上并排的第一可动电极指423之间并从固定部481起向+X轴方向延伸；多个第一固定电极指483，其从支承梁部482起向Y轴方向两侧延伸。
如图6所示，这种第一固定电极部48在固定部481中，经由导电性凸块B2而与配线721电连接。此外，配线721在底基板2的凹部21的底面上，以与支承梁部482重叠的方式而对置配置。由此，例如，能够减少在可动电极部42与配线721之间形成不需要的静电电容的情况。
此外，各个第一固定电极指483以呈相对于第一可动电极指423隔开间隔而啮合的梳齿状的方式排列，并在与所对置的第一可动电极指423之间形成静电电容C1。
另一方面，如图5所示，第二固定电极部49具有：固定部491，其被接合(连接)并固定在底基板2上；支承梁部492，其穿过在Y轴方向上并排的第二可动电极指424之间并从固定部491起向-X轴方向延伸；多个第二固定电极指493，其从支承梁部492起向Y轴方向两侧延伸。
如图6所示，这种第二固定电极部49在固定部491中，经由导电性凸块B3而与配线731电连接。此外，配线731在底基板2的凹部21的底面上，以与支承梁部492重叠的方式而对置配置。由此，例如，能够减少在可动电极部42与配线731之间形成不需要的静电电容的情况。
此外，各个第二固定电极指493以呈相对于第二可动电极指424隔开间隔而啮合的梳齿状的方式排列，并在与所对置的第二可动电极指424之间形成静电电容C2。
此外，固定部481、491在可动电极部42的中心G附近处以在X轴方向上并排的方式而相互接近设置。此外，固定部481、491以与支承部41的固定区域413a在Y轴方向上并排的方式而被设置。通过以此方式来配置固定部481、491，从而能够使固定部481、491与固定区域413a以尽量靠近的方式而配置。
另外，如图7所示，在底基板2的凹部21的底面的大部分上，设置有与配线721、731绝缘的虚拟电极D，该虚拟电极D与配线711电连接。根据这种结构，由于能够通过成为与可动电极部42同电位的虚拟电极D而对凹部21的底面的大部分进行覆盖，因此能够减小在对成为元件片4的硅基板与底基板2进行阳极接合时所产生的静电力，从而能够有效地抑制硅基板向底基板2的贴附(粘贴)。
盖体
如图2所示，盖体3具有向下表面开口的凹部31，该凹部31以通过与凹部21一起形成内部空间S的方式被接合在底基板2上。在本实施方式中，这种盖体3由硅基板形成。由此，能够通过阳极接合来对盖体3与底基板2进行接合。另外，在仅将盖体3接合于底基板2上的状态下，内部空间S的内外经由被形成在底基板2上的凹部211、212、213而连通。因此，在本实施方式中，通过利用使用了TEOS(tetraethoxysilane：四乙氧基硅烷)的CVD(chemicalvapordeposition：化学气相沉积)法等而形成的SiO2膜8来堵塞凹部211、212、213，从而对内部空间S进行气密密封。
如上这种结构的物理量传感器1，以如下方式对加速度进行检测。即，当有X轴方向上的加速度施加于物理量传感器1上时，可动电极部42将根据该加速度的大小而使第一、第二弹性部431、432在进行弹性变形的同时在X轴方向上进行位移。伴随着这种位移，第一可动电极指423与第一固定电极指483之间的间隙以及第二可动电极指424与第二固定电极指493之间的间隙将分别发生变化，伴随着该位移，静电电容C1、C2将分别发生变化。因此，物理量传感器1能够根据这些静电电容C1、C2的变化(差动信号)而对加速度进行检测。
在这种物理量传感器1中，如前文所述那样，第一结构体4A经由位于第三支承部413的固定区域413a而被接合(连接)并固定于底基板2上。以此方式，通过利用单点而将第一结构体4A接合在底基板2上，从而使第一结构体4A不易受到因由热或外部应力所造成的底基板2的翘曲所产生的影响。因此，例如，能够减少因环境温度而使第一固定电极指483与第一可动电极指423的间隙(第二固定电极指493与第二可动电极指424的间隙)发生变化，或使第一固定电极指483与第一可动电极指423的对置面积(第二固定电极指493与第二可动电极指424的对置面积)发生变化的情况。其结果为，能够将因静电电容C1、C2的温度而引起的变动抑制为较小(即，能够发挥优良的温度特性)，从而提高加速度的检测精度。
而且，在本实施方式中，由于将第一、第二固定电极部48、49的固定部481、491与固定区域413a以尽量接近的方式而配置，因此第一结构体4A以及第二结构体4B均不易受到因由热或外部应力所造成的底基板2的翘曲所产生的影响，而且，所受到的影响也几乎相等。因此，能够更显著地发挥上述效果。
而且，在本实施方式中，第三支承部413位于与第四支承部414相比靠底基板2的中心侧。因此，能够将第一结构体4A接合并固定在距底基板2的中心较近的位置上。由于由热或外部应力所造成的底基板2的翘曲从底基板2的中央部起朝向边缘部变大，因此通过将第一结构体4A接合并固定在距底基板2的中心较近的位置上，从而使第一结构体4A更不易受到由底基板2的翘曲所造成的影响。
第二实施方式
接下来，对本发明的第二实施方式所涉及的物理量传感器进行说明。
图8为本发明的第二实施方式所涉及的物理量传感器的俯视图。
在本实施方式所涉及的物理量传感器中，除了元件片的结构有所不同以外，大部分结构与上文所述的第一实施方式所涉及的物理量传感器相同。
另外，在以下的说明中，关于第二实施方式的物理量传感器，以其与上文所述的实施方式的不同点为中心来进行说明，而关于相同的事项则省略其说明。此外，在图8中，关于与上文所述的实施方式相同的结构，将标记相同符号。
在本实施方式的物理量传感器1中，如图8所示，当设定了在俯视观察时穿过可动电极部42的中心G且沿着X轴方向延伸的假想直线(第二假想直线)L2时，第一、第二固定电极部48、49的固定部(与底基板2连接的连接部)481、491，在俯视观察时，位于与假想直线L2相比靠第三支承部413(固定区域413a)侧。因此，例如，与上文所述的第一实施方式相比，能够使固定部481、491以更接近固定区域413a的方式而配置。其结果为，能够将因静电电容C1、C2的温度而引起的变动抑制为较小(即，能够发挥优良的温度特性)，从而进一步提高加速度的检测精度。
即使通过以上的这种第二实施方式，也能够发挥与上文所述的第一实施方式相同的效果。
第三实施方式
接下来，对本发明的第三实施方式所涉及的物理量传感器进行说明。
图9为本发明的第三实施方式所涉及的物理量传感器的俯视图。
在本实施方式所涉及的物理量传感器中，除了设置有多个元件片以外，大部分结构与上文所述的第一实施方式所涉及的物理量传感器相同。
另外，在以下的说明中，关于第三实施方式的物理量传感器，以与上文所述的实施方式的不同点为中心来进行说明，而关于相同的事项则省略其说明。此外，在图9中，关于与上文所述的实施方式相同的结构，将标注相同符号。
如图9所示，本实施方式的物理量传感器1能够作为可分别对X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向上的加速度进行测定的三轴加速度传感器来利用。这种物理量传感器1具有：底基板2、盖体3和配置于通过所述底基板2与所述盖体3而形成的内部空间S内的三个元件片4、5、6。
底基板2
在底基板2上，形成有向上表面开口的凹部21、22、23。在这些凹部中，凹部21作为用于防止被配置于其上方的元件片4与底基板2的接触的避让部而发挥作用。同样地，凹部22也作为用于防止被配置于其上方的元件片5与底基板2的接触的避让部而发挥作用。此外，凹部23也作为用于防止被配置于其上方的元件片6与底基板2的接触的避让部而发挥作用。
此外，底基板2上，形成有向上表面开口的凹部211、212、213、凹部221、222以及凹部231、232。在凹部211中形成有配线711以及端子712，在凹部212中形成有配线721以及端子722，在凹部213中形成有配线731以及端子732。此外，在凹部221中形成有配线741以及端子742，在凹部222中形成有配线751以及端子752。此外，在凹部231中形成有配线761以及端子762，在凹部232中形成有配线771以及端子772。此外，各个端子712～772以从盖体3露出的方式而被配置。
元件片4
元件片4为，用于对X轴方向上的加速度进行检测的加速度传感器元件。这种元件片4与上文所述的第一实施方式为相同的结构。此外，在元件片4中，第三支承部413位于与第四支承部414相比靠底基板2的中心侧。
元件片5
元件片5为，用于对Y轴方向上的加速度进行检测的加速度传感器元件。这种元件片5相对于元件片4而在+X轴侧处排列配置，且除了在俯视观察时以旋转90°的状态而被配置以外，其余均为与元件片4相同的结构。即，元件片5具有第一结构体5A和第二结构体5B，所述第一结构体5A具备支承部51、可动电极部52以及弹性部53，所述第二结构体5B具备第一、第二固定电极部58、59。而且，被设置于支承部51所具有的第三支承部513上的固定区域513a中，第一结构体5A被接合并固定在底基板2上。此外，在元件片5中，第三支承部513位于与第四支承部514相比靠底基板2的中心侧处。
另外，支承部51经由未图示的导电性凸块而与配线711电连接，第一固定电极部58经由未图示的导电性凸块而与配线741电连接，第二固定电极部59经由未图示的导电性凸块而与配线751电连接。
以上，对元件片4、5进行了说明。以此方式，通过使元件片4的第三支承部413位于与第四支承部414相比靠底基板2的中心侧处，使元件片5的第三支承部513位于与第四支承部514相比靠底基板2的中心侧处，从而能够使元件片4、5的固定区域413a、513a均被配置于底基板2的中心侧处，并且能够使固定区域413a、513a以尽量接近的方式而配置。因此，元件片4、5不易受到由底基板2的翘曲所造成的影响，而且，所受到的影响也将几乎相等。因此，进一步提高了加速度的检测精度。
元件片6
元件片6为，用于对Z轴方向(铅直方向)上的加速度进行检测的加速度传感器元件。这种元件片6具有：一对支承部61、62；可动部63；连结部64、65，其以能够使可动部63相对于支承部61、62而进行摆动的方式对可动部63与支承部61、62进行连结。而且，被构成为，将连结部64、65作为轴J，而使可动部63相对于支承部61、62而进行杠杆摆动。这种元件片6例如由掺杂了磷、硼等杂质的硅基板而被形成。
支承部61、62分别被接合并固定于底基板2的上表面上，支承部61经由未图示的导电性凸块而与配线711电连接。此外，可动部63具有位于与轴J相比靠-X方向侧的第一可动部631和位于与轴J相比靠+X方向侧的第二可动部632。第一、第二可动部631、632在被施加了铅直方向(Z轴方向)上的加速度时的转矩互不相同，由此被设计为根据加速度而在可动部63上产生预定的倾斜。因此，当在物理量传感器1上产生了铅直方向的加速度时，可动部63将围绕轴J进行杠杆摆动。
此外，在凹部23的底面上设置有第一检测电极661和第二检测电极662，所述第一检测电极661与第一可动部631对置且与配线761电连接，所述第二检测电极662与第二可动部632对置且与配线771电连接。而且，在第一可动部631与第一检测电极661之间形成静电电容Ca，在第二可动部632与第二检测电极662之间形成静电电容Cb。
这种元件片6以如下方式对Z轴方向上的加速度进行检测。即，当在物理量传感器1上被施加有铅直方向的加速度时，可动部63将围绕轴J进行杠杆摆动。通过这种可动部63的杠杆摆动，而使第一可动部631与第一检测电极661的分离距离以及第二可动部632与第二检测电极662的分离距离发生变化，据此静电电容Ca、Cb发生变化。因此，能够根据这些静电电容Ca、Cb的变化量(差动信号)而对加速度进行检测。
即使根据以上这种的第三实施方式，也能够发挥与上文所述的第一实施方式相同的效果。
第四实施方式
接下来，对本发明的第四实施方式所涉及的物理量传感器装置进行说明。
图10为表示本发明的第四实施方式所涉及的物理量传感器装置的剖视图。
图10所示的物理量传感器装置100具有：基板101、经由粘合层103而被固定在基板101的上表面上的物理量传感器1、经由粘合层104而被固定在物理量传感器1的上表面上的IC芯片(电子部件)102。而且，在使基板101的下表面露出的状态下，物理量传感器1以及IC芯片102通过模型材料M而被成型。另外，作为粘合层103、104，例如能够使用焊锡、银膏、树脂类粘合剂(固晶胶粘合剂)等。此外，作为模型材料M，例如能够使用热固化型的环氧树脂，并例如能够通过传递模塑法来进行成型。
此外，在基板101的上表面上配置有多个端子101a，在下表面上配置有经由未图示的内部配线等而与端子101a连接的多个安装端子101b。虽然作为这种基板101并未被特别限定，但是例如能够使用例如硅基板、陶瓷基板、树脂基板、玻璃基板、玻璃环氧树脂基板等。
此外，在IC芯片102中，例如包括对物理量传感器1进行驱动的驱动电路、根据差动信号而对加速度进行检测的检测电路、或将来自检测电路的信号转换为预定的信号并输出的输出电路等。这种IC芯片102经由接合引线105而与物理量传感器1的端子712、722、732电连接，并经由接合引线106而与基板101的端子101a电连接。
由于这种物理量传感器装置100具备物理量传感器1，因此具有优良的可靠性。
第五实施方式
接下来，对本发明的第五实施方式所涉及的电子设备进行说明。
图11为表示应用了本发明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由具备键盘1102的主体部1104和具备显示部1108的显示单元1106构成，并且显示单元1106以能够经由铰链结构部而相对于主体部1104进行转动的方式被支承。在这种个人计算机1100中，内置有作为加速度传感器等而发挥功能的物理量传感器1。
图12为表示应用了本发明的电子设备的便携式电话机(也包括PHS，PersonalHandy-phone System：个人手持式电话系统)的结构的立体图。
在该图中，便携式电话机1200具备天线(未图示)、多个操作按钮1202、听筒1204以及话筒1206，并且在操作按钮1202与听筒1204之间配置有显示部1208。在这种便携式电话机1200中，内置有作为加速度传感器等而发挥功能的物理量传感器1。
图13为表示应用了本发明的电子设备的数码照相机的结构的立体图。
在数码照相机1300的壳体(机身)1302的背面上设置有显示部1310，并成为根据由CCD(Charge Couple Device：电荷耦合装置)产生的摄像信号而进行显示的结构，显示部1310作为将被摄物体显示为电子图像的取景器而发挥功能。此外，在壳体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)和CCD等在内的受光单元1304。而且，当拍摄者对被显示在显示部1310上的被拍摄物体图像进行确认并按下快门按钮1306时，该时间点上的CCD的摄像信号将被传送并存储于存储器1308中。在这种数码照相机1300中，例如，内置有作为加速度传感器而被用于手抖补正的物理量传感器1。
这种电子设备由于具备物理量传感器1，因此具有优良的可靠性。
另外，本发明的电子设备，除了图11的个人计算机、图12的便携式电话机、图13的数码照相机以外，还能够应用于如下装置中，例如，智能手机、平板终端、钟表、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、摄像机、录像机、汽车导航装置、寻呼器、电子记事本(也包含附加通信功能的产品)、电子辞典、台式计算器、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终端、医疗设备(例如电子体温计、血压仪、血糖仪、心电图计测装置、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、航空器、船舶的计量仪器类)、飞行模拟器等。
第六实施方式
接下来，对本发明的第六实施方式所涉及的移动体进行说明。
图14为表示应用了本发明的移动体的汽车的立体图。
如图14所示，汽车1500中内置有物理量传感器1，从而例如能够通过物理量传感器1而对车身1501的姿态进行检测。物理量传感器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能够根据该信号而对车身1501的姿态进行检测，并根据检测结果而对悬架的硬软进行控制，或对各个车轮1503的制动进行控制。此外，物理量传感器1还能够广泛地应用于无钥匙进入系统、发动机防盗锁止装置、汽车导航系统、车辆空调、防抱死制动系统(ABS)、安全气囊、轮胎压力监视系统(TPMS：Tire PressureMonitoringSystem)、发动机控制器、混合动力汽车或电动汽车的电池监视器等电子控制单元(ECU：electronic control unit)中。
以上，虽然根据附图的实施方式而对本发明的物理量传感器、物理量传感器装置、电子设备以及移动体进行了说明，但本发明并不限定于此，各个部的结构能够置换为具有相同功能的任意结构。此外，在本发明中也可以附加其他任意的结构物。
符号说明
1…物理量传感器；2…底基板；21…凹部；211、212、213…凹部；22…凹部；221、222…凹部；23…凹部；231、232…凹部；3…盖体；31…凹部；4…元件片；4A…第一结构体；4B…第二结构体；41…支承部；411…第一支承部；411a…连结部；412…第二支承部；412a…连结部；413…第三支承部；413a…固定区域；414…第四支承部；42…可动电极部；421…基部；421a、421b…连结部；4211…开口；4212、4213…突出部；422…可动电极指；423…第一可动电极指；424…第二可动电极指；43…弹性部；431…第一弹性部；432…第二弹性部；48…第一固定电极部；481…固定部；482…支承梁部；483…第一固定电极指；49…第二固定电极部；491…固定部；492…支承梁部；493…第二固定电极指；5…元件片；5A…第一结构体；5B…第二结构体；51…支承部；513…第三支承部；513a…固定区域；514…第四支承部；52…可动电极部；53…弹性部；58…第一固定电极部；59…第二固定电极部；6…元件片；61、62…支承部；63…可动部；631…第一可动部；632…第二可动部；64、65…连结部；661…第一检测电极；662…第二检测电极；711、721、731、741、751、761、771…配线；712、722、732、742、752、762、772…端子；8…SiO2膜；100…物理量传感器装置；101…基板；101a…端子；101b…安装端子；102…IC芯片；103、104…粘合层；105、106…接合引线；1100…个人计算机；1102…键盘；1104…主体部；1106…显示单元；1108…显示部；1200…便携式电话机；1202…操作按钮；1204…听筒；1206…话筒；1208…显示部；1300…数码照相机；1302…壳体；1304…受光单元；1306…快门按钮；1308…存储器；1310…显示部；1500…汽车；1501…车身；1502…车身姿态控制装置；1503…车轮；B1、B2、B3…导电性凸块；D…虚拟电极；G…中心；J…轴；L1、L2、L3…假想直线；M…模型材料；S…内部空间。

Claims (14)

1.一种物理量传感器，其特征在于，具有：
基板；
元件片，其被接合在所述基板上；
所述元件片具有：
支承部，其具备第一支承部、在第一方向上与所述第一支承部分离配置的第二支承部、对所述第一支承部和所述第二支承部进行连结的第三支承部，并且通过所述第三支承部而与所述基板连接；
可动电极部，其位于所述第一支承部与所述第二支承部之间，且在与所述第一方向正交的第二方向上和所述第三支承部并排配置，并且具有可动电极指；
弹性部，其具有第一弹性部和第二弹性部，并且能够使所述可动电极部相对于所述支承部而在所述第一方向上进行位移，其中，所述第一弹性部位于所述可动电极部与所述第一支承部之间，并对所述可动电极部和所述第一支承部进行连结，所述第二弹性部位于所述可动电极部与所述第二支承部之间，并对所述可动电极部和所述第二支承部进行连结；
固定电极部，其与所述基板连接，并且具有与所述可动电极指对置配置的固定电极指。
2.如权利要求1所述的物理量传感器，其中，
所述支承部还具有第四支承部，所述第四支承部隔着所述可动电极部而位于与所述第三支承部相反一侧，并对所述第一支承部和所述第二支承部进行连结。
3.如权利要求2所述的物理量传感器，其中，
在所述基板的俯视观察时，所述第三支承部位于与所述第四支承部相比靠所述基板的中心侧。
4.如权利要求1至3中的任意一项所述的物理量传感器，其中，
所述支承部在所述第三支承部的所述第一方向上的除两端部以外的中央部处与所述基板连接。
5.如权利要求4所述的物理量传感器，其中，
在设定了于所述元件片的俯视观察时穿过所述可动电极部的中心、且在沿着所述第二方向的方向上延伸的第一假想直线时，
所述支承部在所述第三支承部的与所述第一假想直线重叠的区域中与所述基板连接。
6.如权利要求5所述的物理量传感器，其中，
在设定了于所述元件片的俯视观察时穿过所述可动电极部的中心、且在沿着所述第一方向的方向上延伸的第二假想直线时，
所述固定电极部的与所述基板连接的连接部位于与所述第二假想直线相比靠所述第三支承部侧。
7.一种物理量传感器装置，其特征在于，具有：
权利要求1至6中的任意一项所述的物理量传感器；
电子部件，其与所述物理量传感器电连接。
8.一种电子设备，其特征在于，
具有权利要求1至6中的任意一项所述的物理量传感器。
9.一种移动体，其特征在于，
具有权利要求1至6中的任意一项所述的物理量传感器。
10.如权利要求2所述的物理量传感器，其中，
在设定了于所述元件片的俯视观察时穿过所述可动电极部的中心、且在沿着所述第二方向的方向上延伸的第一假想直线时，
所述支承部在所述第三支承部的与所述第一假想直线重叠的区域中与所述基板连接。
11.如权利要求3所述的物理量传感器，其中，
在设定了于所述元件片的俯视观察时穿过所述可动电极部的中心、且在沿着所述第二方向的方向上延伸的第一假想直线时，
所述支承部在所述第三支承部的与所述第一假想直线重叠的区域中与所述基板连接。
12.如权利要求2所述的物理量传感器，其中，
在设定了于所述元件片的俯视观察时穿过所述可动电极部的中心、且在沿着所述第一方向的方向上延伸的第二假想直线时，
所述固定电极部的与所述基板连接的连接部位于与所述第二假想直线相比靠所述第三支承部侧。
13.如权利要求3所述的物理量传感器，其中，
在设定了于所述元件片的俯视观察时穿过所述可动电极部的中心、且在沿着所述第一方向的方向上延伸的第二假想直线时，
所述固定电极部的与所述基板连接的连接部位于与所述第二假想直线相比靠所述第三支承部侧。
14.如权利要求4所述的物理量传感器，其中，
在设定了于所述元件片的俯视观察时穿过所述可动电极部的中心、且在沿着所述第一方向的方向上延伸的第二假想直线时，
所述固定电极部的与所述基板连接的连接部位于与所述第二假想直线相比靠所述第三支承部侧。
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