JP2011179941A

JP2011179941A - センサーデバイス、センサーデバイスの製造方法、モーションセンサー及びモーションセンサーの製造方法

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Publication number: JP2011179941A
Application number: JP2010043850A
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Inventors: Tetsuya Otsuki; 哲也大槻
Original assignee: Seiko Epson Corp
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Filing date: 2010-03-01
Publication date: 2011-09-15
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Abstract

【課題】厚さを低減することが可能なセンサーデバイス、このセンサーデバイスの製造方法、このセンサーデバイスを用いたモーションセンサー及びこのモーションセンサーの製造方法の提供。
【解決手段】センサーデバイス１は、シリコン基板１０と、シリコン基板１０の能動面１０ａ側に設けられた第１の電極１１と、第１の電極１１に電気的に接続されて能動面１０ａ側に設けられた外部接続端子１２と、シリコン基板１０と外部接続端子１２との間に設けられた応力緩和層１５と、シリコン基板１０の能動面１０ａ側に設けられた接続用端子１３と、基部２１と基部２１から延伸された各振動腕と接続電極としての引き出し電極２９とを備えたセンサー素子としての振動ジャイロ素子２０と、を有し、振動ジャイロ素子２０が、引き出し電極２９と外部接続端子１２との接続によってシリコン基板１０に保持されていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、センサーデバイス、センサーデバイスの製造方法、センサーデバイスを備えたモーションセンサー及びモーションセンサーの製造方法に関する。

従来、加速度や角速度などをセンシングするモーションセンサーにおいては、センサー素子と該センサー素子を駆動する機能を有する回路素子とを備えたセンサーデバイスを用いた構成が知られている。
例えば、特許文献１には、センサー素子としてのジャイロ振動片と回路素子としての半導体装置（以下、半導体基板という）とを備えたセンサーデバイスがパッケージに収納されたジャイロセンサー（圧電発振器）が開示されている。
この構成では、半導体基板が支持基板に固着され、支持基板に形成されたリード配線部と電気的に接続されている。また、センサー素子（ジャイロ振動片）は、支持基板に固着されたリード線に接続されることによって、半導体基板と空隙を保ち該半導体基板と平面視で重なるように配置されている。

特開２００５−２９２０７９号公報（図１２）

上記ジャイロセンサーでは、外部から加わる衝撃などによるセンサー素子への影響を緩和するために、リード線に弾性を持たせ、その撓みによって外部から加わる衝撃を吸収する構成となっている。
このことから、ジャイロセンサーは、外部から加わる衝撃によりリード線が撓んだ場合でも、半導体基板と、センサー素子とが互いに干渉しないように、両者間にリード線の撓み量を超える空隙を設ける必要がある。
この結果、上記ジャイロセンサーは、センサーデバイスの厚さが増加し、総厚が厚くなってしまうという課題を有している。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例にかかるセンサーデバイスは、半導体基板と、前記半導体基板の能動面側に設けられた第１の電極と、前記第１の電極に電気的に接続されて前記能動面側に設けられた外部接続端子と、前記半導体基板と前記外部接続端子との間に設けられた応力緩和層と、前記半導体基板の前記能動面側に設けられた接続用端子と、基部と該基部から延伸された振動部と接続電極とを備えたセンサー素子と、を有し、前記センサー素子は、前記接続電極と前記外部接続端子との接続によって前記半導体基板に保持されていることを特徴とする。

これによれば、センサーデバイスは、半導体基板の能動面側に接続用端子が設けられ、応力緩和層を介して第１の電極と電気的に接続された外部接続端子とセンサー素子の接続電極とが接続されている。
これらにより、センサーデバイスは、接続用端子による半導体基板の外部部材への接続が可能であるとともに、半導体基板と外部接続端子との間に設けられている応力緩和層によって、外部から加わる衝撃などが吸収され緩和される。
この結果、センサーデバイスは、外部から加わる衝撃などがセンサー素子に伝達され難くなることから、半導体基板の外部接続端子とセンサー素子とがリード線などを介さず直接的に接続することが可能となる。
したがって、センサーデバイスは、リード線の撓み量を考慮した空隙が不要となることから、従来の構成と比較して、厚さを低減することが可能となる。

［適用例２］上記適用例にかかるセンサーデバイスにおいて、前記第１の電極と前記外部接続端子との電気的接続が、前記能動面側に設けられた再配置配線によってなされていることが好ましい。

これによれば、センサーデバイスは、再配置配線によって外部接続端子の位置やその配列を自由（任意）に設計することができる。

［適用例３］上記適用例にかかるセンサーデバイスにおいて、前記外部接続端子は、突起電極であることが好ましい。

これによれば、センサーデバイスは、外部接続端子が突起電極であることから、センサー素子と半導体基板との間に隙間を設けることが可能となり、センサー素子と半導体基板との接触を回避することが可能となる。
これにより、センサーデバイスは、センサー素子の安定的な駆動を行うことが可能となる。

［適用例４］本適用例にかかるセンサーデバイスは、半導体基板と、前記半導体基板の能動面側に設けられた第１の電極と、前記第１の電極に電気的に接続されて前記能動面側に設けられた外部接続端子と、前記半導体基板と前記外部接続端子との間に設けられた応力緩和層と、前記半導体基板の前記能動面側に設けられた接続用端子と、基部と該基部から延伸された振動部と接続電極とを備えたセンサー素子と、前記半導体基板の前記能動面と対向する面側に設けられた複数のリードと、を有し、前記接続用端子は、前記リードと電気的に接続されており、前記センサー素子は、前記接続電極と前記外部接続端子との接続によって前記半導体基板に保持されていることを特徴とする。

これによれば、センサーデバイスは、適用例１と同様の効果に加えて、半導体基板が複数のリードに接続されていることから、例えば、半導体基板に加わる外力が複数のリードへ分散する。
このことから、センサーデバイスは、リードの板厚が比較的薄い場合であっても、外力によるリードの折れ曲がりを回避できる。
したがって、センサーデバイスは、リードの板厚を厚くしてリードの剛性を高める必要がないことから、リード幅の拡大、リード間ピッチの拡大、コーナーアールの曲率拡大などが不要となる。
この結果、センサーデバイスは、リードの大型化が不要となることから、センサーデバイスのサイズの大型化を回避することができる。
また、センサーデバイスは、半導体基板が複数のリードに跨って接合されるので、各リードがばらばらにならないように、各リードを所定の位置に固定する役割を果たすことができる。

［適用例５］上記適用例４にかかるセンサーデバイスにおいて、前記第１の電極と前記外部接続端子との電気的接続が、前記能動面側に設けられた再配置配線によってなされていることが好ましい。

［適用例６］上記適用例４または適用例５にかかるセンサーデバイスにおいて、前記外部接続端子は、突起電極であることが好ましい。

［適用例７］上記適用例４ないし適用例６のいずれか一例にかかるセンサーデバイスにおいて、前記リードは、前記センサー素子の主面との成す角度が、略直角となるように折り曲げられていることが好ましい。

これによれば、センサーデバイスは、センサー素子の主面との成す角度が、略直角となるようにリードが折り曲げられている。
このことから、センサーデバイスは、折り曲げられたリードを、例えば、センサーデバイスが収納されるパッケージの底面と略平行なパッケージ内部の面に実装することで、上記底面とセンサー素子の主面との成す角度が略直角となるようにすることができる。
つまり、センサーデバイスは、パッケージの底面との成す角度が略直角であるパッケージ内部の側面に配置されなくても、上記底面とセンサー素子の主面との成す角度が略直角となるようにすることができる。
したがって、センサーデバイスは、パッケージにおける各面同士の成す角度の加工精度の向上が不要となり、後述する複数軸（多軸）に対応したモーションセンサーを容易に提供できる。

［適用例８］本適用例にかかるモーションセンサーは、適用例１ないし適用例３のいずれか一例に記載のセンサーデバイスと、前記センサーデバイスを収納するパッケージと、を有し、前記センサーデバイスが、前記パッケージに収納されていることを特徴とする。

これによれば、モーションセンサーは、適用例１ないし適用例３のいずれか一例に記載の効果を奏するセンサーデバイスを備えたモーションセンサーを提供できる。
加えて、モーションセンサーは、薄型化されたセンサーデバイスを用いることから、薄型化を実現することが可能となる。

［適用例９］本適用例にかかるモーションセンサーは、適用例４ないし適用例７のいずれか一例に記載のセンサーデバイスと、前記センサーデバイスを収納するパッケージと、を有し、前記センサーデバイスが、前記パッケージに収納されていることを特徴とする。

これによれば、モーションセンサーは、適用例４ないし適用例７のいずれか一例に記載の効果を奏するセンサーデバイスを備えたモーションセンサーを提供できる。
加えて、モーションセンサーは、薄型化されたセンサーデバイスを用いることから、薄型化を実現することが可能となる。

［適用例１０］本適用例にかかるモーションセンサーは、適用例４ないし適用例７のいずれか一例に記載の複数のセンサーデバイスと、前記複数のセンサーデバイスを収納するパッケージと、を有し、前記複数のセンサーデバイスは、前記各センサー素子の主面同士の成す角度が略直角となるように前記パッケージ内に配置され、収納されていることを特徴とする。

これによれば、モーションセンサーは、適用例４ないし適用例７のいずれか一例に記載の効果を奏する複数のセンサーデバイスを備えたモーションセンサーを提供できる。
また、モーションセンサーは、各センサーデバイスが各センサー素子の主面同士の成す角度が略直角となるようにパッケージ内に配置され、収納されていることから、１つで、複数軸に対応したセンシングが可能となる。

［適用例１１］上記適用例１０にかかるモーションセンサーにおいて、少なくとも１つの前記センサー素子の主面は、前記パッケージの外部部材に接続される被接続面と略平行であることが好ましい。

これによれば、モーションセンサーは、１つで、パッケージの被接続面と略直交する軸を含む複数軸に対応したセンシングが可能となる。

［適用例１２］本適用例にかかるセンサーデバイスの製造方法は、半導体基板の能動面側に第１の電極を設ける工程と、前記半導体基板の前記能動面側に応力緩和層を設ける工程と、前記応力緩和層上に前記第１の電極と電気的に接続される外部接続端子を設ける工程と、前記半導体基板の前記能動面側に接続用端子を設ける工程と、基部と該基部から延伸された振動部と接続電極とを備えたセンサー素子を用意する工程と、前記半導体基板の前記外部接続端子と前記センサー素子の前記接続電極とを接続する工程と、を含むことを特徴とする。

これによれば、センサーデバイスの製造方法は、上記適用例１に記載の効果を奏するセンサーデバイスを製造し、提供することができる。

［適用例１３］本適用例にかかるセンサーデバイスの製造方法は、半導体基板の能動面側に第１の電極を設ける工程と、前記半導体基板の前記能動面側に応力緩和層を設ける工程と、前記応力緩和層上に前記第１の電極と電気的に接続される外部接続端子を設ける工程と、前記半導体基板の前記能動面側に接続用端子を設ける工程と、複数のリードを含むリードフレームを用意する工程と、前記半導体基板の前記能動面に対向する面側を前記複数のリードに跨るように接続する工程と、前記半導体基板の前記接続用端子と前記リードとを接続する工程と、基部と該基部から延伸された振動部と接続電極とを備えたセンサー素子を用意する工程と、前記半導体基板の前記外部接続端子と前記センサー素子の前記接続電極とを接続する工程と、を含むことを特徴とする。

これによれば、センサーデバイスの製造方法は、上記適用例４に記載の効果を奏するセンサーデバイスを製造し、提供することができる。

［適用例１４］上記適用例１３にかかるセンサーデバイスの製造方法において、さらに、前記リードを、前記センサー素子の主面との成す角度が、略直角となるように折り曲げる工程を含むことが好ましい。

これによれば、センサーデバイスの製造方法は、上記適用例７に記載の効果を奏するセンサーデバイスを製造し、提供することができる。
また、センサーデバイスの製造方法は、半導体基板を複数のリードに跨って接続することから、折り曲げの際の各リード間における曲げ角度のばらつきを抑制できる。

［適用例１５］本適用例にかかるモーションセンサーの製造方法は、半導体基板と、前記半導体基板の能動面側に設けられた第１の電極と、前記第１の電極に電気的に接続されて前記能動面側に設けられた外部接続端子と、前記半導体基板と前記外部接続端子との間に設けられた応力緩和層と、前記半導体基板の前記能動面側に設けられた接続用端子と、基部と該基部から延伸された振動部と接続電極とを備え前記接続電極と前記外部接続端子との接続によって前記半導体基板に保持されているセンサー素子と、を有するセンサーデバイスを用意する工程と、前記センサーデバイスを収納するパッケージを用意する工程と、前記センサーデバイスを、前記パッケージ内に収納する工程と、を含むことを特徴とする。

これによれば、モーションセンサーの製造方法は、上記適用例８に記載の効果を奏するモーションセンサーを製造し、提供することができる。

［適用例１６］本適用例にかかるモーションセンサーの製造方法は、半導体基板と、前記半導体基板の能動面側に設けられた第１の電極と、前記第１の電極に電気的に接続されて前記能動面側に設けられた外部接続端子と、前記半導体基板と前記外部接続端子との間に設けられた応力緩和層と、前記半導体基板の前記能動面側に設けられた接続用端子と、基部と該基部から延伸された振動部と接続電極とを備えたセンサー素子と、前記半導体基板の前記能動面と対向する面側に設けられた複数のリードと、を有し、前記接続用端子が、前記リードと電気的に接続され、前記センサー素子が、前記接続電極と前記外部接続端子との接続によって前記半導体基板に保持されているセンサーデバイスを用意する工程と、前記センサーデバイスを収納するパッケージを用意する工程と、前記センサーデバイスを、前記パッケージ内に収納する工程と、を含むことを特徴とする。

これによれば、モーションセンサーの製造方法は、上記適用例９に記載の効果を奏するモーションセンサーを製造し、提供することができる。

［適用例１７］本適用例にかかるモーションセンサーの製造方法は、半導体基板と、前記半導体基板の能動面側に設けられた第１の電極と、前記第１の電極に電気的に接続されて前記能動面側に設けられた外部接続端子と、前記半導体基板と前記外部接続端子との間に設けられた応力緩和層と、前記半導体基板の前記能動面側に設けられた接続用端子と、基部と該基部から延伸された振動部と接続電極とを備えたセンサー素子と、前記半導体基板の前記能動面と対向する面側に設けられた複数のリードと、を有し、前記接続用端子が、前記リードと電気的に接続され、前記センサー素子が、前記接続電極と前記外部接続端子との接続によって前記半導体基板に保持されているセンサーデバイスを複数用意する工程と、前記複数のセンサーデバイスを収納するパッケージを用意する工程と、前記複数のセンサーデバイスを、前記各センサー素子の主面同士の成す角度が略直角となるように前記パッケージ内に配置し、収納する工程と、を含むことを特徴とする。

これによれば、モーションセンサーの製造方法は、上記適用例１０に記載の効果を奏するモーションセンサーを製造し、提供することができる。

第１の実施形態のセンサーデバイスの概略構成を示す模式図であり、（ａ）はシリコン基板側から俯瞰した平面図、（ｂ）はリード側から俯瞰した平面図。図１（ａ）の断面図。振動ジャイロ素子の動作を説明する模式平面図。振動ジャイロ素子の動作を説明する模式平面図。センサーデバイスの製造工程を示すフローチャート。製造工程を説明する模式図であり、（ａ）〜（ｃ）は、工程順に説明する断面図。製造工程を説明するシリコン基板側から俯瞰した模式平面図。製造工程を説明する模式図であり、（ａ）はシリコン基板側から俯瞰した平面図、（ｂ）は（ａ）の断面図。製造工程を説明する要部模式断面図。第２の実施形態のセンサーデバイスの概略構成を示す模式図であり、（ａ）はシリコン基板側から俯瞰した平面図、（ｂ）は（ａ）の矢視図。第２の実施形態のセンサーデバイスの製造工程を示すフローチャート。主要工程を説明する模式断面図。第３の実施形態のジャイロセンサーの概略構成を示す模式図であり、（ａ）はリッド側から俯瞰した平面図、（ｂ）は（ａ）の断面図。ジャイロセンサーの製造工程を示すフローチャート。製造工程を説明する模式断面図。製造工程を説明する模式図であり、（ａ）はリッド側から俯瞰した平面図、（ｂ）は（ａ）の断面図。第４の実施形態のジャイロセンサーの概略構成を示す模式図であり、（ａ）はリッド側から俯瞰した平面図、（ｂ）は（ａ）の断面図。第５の実施形態のジャイロセンサーの概略構成を示す模式図であり、（ａ）はリッド側から俯瞰した平面図、（ｂ）は（ａ）の断面図。第５の実施形態の変形例のジャイロセンサーの概略構成を示す模式図であり、（ａ）はリッド側から俯瞰した平面図、（ｂ）は（ａ）の断面図。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態のセンサーデバイスの概略構成を示す模式図である。図１（ａ）は、半導体基板としてのシリコン基板側から俯瞰した平面図であり、図１（ｂ）は、リード側から俯瞰した平面図である。
また、図２は、図１（ａ）のＡ−Ａ線での断面図である。

図１、図２に示すように、センサーデバイス１は、シリコン基板１０と、センサー素子としての振動ジャイロ素子（ジャイロ振動片）２０と、複数（ここでは９本）のリード３０と、ワイヤー４０とを備えている。

シリコン基板１０には、能動面１０ａ側にトランジスターやメモリー素子などの半導体素子を含んで構成される集積回路（図示せず）が形成されている。この集積回路には、振動ジャイロ素子２０を駆動振動させるための駆動回路と、角速度が加わったときに振動ジャイロ素子２０に生じる検出振動を検出する検出回路とが備えられている。
シリコン基板１０は、能動面１０ａ側に設けられた第１の電極１１と、第１の電極１１に電気的に接続されて能動面１０ａ側に設けられた外部接続端子１２と、能動面１０ａと外部接続端子１２との間に設けられた応力緩和層１５と、能動面１０ａ側に設けられた接続用端子１３とを備えている。

第１の電極１１は、シリコン基板１０の集積回路に直接導通して形成されたものである。また、能動面１０ａ上には、パッシベーション膜となる第１絶縁層１４が形成されており、この第１絶縁層１４には、第１の電極１１上に開口部１４ａが形成されている。
このような構成によって第１の電極１１は、開口部１４ａ内にて外側に露出した状態となっている。

第１絶縁層１４上には、第１の電極１１や他の電極を避けた位置、本実施形態ではシリコン基板１０の中央部に、絶縁樹脂からなる応力緩和層１５が形成されている。
また、第１の電極１１には、第１絶縁層１４の開口部１４ａ内にて再配置配線としての配線１６が接続されている。この配線１６は、集積回路の電極の再配置を行うためのもので、シリコン基板１０の所定部に配置された第１の電極１１から中央部側に延びて形成され、さらに応力緩和層１５上にまで引き回されて形成されたものである。
この配線１６は、シリコン基板１０の第１の電極１１と外部接続端子１２との間を配線することから、一般的には再配置配線とよばれ、微細設計によって位置の制約が大きい第１の電極１１に対して、外部接続端子１２の位置を任意にずらして配置し、シリコン基板１０における振動ジャイロ素子２０との接続位置の自由度を高めるための重要な構成要素である。

また、シリコン基板１０の能動面１０ａ側には、配線１６や応力緩和層１５、第１絶縁層１４を覆って樹脂からなる耐熱性の第２絶縁層１７が形成されている。なお、第２絶縁層１７は、ソルダーレジストでもよい。
この第２絶縁層１７には、応力緩和層１５上にて配線１６上に開口部１７ａが形成されている。このような構成によって配線１６は、開口部１７ａ内にて外側に露出した状態となっている。

そして、この開口部１７ａ内に露出した配線１６上に、外部接続端子１２が配設されている。この外部接続端子１２は、例えば、ハンダボールによってバンプ形状に形成された突起電極となっている。
このような構成のもとに、シリコン基板１０に形成された集積回路は、第１の電極１１、配線１６、外部接続端子１２を介して振動ジャイロ素子２０と電気的に接続されるようになっている。
この際、センサーデバイス１は、外部接続端子１２が突起電極となっていることから、振動ジャイロ素子２０とシリコン基板１０との間に隙間が設けられる。

また、シリコン基板１０に形成された集積回路には、第１の電極１１以外に図示しない他の電極が形成されている。この他の電極は、第１の電極１１の場合と同様に、再配置配線が接続され、第２絶縁層１７の開口部１７ｂ内にて外部に露出する接続用端子１３と接続されている。
接続用端子１３は、電気的、あるいは機械的な接続を成すためのパッド状のものであって、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）などの金属が用いられたワイヤー４０によって、リード３０と接続されている。

第１の電極１１、他の電極、接続用端子１３は、チタン（Ｔｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、または、これらを含む合金などによって形成されている。特に接続用端子１３については、ワイヤーボンディングの際の接合性を高めるため、その表面にニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）のメッキを施しておくのが好ましい。
このようにすることで、特にさびによる接触性、接合性の低下を防止することができる。また、ハンダメッキ、ハンダプリコートなどの最表面処理を施したものとしてもよい。

さらに、配線１６などの再配置配線は、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、チタンタングステン（ＴｉＷ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケルバナジウム（ＮｉＶ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、パラジウム（Ｐｄ）などによって形成されている。
なお、これら配線１６などの再配置配線としては、上記材料による単層構造のみならず、複数種類の上記材料を組み合わせた積層構造としてもよい。なお、これら配線１６などの再配置配線については、通常は同一工程で形成するため、互いに同じ材料となる。

また、第１絶縁層１４、第２絶縁層１７を形成するための樹脂としては、例えばポリイミド樹脂、シリコーン変性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ＢＣＢ（ｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎｅ）及びＰＢＯ（ｐｏｌｙｂｅｎｚｏｘａｚｏｌｅ）などが用いられる。
なお、第１絶縁層１４については、酸化珪素（ＳｉＯ₂）、窒化珪素（Ｓｉ₃Ｎ₄）などの無機絶縁材料によって形成することもできる。
なお、応力緩和層１５は、接続用端子１３が形成されるシリコン基板１０の外周部にも形成されていてもよい。

シリコン基板１０の能動面１０ａと対向する面側（非能動面１０ｂ側）には、複数の矩形板状のリード３０が、絶縁性接着剤５０により非能動面１０ｂと絶縁された状態で、互いに略平行に所定の間隔を空けて接合（接続）されている。
つまり、シリコン基板１０は、平面視において、複数のリード３０に跨って接続されている。なお、リード３０は、絶縁板を介してシリコン基板１０に接続されていてもよい。

リード３０に用いられる材料としては、銅（Ｃｕ）系合金、鉄（Ｆｅ）系合金などの金属が挙げられる。
各リード３０のシリコン基板１０との接続面３１には接続部３２が形成され、この接続部３２には、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）などの金属被膜が形成されている。
上述したように、リード３０は、ワイヤー４０によって、接続部３２がシリコン基板１０の接続用端子１３と接続されている。
なお、リード３０は、リードフレーム状態で製造され、後にフレーム部分が切り離されることで、センサーデバイス１の一構成要素を成している。

振動ジャイロ素子２０は、圧電材料である水晶を基材（主要部分を構成する材料）として形成されている。水晶は、電気軸と呼ばれるＸ軸、機械軸と呼ばれるＹ軸及び光学軸と呼ばれるＺ軸を有している。
そして、振動ジャイロ素子２０は、水晶結晶軸において直交するＸ軸及びＹ軸で規定される平面に沿って切り出されて平板状に加工され、平面と直交するＺ軸方向に所定の厚みを有している。なお、所定の厚みは、発振周波数（共振周波数）、外形サイズ、加工性などにより適宜設定される。

また、振動ジャイロ素子２０を成す平板は、水晶からの切り出し角度の誤差を、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各々につき多少の範囲で許容できる。例えば、Ｘ軸を中心に０度から２度の範囲で回転して切り出したものを使用することができる。Ｙ軸及びＺ軸についても同様である。
振動ジャイロ素子２０は、フォトリソグラフィー技術を用いたエッチング（ウエットエッチングまたはドライエッチング）により形成されている。なお、振動ジャイロ素子２０は、１枚の水晶ウエハーから複数個取りすることが可能である。

図１（ａ）に示すように、振動ジャイロ素子２０は、ダブルＴ型と呼ばれる構成となっている。
振動ジャイロ素子２０は、中心部分に位置する基部２１と、基部２１からＹ軸に沿って延伸された振動部としての１対の検出用振動腕２２ａ，２２ｂと、検出用振動腕２２ａ，２２ｂと直交するように、基部２１からＸ軸に沿って延伸された１対の連結腕２３ａ，２３ｂと、検出用振動腕２２ａ，２２ｂと平行になるように、各連結腕２３ａ，２３ｂの先端側からＹ軸に沿って延伸された振動部としての各１対の駆動用振動腕２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂとを備えている。

また、振動ジャイロ素子２０は、検出用振動腕２２ａ，２２ｂに、図示しない検出電極が形成され、駆動用振動腕２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂに、図示しない駆動電極が形成されている。
振動ジャイロ素子２０は、検出用振動腕２２ａ，２２ｂで、角速度を検出する検出振動系を構成し、連結腕２３ａ，２３ｂと駆動用振動腕２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂとで、振動ジャイロ素子２０を駆動する駆動振動系を構成している。

また、検出用振動腕２２ａ，２２ｂのそれぞれの先端部には、重り部２６ａ，２６ｂが形成され、駆動用振動腕２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂのそれぞれの先端部には、重り部２７ａ，２７ｂ，２８ａ，２８ｂが形成されている。
これにより、振動ジャイロ素子２０は、小型化および角速度の検出感度の向上が図られている。

振動ジャイロ素子２０は、平面視において、シリコン基板１０と重なるようにシリコン基板１０の能動面１０ａ側に配置されている。
なお、振動ジャイロ素子２０は、基部２１及び各振動腕の表裏面を主面とする。ここでは、基部２１において外部と電気的に接続する面を一方の主面２０ａといい、一方の主面２０ａと対向する面を他方の主面２０ｂという。

振動ジャイロ素子２０の基部２１の一方の主面２０ａには、上記各検出電極、各駆動電極から引き出された、接続電極としての引き出し電極２９が形成されており、各引き出し電極２９とシリコン基板１０の外部接続端子１２とが、電気的及び機械的に接続されている。
これにより、振動ジャイロ素子２０は、シリコン基板１０に保持されている。

ここで、センサーデバイス１の振動ジャイロ素子２０の動作について説明する。
図３及び図４は、振動ジャイロ素子の動作を説明する模式平面図である。図３は駆動振動状態を示し、図４（ａ）、図４（ｂ）は、角速度が加わった状態における検出振動状態を示している。
なお、図３及び図４において、振動状態を簡易に表現するために、各振動腕は線で表してある。

図３において、振動ジャイロ素子２０の駆動振動状態を説明する。
まず、シリコン基板１０の集積回路（駆動回路）から駆動信号が印加されることにより、振動ジャイロ素子２０は角速度が加わらない状態において、駆動用振動腕２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂが矢印Ｅで示す方向に屈曲振動を行う。この屈曲振動は、実線で示す振動姿態と２点鎖線で示す振動姿態とを所定の周波数で繰り返している。

次に、この駆動振動を行っている状態で、振動ジャイロ素子２０にＺ軸回りの角速度ωが加わると、振動ジャイロ素子２０は、図４に示すような振動を行う。
まず、図４（ａ）に示すように、駆動振動系を構成する駆動用振動腕２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂ及び連結腕２３ａ，２３ｂには、矢印Ｂ方向のコリオリ力が働く。また同時に、検出用振動腕２２ａ，２２ｂは、矢印Ｂ方向のコリオリ力に呼応して、矢印Ｃ方向に変形する。

その後、図４（ｂ）に示すように、駆動用振動腕２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂ及び連結腕２３ａ，２３ｂには、矢印Ｂ’方向に戻る力が働く。また同時に、検出用振動腕２２ａ，２２ｂは、矢印Ｂ’方向の力に呼応して、矢印Ｃ’方向に変形する。
振動ジャイロ素子２０は、この一連の動作を交互に繰り返して新たな振動が励起される。
なお、矢印Ｂ，Ｂ’方向の振動は、重心Ｇに対して周方向の振動である。そして、振動ジャイロ素子２０は、検出用振動腕２２ａ，２２ｂに形成された検出電極が、振動により発生した水晶の歪を検出することで角速度が求められる。

ここで、センサーデバイス１の製造方法について説明する。
図５は、センサーデバイスの製造工程を示すフローチャートであり、図６〜図９は、各製造工程を説明する模式図である。
図６（ａ）〜（ｃ）は、シリコン基板部分の製造工程を工程順に説明する断面図である。
図７は、シリコン基板側から俯瞰した平面図である。
図８（ａ）は、シリコン基板側から俯瞰した平面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＨ−Ｈ線での断面図である。
図９は、要部断面図である。

図５に示すように、センサーデバイス１の製造方法は、第１の電極形成工程Ｓ１と、応力緩和層形成工程Ｓ２と、接続用端子形成工程Ｓ３と、外部接続端子形成工程Ｓ４と、リードフレーム準備工程Ｓ５と、リード接続工程Ｓ６と、接続用端子接続工程Ｓ７と、振動ジャイロ素子準備工程Ｓ８と、振動ジャイロ素子接続工程Ｓ９と、リード切断工程Ｓ１０とを含んでいる。

［第１の電極形成工程Ｓ１］
まず、シリコン基板１０を用意する。
ついで、図６（ａ）に示すように、シリコン基板１０の能動面１０ａ上の、集積回路の導電部となる位置に、第１の電極１１及び図示しない他の電極を形成する。

［応力緩和層形成工程Ｓ２］
ついで、第１の電極１１及び他の電極を覆ってシリコン基板１０上に第１絶縁層１４を形成し、さらに、この第１絶縁層１４を覆って応力緩和層１５のベースとなる樹脂層（図示せず）を形成する。
ついで、周知のフォトリソグラフィー法及びエッチング法によって樹脂層をパターニングし、所定の形状、すなわち第１の電極１１や他の電極の直上位置を除いたシリコン基板１０の中央部に、応力緩和層１５を形成する。
なお、応力緩和層１５は、接続用端子１３が形成されるシリコン基板１０の外周部にも形成してもよい。
さらに、周知のフォトリソグラフィー法及びエッチング法によって第１の電極１１及び他の電極を覆う第１絶縁層１４の一部を除去し、開口部１４ａを形成する。これにより、これら開口部１４ａ内に第１の電極１１及び他の電極を露出させる。

［接続用端子形成工程Ｓ３］
ついで、図６（ｂ）に示すように、第１の電極１１に接続する配線１６を形成するとともに、他の電極に接続する再配置配線（図示せず）を形成する。これら配線１６、再配置配線の形成については、開口部１４ａ内にて第１の電極１１、他の電極に導通するようにして導電材料、例えばチタンタングステン（ＴｉＷ）、銅（Ｃｕ）をこの順にスパッタ法で成膜し、配線形状にパターニングした後、得られたパターン上に銅（Ｃｕ）をメッキ法で積層することなどによって行う。
また、特に再配置配線の先端側、すなわち接続用端子１３側は、パッド形状にパターニングしておくことにより、この部分を接続用端子１３とする。
そして、特にこの接続用端子１３については、その表面にニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）のメッキを施すことにより、ワイヤーボンディングの際の接合性を高めておく。なお、ハンダメッキ、ハンダプリコートなどの最表面処理を施したものとしてもよい。

［外部接続端子形成工程Ｓ４］
ついで、配線１６、再配置配線、及び接続用端子１３を覆って第２絶縁層１７を形成し、さらに、周知のフォトリソグラフィー法及びエッチング法によって配線１６の、第１の電極１１側とは反対の側を覆う第２絶縁層１７の一部を除去し、開口部１７ａを形成する。
これにより、該開口部１７ａ内に配線１６を露出させる。また、これと一緒に、接続用端子１３を覆う第２絶縁層１７の一部も除去し、開口部１７ｂを形成することにより、該開口部１７ｂ内に接続用端子１３を露出させる。
その後、図６（ｃ）に示すように、開口部１７ａ内に露出する配線１６上に、例えば鉛フリーハンダからなるハンダボールを配設し、外部接続端子１２を形成する。なお、この外部接続端子１２については、ハンダボールを配設して形成するのに代えて、ハンダペーストを配線１６上に印刷することで形成するようにしてもよい。
なお、シリコン基板１０は、通常、シリコンウエハーに複数個取りされるので、ダイシング装置などによってダイシング（切断）し、個片化することにより得られる。

［リードフレーム準備工程Ｓ５］
ついで、図７に示すように、複数のリード３０を含むリードフレーム３５を用意する。
なお、リードフレーム３５は、複数のリード３０を取り囲むようにフレーム３６が形成され、リード３０がフレーム３６の辺３６ａ，３６ｂと接続されている。なお、通常、リードフレーム３５は、例えば、紙面上下方向に連続して帯状に形成され、複数セットのリード３０が連なるように形成されている。
なお、リードフレーム３５は、帯状ではなく個別に形成されてもよい。

［リード接続工程Ｓ６］
ついで、シリコン基板１０の非能動面１０ｂ側を、複数のリード３０に跨るように、絶縁性接着剤５０（図８参照）により絶縁された状態で、接続面３１に接続（接合）する。なお、シリコン基板１０とリード３０との間に絶縁板を介して両者を接続してもよい。

［接続用端子接続工程Ｓ７］
ついで、図８に示すように、シリコン基板１０の接続用端子１３とリード３０の接続部３２とを、ワイヤーボンディング法によりワイヤー４０を用いて接続する。

［振動ジャイロ素子準備工程Ｓ８］
ついで、前述した構成で水晶ウエハーから個片化した振動ジャイロ素子２０を用意する。

［振動ジャイロ素子接続工程Ｓ９］
ついで、図９に示すように、振動ジャイロ素子２０をシリコン基板１０に載置し、シリコン基板１０の外部接続端子１２と振動ジャイロ素子２０の基部２１の一方の主面２０ａの引き出し電極２９とを接続する。

［リード切断工程Ｓ１０］
ついで、リードフレーム３５の辺３６ａ，３６ｂ（図７参照）から各リード３０を切断し、図１に示すような、センサーデバイス１を得る。

なお、接続用端子接続工程Ｓ７は、振動ジャイロ素子接続工程Ｓ９後に行ってもよく、リード切断工程Ｓ１０後に行ってもよい。
また、振動ジャイロ素子準備工程Ｓ８は、振動ジャイロ素子接続工程Ｓ９の前までに行っておけばよいので、振動ジャイロ素子接続工程Ｓ９前の各工程間で行ってもよく、最初に行ってもよい。
また、振動ジャイロ素子接続工程Ｓ９は、リード接続工程Ｓ６の前に行ってもよい。

上述したように、第１の実施形態のセンサーデバイス１は、シリコン基板１０の能動面１０ａ側に設けられた接続用端子１３を有し、応力緩和層１５を介して第１の電極１１と電気的に接続された外部接続端子１２と、振動ジャイロ素子２０の基部２１の引き出し電極２９とが接続されている。
これらにより、センサーデバイス１は、接続用端子１３によるシリコン基板１０のリード３０（外部部材）との接続が可能であるとともに、シリコン基板１０と外部接続端子１２との間に設けられている応力緩和層１５によって、外部から加わる衝撃などが吸収され緩和される。

この結果、センサーデバイス１は、外部から加わる衝撃などが振動ジャイロ素子２０に伝達され難くなることから、シリコン基板１０の外部接続端子１２と振動ジャイロ素子２０とが、従来のようなリード線などを介さず直接的に接続することが可能となる。
したがって、センサーデバイス１は、リード線の撓み量を考慮した空隙が不要となることから、従来の構成と比較して、厚さを低減することが可能となる。

また、センサーデバイス１は、第１の電極１１と外部接続端子１２との電気的接続が、シリコン基板１０の能動面１０ａ側に設けられた再配置配線（配線１６など）によってなされていることから、再配置配線によって外部接続端子１２の位置やその配列を自由（任意）に設計することができる。

また、センサーデバイス１は、外部接続端子１２が突起電極であることから、振動ジャイロ素子２０とシリコン基板１０との間に隙間を設けることが可能となり、振動ジャイロ素子２０とシリコン基板１０との接触を回避することが可能となる。
これにより、センサーデバイス１は、振動ジャイロ素子２０の安定的な駆動を行うことが可能となる。

また、センサーデバイス１は、シリコン基板１０が複数のリード３０に跨って接続されていることから、例えば、シリコン基板１０に加わる外力が複数のリード３０へ分散する。
このことから、センサーデバイス１は、リード３０の板厚が比較的薄い場合であっても、外力によるリード３０の折れ曲がりを回避できる。
したがって、センサーデバイス１は、リード３０の板厚を厚くしてリード３０の剛性を高める必要がないことから、リード３０幅の拡大、リード３０間ピッチの拡大、コーナーアールの曲率拡大などが不要となる。

この結果、センサーデバイス１は、リード３０の大型化が不要となることから、センサーデバイス１のサイズの大型化を回避することができる。
また、センサーデバイス１は、シリコン基板１０が複数のリード３０に跨って接合されるので、各リード３０がばらばらにならないように、各リード３０を所定の位置に固定する役割を果たすことができる。

また、センサーデバイス１の製造方法は、上記の効果を奏するセンサーデバイス１を製造し、提供することができる。

なお、上記実施形態では、シリコン基板１０からリード３０が、紙面左右の両側に突出する形態であったが、シリコン基板１０の接続用端子１３及びリード３０の接続部３２を紙面左右のいずれかの側にまとめて形成することで、リード３０を紙面左右のいずれかに突出させる形態としてもよい。
これによれば、センサーデバイス１は、リード３０の長さを短くできることから、センサーデバイス１の紙面左右方向（リード３０が延伸する方向）の長さを短くできる。なお、この形態は、以降の実施形態にも適用される。
なお、後述するように、センサーデバイス１は、シリコン基板１０にリード３０が接続されていなくてもよい。これによれば、センサーデバイス１は、シリコン基板１０と外部部材とを、リード３０を介さずに接続することができる。

なお、接続電極としての引き出し電極２９は、基部２１以外の部分に形成されていてもよい。
例えば、振動ジャイロ素子２０は、基部２１から延伸された図示しない支持部を備え、この支持部に上記各検出電極、各駆動電極から引き出された引き出し電極２９が形成されていてもよい。
そして、振動ジャイロ素子２０は、支持部の各引き出し電極２９とシリコン基板１０の外部接続端子１２とが電気的及び機械的に接続され、シリコン基板１０に保持される構成としてもよい。
なお、この形態は、以降の実施形態にも適用される。

（第２の実施形態）
図１０は、第２の実施形態のセンサーデバイスの概略構成を示す模式図である。図１０（ａ）は、シリコン基板側から俯瞰した平面図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の矢印Ｊ視図である。なお、上記第１の実施形態との共通部分については、同一符号を付して説明を省略し、上記第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。なお、図１０では、煩雑さを避けるために一部を省略及び簡略化してある。

図１０に示すように、センサーデバイス２は、リード３０が、シリコン基板１０が接続された接続面３１と、振動ジャイロ素子２０の一方の主面２０ａまたは他方の主面２０ｂとの成す角度θが、略直角となるように折り曲げられている。

ここで、センサーデバイス２の製造方法について説明する。
図１１は、第２の実施形態のセンサーデバイスの製造工程を示すフローチャートであり、図１２は、主要工程を説明する模式断面図である。なお、図１２は、センサーデバイスの紙面手前側のフレーム部分を切断した断面図である。また、図１２では、煩雑さを避けるために一部を省略及び簡略化してある。
図１１に示すように、センサーデバイス２の製造方法は、センサーデバイス１の製造工程に、リード曲げ工程Ｓ１１０が加わるとともに、リード切断工程Ｓ１１１の内容が若干異なる。

［リード曲げ工程Ｓ１１０］
リード接続工程Ｓ６後の、例えば、振動ジャイロ素子接続工程Ｓ９後に、各リード３０の辺３６ｂ側（図７参照）を切断する。
ついで、図１２に示すように、各リード３０のシリコン基板１０が接続された接続面３１と、振動ジャイロ素子２０の一方の主面２０ａまたは他方の主面２０ｂとの成す角度θが、略直角となるように各リード３０を接続面３１側に折り曲げる。

［リード切断工程Ｓ１１１］
ついで、各リード３０の辺３６ａ側（図１２参照）を切断し、図１０に示すような、センサーデバイス２を得る。

上述したように、第２の実施形態のセンサーデバイス２は、リード３０が、シリコン基板１０が接続された接続面３１と、振動ジャイロ素子２０の一方の主面２０ａまたは他方の主面２０ｂとの成す角度θが、略直角となるように折り曲げられている。

これによれば、センサーデバイス２は、折り曲げられたリード３０を、例えば、センサーデバイス２が収納されるパッケージの底面と略平行なパッケージ内部の面に実装することで、上記底面と振動ジャイロ素子２０の一方の主面２０ａまたは他方の主面２０ｂとの成す角度が略直角となるようにすることができる。
つまり、センサーデバイス２は、パッケージの底面との成す角度が略直角であるパッケージ内部の側面に、例えば、センサーデバイス１のようなセンサーデバイスを配置しなくても、上記底面と振動ジャイロ素子２０の一方の主面２０ａまたは他方の主面２０ｂとの成す角度が略直角となるようにすることができる。
したがって、センサーデバイス２は、パッケージにおける各面同士の成す角度の加工精度の向上が不要となり、後述する複数軸（多軸）に対応したモーションセンサーを容易に提供できる。

また、センサーデバイス２の製造方法は、上記の効果を奏するセンサーデバイス２を製造し、提供することができる。
また、センサーデバイス２の製造方法は、シリコン基板１０を複数のリード３０に跨って接続することから、折り曲げの際の各リード３０間における曲げ角度のばらつきを抑制できる。
なお、センサーデバイス２は、リード３０が接続面３１側に折り曲げられているが、この反対側に折り曲げられてもよい。

（第３の実施形態）
図１３は、第３の実施形態のモーションセンサーとしてのジャイロセンサーの概略構成を示す模式図である。図１３（ａ）は、リッド（蓋）側から俯瞰した平面図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＫ−Ｋ線での断面図である。
なお、平面図では、便宜的にリッドを省略してある。また、断面図では、煩雑さを避けるために一部を省略及び簡略化してある。
また、上記第１、第２の実施形態との共通部分については、同一符号を付して説明を省略し、上記第１、第２の実施形態と異なる部分を中心に説明する。

図１３に示すように、モーションセンサーとしてのジャイロセンサー３は、１つのセンサーデバイス１と、２つのセンサーデバイス２と、各センサーデバイスを内部に収納する略直方体形状のパッケージ７０と、を有し、各センサーデバイスがパッケージ７０の内部に配置され収納されている。

パッケージ７０は、凹部７１を有するパッケージベース７２及び凹部７１を覆うリッド７３などから構成されている。
パッケージベース７２には、セラミックグリーンシートを成形して積層し、焼成した酸化アルミニウム質焼結体などが用いられている。また、リッド７３には、コバールなどの金属、ガラス、セラミックなどが用いられている。

センサーデバイス１は、振動ジャイロ素子２０の一方の主面２０ａまたは他方の主面２０ｂと、パッケージ７０の外部部材に接続される被接続面としての底面７４とが、略平行になるようにパッケージ７０の内部に配置され収納されている。
詳述すると、センサーデバイス１は、各リード３０の両端部が導電性接着剤、ハンダなどの導電性を有する接合部材５１により、パッケージベース７２の凹部７１の、パッケージベース７２の底面７４と略平行な内底面７５に形成された内部電極７６ａに固定されている。
これにより、センサーデバイス１は、内部電極７６ａと電気的に接続されている。

２つのセンサーデバイス２は、各振動ジャイロ素子２０の一方の主面２０ａまたは他方の主面２０ｂ同士の成す角度θ１が略直角となるとともに、各振動ジャイロ素子２０の一方の主面２０ａまたは他方の主面２０ｂと、センサーデバイス１の振動ジャイロ素子２０の一方の主面２０ａまたは他方の主面２０ｂとの成す角度θ２が略直角となるように、パッケージ７０の内部に配置され収納されている。

詳述すると、２つのセンサーデバイス２は、各リード３０の一端部３４が接合部材５１により、一方のセンサーデバイス２では、パッケージベース７２の内底面７５において内部電極７６ａの並ぶ方向と同方向に並ぶ内部電極７６ｂに固定され、他方のセンサーデバイス２では、内部電極７６ａの並ぶ方向と直交する方向に並ぶ内部電極７６ｃに固定されている。
これにより、２つのセンサーデバイス２は、センサーデバイス１と同様にパッケージベース７２の内底面７５に配置され、内部電極７６ｂ，７６ｃと電気的に接続されている。
また、各センサーデバイスは、各振動ジャイロ素子２０の一方の主面２０ａまたは他方の主面２０ｂ同士の成す角度θ１，θ２が略直角となっている。

パッケージベース７２の底面７４には、外部の機器（外部部材）などに実装される際に用いられる複数の外部端子７４ａが形成されている。
内部電極７６ａ，７６ｂ，７６ｃは、図示しない内部配線によって、外部端子７４ａなどと接続されている。
これにより、ジャイロセンサー３は、外部端子７４ａと各内部電極と各センサーデバイスとが互いに電気的に接続されている。
なお、外部端子７４ａ、各内部電極は、タングステン（Ｗ）などのメタライズ層に、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）などの各被膜をメッキなどにより積層した金属被膜からなる。

ジャイロセンサー３は、各センサーデバイスが、パッケージベース７２の内部に上記のように配置され収納された状態で、リッド７３がシームリング、低融点ガラスなどの接合部材５２によってパッケージベース７２に接合される。
これにより、パッケージ７０の内部は、気密に封止される。なお、パッケージ７０の内部は、各センサーデバイスの振動ジャイロ素子２０の振動が阻害されないように、真空状態（真空度が高い状態）に保持されていることが好ましい。

ここで、ジャイロセンサー３の動作について概略を説明する。
ここでは、パッケージ７０（パッケージベース７２）の底面７４が、互いに直交する３軸であるＸ’軸、Ｙ’軸、Ｚ’軸に対して、Ｘ’軸及びＹ’軸と平行で、Ｚ’軸と直交しているものとする。
これにより、外力などによってジャイロセンサー３の姿勢が変化し、角速度が加わった場合、振動ジャイロ素子２０の一方の主面２０ａまたは他方の主面２０ｂとパッケージ７０の底面７４とが、略平行になるようにパッケージ７０の内部に収納されているセンサーデバイス１は、振動ジャイロ素子２０の一方の主面２０ａまたは他方の主面２０ｂとＺ’軸とが略直交していることから、Ｚ’軸に対する角速度を検出する。

一方、各振動ジャイロ素子２０の一方の主面２０ａまたは他方の主面２０ｂ同士の成す角度θ１が略直角となるとともに、各振動ジャイロ素子２０の一方の主面２０ａまたは他方の主面２０ｂとセンサーデバイス１の振動ジャイロ素子２０の一方の主面２０ａまたは他方の主面２０ｂとの成す角度θ２が略直角となるように、パッケージ７０の内部に収納されている２つのセンサーデバイス２は、一方が、振動ジャイロ素子２０の一方の主面２０ａまたは他方の主面２０ｂとＸ’軸とが略直交していることから、Ｘ’軸に対する角速度を検出し、他方が、振動ジャイロ素子２０の一方の主面２０ａまたは他方の主面２０ｂとＹ’軸とが略直交していることから、Ｙ’軸に対する角速度を検出する。

これらにより、ジャイロセンサー３は、互いに直交する３軸であるＸ’軸、Ｙ’軸、Ｚ’軸に対する角速度を、１つで検出することができる。
このことから、ジャイロセンサー３は、撮像機器の手ぶれ補正や、ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）衛星信号を用いた移動体ナビゲーションシステムにおける車両などの姿勢検出、姿勢制御などに用いられる。

ここで、ジャイロセンサー３の製造方法について説明する。
図１４は、ジャイロセンサーの製造工程を示すフローチャートであり、図１５、図１６は、各製造工程を説明する模式図である。
図１５は、断面図であり、断面位置は図１３（ｂ）と同様である。
図１６（ａ）は、リッド側から俯瞰した平面図であり、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）のＬ−Ｌ線での断面図である。

図１４に示すように、ジャイロセンサー３の製造方法は、パッケージ準備工程Ｓ４０と、センサーデバイス準備工程Ｓ４１と、センサーデバイス実装工程Ｓ４２と、リッド接合工程Ｓ４３とを含んでいる。

［パッケージ準備工程Ｓ４０］
まず、図１５に示すように、各センサーデバイスを収納するパッケージ７０のパッケージベース７２を用意する。なお、リッド７３は、この工程で用意してもよいが、後述するリッド接合工程Ｓ４３までに用意しておけばよい。

［センサーデバイス準備工程Ｓ４１］
ついで、センサーデバイス１を１つ及びセンサーデバイス２を２つ用意する。

［センサーデバイス実装工程Ｓ４２］
ついで、図１６に示すように、センサーデバイス１を、振動ジャイロ素子２０の一方の主面２０ａまたは他方の主面２０ｂと、パッケージベース７２の底面７４とが略平行になるように、リード３０の両端部を接合部材５１によってパッケージベース７２の内底面７５の内部電極７６ａに固定する。

ついで、２つのセンサーデバイス２を、各振動ジャイロ素子２０の一方の主面２０ａまたは他方の主面２０ｂ同士の成す角度θ１が略直角となるとともに、各振動ジャイロ素子２０の一方の主面２０ａまたは他方の主面２０ｂと、センサーデバイス１の振動ジャイロ素子２０の一方の主面２０ａまたは他方の主面２０ｂとの成す角度θ２が略直角となるように、リード３０の一端部３４を、一方のセンサーデバイス２については、内底面７５の内部電極７６ｂに固定し、他方のセンサーデバイス２については、内底面７５の内部電極７６ｃに固定する。
換言すれば、各振動ジャイロ素子２０の一方の主面２０ａまたは他方の主面２０ｂと、パッケージベース７２の底面７４との成す角度θ３が略直角となるように、リード３０の一端部３４を、一方のセンサーデバイス２については、パッケージベース７２の内部電極７６ｂに固定し、他方のセンサーデバイス２については、内部電極７６ｃに固定する。
これらにより、各センサーデバイスをパッケージベース７２（パッケージ７０）の内部に配置し収納する。

［リッド接合工程Ｓ４３］
ついで、図１３に戻って、真空状態（真空度の高い状態）でリッド７３を接合部材５２によってパッケージベース７２に接合し、パッケージ７０の内部を気密に封止する。これにより、パッケージ７０の内部を真空状態に保持する。

上記各工程などを経ることにより、図１３に示すような、ジャイロセンサー３を得る。
なお、パッケージ準備工程Ｓ４０とセンサーデバイス準備工程Ｓ４１とは、順番を入れ換えてもよい。

上述したように、第３の実施形態のジャイロセンサー３は、第１の実施形態のセンサーデバイス１と、第２の実施形態のセンサーデバイス２とを備えていることから、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様の効果を奏するセンサーデバイスを備えたジャイロセンサーを提供できる。

また、ジャイロセンサー３は、センサーデバイスが３つであって、各振動ジャイロ素子２０の一方の主面２０ａまたは他方の主面２０ｂ同士の成す角度θ１，θ２が略直角となるように、パッケージ７０の内部に収容されている。
このことから、ジャイロセンサー３は、互いに直交する３軸に対応したセンシングが、１つで可能なジャイロセンサーを提供できる。
加えて、ジャイロセンサー３は、この３軸を、パッケージ７０の底面７４と略直交するＺ’軸と、パッケージ７０の底面７４と略平行で、且つ互いに直交するＸ’軸及びＹ’軸とからなるようにできる。

また、ジャイロセンサー３は、パッケージ７０の底面７４と略平行な内底面７５にセンサーデバイス１のリード３０の両端部を固定し、同じ内底面７５に、各センサーデバイス２の折り曲げられたリード３０の一端部３４を、並ぶ方向が互いに直交する内部電極７６ｂと内部電極７６ｃとに固定することにより、各センサーデバイスの振動ジャイロ素子２０の一方の主面２０ａまたは他方の主面２０ｂ同士の成す角度θ１，θ２を略直角とすることができる。
この結果、ジャイロセンサー３は、３つのセンサーデバイス１をパッケージ７０内部の各面に配置して固定する場合と比較して、各センサーデバイスの実装に際して、センサーデバイスごとに都度パッケージ７０の姿勢を変えるなどの作業を廃止できることから、実装工数を削減できる。

加えて、ジャイロセンサー３は、各センサーデバイスをパッケージ７０内部の同一面である内底面７５に実装できることから、３つのセンサーデバイス１をパッケージ７０内部の各面に実装する場合と比較して、各センサーデバイスの振動ジャイロ素子２０の一方の主面２０ａまたは他方の主面２０ｂ同士の成す角度θ１，θ２のばらつきが、パッケージ７０の加工精度に依存しなくなる。
したがって、ジャイロセンサー３は、パッケージ７０における各面同士の成す角度などの加工精度の向上が不要となり、３軸に対応したジャイロセンサーを容易に提供できる。

また、ジャイロセンサー３の製造方法は、上記の効果を奏するジャイロセンサー３を製造し、提供することができる。

（第４の実施形態）
図１７は、第４の実施形態のモーションセンサーとしてのジャイロセンサーの概略構成を示す模式図である。図１７（ａ）は、リッド側から俯瞰した平面図であり、図１７（ｂ）は、図１７（ａ）のＭ−Ｍ線での断面図である。なお、平面図では、便宜的にリッドを省略してある。
また、上記第３の実施形態との共通部分については、同一符号を付して説明を省略し、上記第３の実施形態と異なる部分を中心に説明する。

図１７に示すように、モーションセンサーとしてのジャイロセンサー４は、第３の実施形態と比較して、センサーデバイス１が実装されていない。
これにより、ジャイロセンサー４は、パッケージ７０の内部電極７６ａなどのセンサーデバイス１に係わる構成要素が不要となる。
また、２つのセンサーデバイス２は、各振動ジャイロ素子２０の一方の主面２０ａまたは他方の主面２０ｂと、パッケージベース７２の底面７４との成す角度θ３が略直角となるように、リード３０の一端部３４が、一方のセンサーデバイス２については、パッケージベース７２の内底面７５の内部電極７６ｂに固定され、他方のセンサーデバイス２については、内底面７５の内部電極７６ｃに固定されている。

上述したように、第４の実施形態のジャイロセンサー４は、第２の実施形態のセンサーデバイス２を備えていることから、第２の実施形態と同様の効果を奏するセンサーデバイスを備えたジャイロセンサーを提供できる。
また、第４の実施形態のジャイロセンサー４は、各センサーデバイス２の振動ジャイロ素子２０の一方の主面２０ａまたは他方の主面２０ｂ同士の成す角度θ１が略直角となることから、互いに直交する２軸に対応したセンシングが、１つで可能なジャイロセンサーを提供できる。

また、ジャイロセンサー４は、各センサーデバイス２のリード３０の一端部３４が、パッケージ７０の内部の同一面（内底面７５）の、並ぶ方向が互いに直交する内部電極７６ｂと内部電極７６ｃとに固定されることにより、各センサーデバイス２の振動ジャイロ素子２０の一方の主面２０ａまたは他方の主面２０ｂ同士の成す角度θ１を、略直角とすることができる。
このことから、ジャイロセンサー４は、各センサーデバイス２の実装に際して、第３の実施形態と同様の効果を奏することができる。

また、ジャイロセンサー４は、各センサーデバイス２が、各振動ジャイロ素子２０の一方の主面２０ａまたは他方の主面２０ｂと、パッケージ７０の底面７４との成す角度θ３が略直角となるように、パッケージ７０の内部に収容されている。
このことから、ジャイロセンサー４は、パッケージ７０の底面７４と略平行で、且つ互いに直交するＸ’軸及びＹ’軸の２軸に対応したセンシングが、１つで可能なジャイロセンサーを提供できる。

なお、ジャイロセンサー４の製造方法は、ジャイロセンサー３の製造方法に準じ、パッケージ準備工程Ｓ４０と、センサーデバイス準備工程Ｓ４１と、センサーデバイス実装工程Ｓ４２と、リッド接合工程Ｓ４３とを含んでいる（図１４参照）。
そして、ジャイロセンサー４の製造方法は、センサーデバイス準備工程Ｓ４１及びセンサーデバイス実装工程Ｓ４２において、センサーデバイス２を２つ用意し、パッケージベース７２（パッケージ７０）の内部に上記の位置関係で配置し収納する。
これによれば、ジャイロセンサー４の製造方法は、上記の効果を奏するジャイロセンサー４を製造し、提供することができる。

（第５の実施形態）
図１８は、第５の実施形態のモーションセンサーとしてのジャイロセンサーの概略構成を示す模式図である。図１８（ａ）は、リッド側から俯瞰した平面図であり、図１８（ｂ）は、図１８（ａ）のＮ−Ｎ線での断面図である。なお、平面図では、便宜的にリッドを省略してある。
また、上記第３の実施形態との共通部分については、同一符号を付して説明を省略し、上記第３の実施形態と異なる部分を中心に説明する。

図１８に示すように、モーションセンサーとしてのジャイロセンサー５は、第３の実施形態と比較して、２つのセンサーデバイス２が実装されていない。
これにより、ジャイロセンサー５は、２つのセンサーデバイス２の配置スペース、内部電極７６ｂ，７６ｃなど、２つのセンサーデバイス２に係わる構成要素が不要となる。
この分、ジャイロセンサー５は、パッケージ１７０のパッケージベース１７２、リッド１７３の平面サイズを小さくでき、厚さを薄くできる。
このパッケージ１７０の厚さについて、ジャイロセンサー５は、センサーデバイス１が従来のセンサーデバイスと比較して薄型化されていることから、従来のセンサーデバイスを用いた場合より薄くできる。

これらにより、ジャイロセンサー５は、第３の実施形態と比較して、平面サイズが小さく総厚が薄く、パッケージ１７０の底面７４と直交するＺ’軸の１軸に対応したセンシングが可能な、ジャイロセンサーを提供できる。
また、第５の実施形態のジャイロセンサー５は、第１の実施形態のセンサーデバイス１を備えていることから、第１の実施形態と同様の効果を奏するセンサーデバイスを備えたジャイロセンサーを提供できる。

なお、ジャイロセンサー５の製造方法は、ジャイロセンサー３の製造方法に準じ、パッケージ準備工程Ｓ４０と、センサーデバイス準備工程Ｓ４１と、センサーデバイス実装工程Ｓ４２と、リッド接合工程Ｓ４３とを含んでいる（図１４参照）。
そして、ジャイロセンサー５の製造方法は、センサーデバイス準備工程Ｓ４１及びセンサーデバイス実装工程Ｓ４２において、センサーデバイス１を１つ用意し、パッケージベース１７２（パッケージ１７０）の内部に配置し収納する。
これによれば、ジャイロセンサー５の製造方法は、上記の効果を奏するジャイロセンサー５を製造し、提供することができる。

（変形例）
ここで、第５の実施形態の変形例について説明する。
図１９は、第５の実施形態の変形例のモーションセンサーとしてのジャイロセンサーの概略構成を示す模式図である。図１９（ａ）は、リッド側から俯瞰した平面図であり、図１９（ｂ）は、図１９（ａ）のＰ−Ｐ線での断面図である。なお、平面図では、便宜的にリッドを省略してある。
また、上記第５の実施形態との共通部分については、同一符号を付して説明を省略し、上記第５の実施形態と異なる部分を中心に説明する。

図１９に示すように、モーションセンサーとしてのジャイロセンサー６は、センサーデバイス１に代えて、センサーデバイス１からリード３０を削除した構成のセンサーデバイス１０１を備えている。
なお、センサーデバイス１０１の構成の詳細については、リード３０の有無以外、センサーデバイス１の構成と同様なので説明を省略する（第１の実施形態参照）。
ジャイロセンサー６は、センサーデバイス１０１のシリコン基板１０の非能動面１０ｂが、図示しない絶縁性接着剤などの接合部材により、パッケージベース２７２の内底面７５に絶縁された状態で接合されている。
そして、ジャイロセンサー６は、シリコン基板１０の接続用端子１３と、パッケージベース２７２の内部電極７６ａとが、ワイヤー４０によって接続されている。

これによれば、ジャイロセンサー６は、センサーデバイス１０１にリード３０がないことから、第５の実施形態と比較して、パッケージ２７０のパッケージベース２７２、リッド２７３の平面サイズを小さくでき、厚さを薄くできる。
この結果、ジャイロセンサー６は、第５の実施形態と比較して、平面サイズがさらに小さく、総厚がさらに薄くなったジャイロセンサーを提供できる。
また、センサーデバイス１０１は、リード３０に係わる部分を除き、センサーデバイス１と同様の効果を奏することができる。

なお、ジャイロセンサー６の製造方法は、ジャイロセンサー３の製造方法に準じ、パッケージ準備工程Ｓ４０と、センサーデバイス準備工程Ｓ４１と、センサーデバイス実装工程Ｓ４２と、リッド接合工程Ｓ４３とを含んでいる（図１４参照）。
そして、ジャイロセンサー６の製造方法は、センサーデバイス準備工程Ｓ４１及びセンサーデバイス実装工程Ｓ４２において、センサーデバイス１０１を１つ用意し、パッケージベース２７２（パッケージ２７０）の内部に配置し収納する。
これによれば、ジャイロセンサー６の製造方法は、上記の効果を奏するジャイロセンサー６を製造し、提供することができる。

なお、第３の実施形態のジャイロセンサー３は、センサーデバイス１に代えて、センサーデバイス１０１を用いることができる。
これによれば、ジャイロセンサー３は、センサーデバイス１０１にリード３０がないことから、パッケージ７０の小型化を図ることができる。

なお、上記各実施形態及び変形例では、振動ジャイロ素子２０の基材を水晶としたが、これに限定するものではなく、例えば、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ₃）、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ₂Ｂ₄Ｏ₇）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ₃）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの圧電体、または酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの圧電体を被膜として備えたシリコンなどであってもよい。

また、上記各実施形態及び変形例では、各センサーデバイスのセンサー素子として振動ジャイロ素子２０を例に挙げたが、これに限定するものではなく、例えば、加速度に反応する加速度感知素子、圧力に反応する圧力感知素子、重さに反応する重量感知素子などでもよい。
また、上記第３〜第５の実施形態及び変形例では、モーションセンサーとしてジャイロセンサーを例に挙げたが、これに限定するものではなく、例えば、上記加速度感知素子を備えたセンサーデバイスを用いた加速度センサー、圧力感知素子を備えたセンサーデバイスを用いた圧力センサー、重量感知素子を備えたセンサーデバイスを用いた重量センサーなどでもよい。

１，２…センサーデバイス、３〜６…モーションセンサーとしてのジャイロセンサー、１０…半導体基板としてのシリコン基板、１０ａ…能動面、１０ｂ…非能動面、１１…第１の電極、１２…外部接続端子、１３…接続用端子、１４…第１絶縁層、１４ａ…開口部、１５…応力緩和層、１６…再配置配線としての配線、１７…第２絶縁層、１７ａ…開口部、２０…センサー素子としての振動ジャイロ素子、２０ａ…一方の主面、２０ｂ…他方の主面、２１…基部、２２ａ，２２ｂ…振動部としての検出用振動腕、２３ａ，２３ｂ…連結腕、２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂ…振動部としての駆動用振動腕、２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂ，２８ａ，２８ｂ…重り部、２９…接続電極としての引き出し電極、３０…リード、３１…接続面、３２…接続部、３４…一端部、３５…リードフレーム、３６…フレーム、３６ａ，３６ｂ…フレームの辺、４０…ワイヤー、５０…絶縁性接着剤、５１，５２…接合部材、７０…パッケージ、７１…凹部、７２…パッケージベース、７３…リッド、７４…底面、７４ａ…外部端子、７５…内底面、７６ａ，７６ｂ，７６ｃ…内部電極、１０１…センサーデバイス、１７０…パッケージ、１７２…パッケージベース、１７３…リッド、２７０…パッケージ、２７２…パッケージベース、２７３…リッド。

Claims

半導体基板と、
前記半導体基板の能動面側に設けられた第１の電極と、
前記第１の電極に電気的に接続されて前記能動面側に設けられた外部接続端子と、
前記半導体基板と前記外部接続端子との間に設けられた応力緩和層と、
前記半導体基板の前記能動面側に設けられた接続用端子と、
基部と該基部から延伸された振動部と接続電極とを備えたセンサー素子と、を有し、
前記センサー素子は、前記接続電極と前記外部接続端子との接続によって前記半導体基板に保持されていることを特徴とするセンサーデバイス。
請求項１に記載のセンサーデバイスにおいて、
前記第１の電極と前記外部接続端子との電気的接続が、前記能動面側に設けられた再配置配線によってなされていることを特徴とするセンサーデバイス。
請求項１または請求項２に記載のセンサーデバイスにおいて、
前記外部接続端子は、突起電極であることを特徴とするセンサーデバイス。
半導体基板と、
前記半導体基板の能動面側に設けられた第１の電極と、
前記第１の電極に電気的に接続されて前記能動面側に設けられた外部接続端子と、
前記半導体基板と前記外部接続端子との間に設けられた応力緩和層と、
前記半導体基板の前記能動面側に設けられた接続用端子と、
基部と該基部から延伸された振動部と接続電極とを備えたセンサー素子と、
前記半導体基板の前記能動面と対向する面側に設けられた複数のリードと、を有し、
前記接続用端子は、前記リードと電気的に接続されており、
前記センサー素子は、前記接続電極と前記外部接続端子との接続によって前記半導体基板に保持されていることを特徴とするセンサーデバイス。
請求項４に記載のセンサーデバイスにおいて、
前記第１の電極と前記外部接続端子との電気的接続が、前記能動面側に設けられた再配置配線によってなされていることを特徴とするセンサーデバイス。
請求項４または請求項５に記載のセンサーデバイスにおいて、
前記外部接続端子は、突起電極であることを特徴とするセンサーデバイス。
請求項４ないし請求項６のいずれか一項に記載のセンサーデバイスにおいて、
前記リードは、前記センサー素子の主面との成す角度が、略直角となるように折り曲げられていることを特徴とするセンサーデバイス。
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のセンサーデバイスと、
前記センサーデバイスを収納するパッケージと、を有し、
前記センサーデバイスが、前記パッケージに収納されていることを特徴とするモーションセンサー。
請求項４ないし請求項７のいずれか一項に記載のセンサーデバイスと、
前記センサーデバイスを収納するパッケージと、を有し、
前記センサーデバイスが、前記パッケージに収納されていることを特徴とするモーションセンサー。
請求項４ないし請求項７のいずれか一項に記載の複数のセンサーデバイスと、
前記複数のセンサーデバイスを収納するパッケージと、を有し、
前記複数のセンサーデバイスは、前記各センサー素子の主面同士の成す角度が略直角となるように前記パッケージ内に配置され、収納されていることを特徴とするモーションセンサー。
請求項１０に記載のモーションセンサーにおいて、
少なくとも１つの前記センサー素子の主面は、前記パッケージの外部部材に接続される被接続面と略平行であることを特徴とするモーションセンサー。
半導体基板の能動面側に第１の電極を設ける工程と、
前記半導体基板の前記能動面側に応力緩和層を設ける工程と、
前記応力緩和層上に前記第１の電極と電気的に接続される外部接続端子を設ける工程と、
前記半導体基板の前記能動面側に接続用端子を設ける工程と、
基部と該基部から延伸された振動部と接続電極とを備えたセンサー素子を用意する工程と、
前記半導体基板の前記外部接続端子と前記センサー素子の前記接続電極とを接続する工程と、を含むことを特徴とするセンサーデバイスの製造方法。
半導体基板の能動面側に第１の電極を設ける工程と、
前記半導体基板の前記能動面側に応力緩和層を設ける工程と、
前記応力緩和層上に前記第１の電極と電気的に接続される外部接続端子を設ける工程と、
前記半導体基板の前記能動面側に接続用端子を設ける工程と、
複数のリードを含むリードフレームを用意する工程と、
前記半導体基板の前記能動面に対向する面側を前記複数のリードに跨るように接続する工程と、
前記半導体基板の前記接続用端子と前記リードとを接続する工程と、
基部と該基部から延伸された振動部と接続電極とを備えたセンサー素子を用意する工程と、
前記半導体基板の前記外部接続端子と前記センサー素子の前記接続電極とを接続する工程と、を含むことを特徴とするセンサーデバイスの製造方法。
請求項１３に記載のセンサーデバイスの製造方法において、
さらに、前記リードを、前記センサー素子の主面との成す角度が、略直角となるように折り曲げる工程を含むことを特徴とするセンサーデバイスの製造方法。
半導体基板と、前記半導体基板の能動面側に設けられた第１の電極と、前記第１の電極に電気的に接続されて前記能動面側に設けられた外部接続端子と、前記半導体基板と前記外部接続端子との間に設けられた応力緩和層と、前記半導体基板の前記能動面側に設けられた接続用端子と、基部と該基部から延伸された振動部と接続電極とを備え前記接続電極と前記外部接続端子との接続によって前記半導体基板に保持されているセンサー素子と、を有するセンサーデバイスを用意する工程と、
前記センサーデバイスを収納するパッケージを用意する工程と、
前記センサーデバイスを、前記パッケージ内に収納する工程と、を含むことを特徴とするモーションセンサーの製造方法。
半導体基板と、前記半導体基板の能動面側に設けられた第１の電極と、前記第１の電極に電気的に接続されて前記能動面側に設けられた外部接続端子と、前記半導体基板と前記外部接続端子との間に設けられた応力緩和層と、前記半導体基板の前記能動面側に設けられた接続用端子と、基部と該基部から延伸された振動部と接続電極とを備えたセンサー素子と、前記半導体基板の前記能動面と対向する面側に設けられた複数のリードと、を有し、前記接続用端子が、前記リードと電気的に接続され、前記センサー素子が、前記接続電極と前記外部接続端子との接続によって前記半導体基板に保持されているセンサーデバイスを用意する工程と、
前記センサーデバイスを収納するパッケージを用意する工程と、
前記センサーデバイスを、前記パッケージ内に収納する工程と、を含むことを特徴とするモーションセンサーの製造方法。
半導体基板と、前記半導体基板の能動面側に設けられた第１の電極と、前記第１の電極に電気的に接続されて前記能動面側に設けられた外部接続端子と、前記半導体基板と前記外部接続端子との間に設けられた応力緩和層と、前記半導体基板の前記能動面側に設けられた接続用端子と、基部と該基部から延伸された振動部と接続電極とを備えたセンサー素子と、前記半導体基板の前記能動面と対向する面側に設けられた複数のリードと、を有し、前記接続用端子が、前記リードと電気的に接続され、前記センサー素子が、前記接続電極と前記外部接続端子との接続によって前記半導体基板に保持されているセンサーデバイスを複数用意する工程と、
前記複数のセンサーデバイスを収納するパッケージを用意する工程と、
前記複数のセンサーデバイスを、前記各センサー素子の主面同士の成す角度が略直角となるように前記パッケージ内に配置し、収納する工程と、を含むことを特徴とするモーションセンサーの製造方法。