JP2012088137A - センサーモジュール、センサーデバイス、センサーモジュールの製造方法及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】多軸に対応したセンサーモジュール及びそれを備えたセンサーデバイスの提供。
【解決手段】センサーモジュール１は、互いに直交する３つの支持面１１，１２，１３を有する支持部材１０と、能動面２１側に接続端子２２を有し、能動面２１に沿った非能動面２９側が支持部材１０の各支持面１１，１２，１３に取り付けられたＩＣチップ２０と、基部３１と基部３１から延伸された振動腕と接続電極３９とを有する振動ジャイロ素子３０と、ＩＣチップ２０と振動ジャイロ素子３０との間に配置され一方の面５０ａがＩＣチップ２０に取り付けられた中継基板５０と、を備え、振動ジャイロ素子３０は、中継基板５０の一方の面５０ａに沿った他方の面５０ｂ側に配置され、一方の主面３０ａが支持面１１，１２，１３に沿うように、接続電極３９が中継基板５０に取り付けられ、中継基板５０を介して接続電極３９がＩＣチップ２０の接続端子２２に接続されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、センサーモジュール、センサーデバイス、センサーモジュールの製造方法及びセンサーモジュールを備えた電子機器に関する。

従来、加速度や角速度などをセンシングするセンサーデバイスにおいては、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モジュール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、ＩＣチップという）と、を備えたセンサーモジュールが、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、ＩＣチップ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、ＩＣチップと空隙を保ち該ＩＣチップ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）

ところで、特許文献１のジャイロセンサー（以下、センサーデバイスという）は、１軸に対応したセンサーデバイスとして、センサーモジュールのセンサー素子の主面が、パッケージの底面と略平行になるように配置されている。
近年は、このような１軸に対応したものだけでなく、互いに交差する２軸または３軸に対応したセンサーデバイスが要求されている。

この互いに交差する２軸または３軸に対応するためには、例えば、特許文献１のような１軸に対応したセンサーデバイスを２個または３個用意し、各センサーデバイスを各軸に対応した姿勢で対象機器に実装する構成が考えられる。
この結果、対象機器におけるセンサーデバイスの実装スペースは、相当程度の広さが必要となることから、対象機器の小型化の阻害要因となる虞がある。
また、上記構成では、パッケージが２個または３個必要なことから、パッケージが１個の場合と比較して、コスト面において割高になるという問題がある。
また、上記構成では、センサーデバイス間の検出軸（センシング軸：例えば、センサー素子の主面に直交する軸）の直交度が、対象機器における各センサーデバイスの実装精度（各パッケージの取り付け角度の精度）に少なからず依存するという問題がある。

また、１軸に対応したセンサーデバイスにおいても、センサー素子の種類によっては、主面をパッケージの底面に対して直交または傾斜する姿勢となるように配置しなければならないものがあり、センサー素子の新たな実装構造の提供が求められている。

本発明は、上記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モジュールは、第１基準平面に平行な第１支持面と、前記第１基準平面に対して直交または傾斜した第２基準平面に平行な第２支持面と、を有した支持部材と、一面側に接続端子を有し、前記一面側または前記一面に沿った他面側が前記第１支持面及び前記第２支持面の少なくとも一方に取り付けられたＩＣチップと、接続電極を有したセンサー素子と、前記ＩＣチップと前記センサー素子との間に配置され、一方の面が前記ＩＣチップに取り付けられた中継基板と、を備え、前記センサー素子は、前記中継基板の前記一方の面に沿った他方の面側に配置され、主面が前記支持部材の前記第１支持面及び前記第２支持面のうち、前記ＩＣチップが取り付けられた支持面に沿うように、前記接続電極が前記中継基板に取り付けられ、前記中継基板を介して前記接続電極が前記ＩＣチップの前記接続端子に接続されたことを特徴とする。

これによれば、センサーモジュールは、支持部材の互いに直交または傾斜した第１支持面及び第２支持面（以下、第１支持面、第２支持面、後述する第３支持面を、単に支持面または各支持面ともいう）にＩＣチップが取り付けられ、ＩＣチップに中継基板が取り付けられ、中継基板にセンサー素子が取り付けられている。
この際、センサーモジュールは、センサー素子の主面が、ＩＣチップが取り付けられた支持面に沿うように取り付けられていることから、センサー素子の主面が、互いに直交または傾斜することとなる。
このことから、センサーモジュールは、例えば、１つのパッケージの内部に収納されることで、２軸に対応したセンサーデバイスを提供できる。
したがって、センサーモジュールは、２軸に対応したセンサーデバイスの実装スペースを、従来の１軸に対応したセンサーデバイスを２個用いていた構成と比較して、相当程度狭くできることから、対象機器の更なる小型化を図ることが可能となる。

また、センサーモジュールは、２軸に対応したセンサーデバイスを１つのパッケージで提供できることから、従来の１軸に対応したセンサーデバイスを２個用いていた構成と比較して、パッケージに関わるコストを低減できる。

また、センサーモジュールは、２軸に対応したセンサーデバイスを１つのパッケージで提供できることから、従来の１軸に対応したセンサーデバイスを２個用い、パッケージの取り付け姿勢を本来の取り付け姿勢と変えることで２軸に対応していた構成と比較して、耐衝撃性を向上させることが可能となる。

また、センサーモジュールは、支持部材の互いに直交または傾斜した支持面に主面が沿うようにして、センサー素子が中継基板に取り付けられている。
これにより、センサーモジュールは、センシング軸の交差度が支持部材の加工精度で決まることから、従来のような、センシング軸の交差度が、対象機器における各センサーデバイスの実装精度（各パッケージの取り付け角度の精度）に依存することを解消できる。

また、センサーモジュールは、ＩＣチップとセンサー素子とが中継基板を介して接続されていることから、ＩＣチップとセンサー素子とが直接接続されている場合と比較して、ＩＣチップに対する制約を低減できる。
例えば、センサーモジュールは、センサー素子の接続電極の位置とＩＣチップの接続端子の位置とを合わせる必要がないことから、本来の端子位置と異なる位置に接続端子を形成するための新たな配線層や絶縁層を、ＩＣチップに設けることが不要となる。
また、例えば、センサーモジュールは、ＩＣチップの平面サイズをセンサー素子の平面サイズ（接続電極の配置）に関係なく設定することができる。より具体的には、ＩＣチップの平面サイズをセンサー素子の平面サイズより小さくすることが可能となる。
これらのことから、センサーモジュールは、ＩＣチップの効率的な設計、製造が可能となる。

また、センサーモジュールは、支持部材の互いに直交または傾斜した支持面のうち、例えば、パッケージへの接合面と交差する１つの支持面に、中継基板を介してセンサー素子が取り付けられたＩＣチップを１つ取り付ける構成とすることができる。
これにより、センサーモジュールは、センサー素子の主面をパッケージの底面に対して交差する姿勢で取り付ける１軸に対応したセンサーデバイスにおける、センサー素子の新たな実装構造を提供できる。

［適用例２］上記適用例にかかるセンサーモジュールにおいて、前記支持部材は、前記第１基準平面及び前記第２基準平面に対して直交または傾斜した第３基準平面に平行な第３支持面を有し、前記ＩＣチップが、前記第３支持面に取り付けられ、前記センサー素子は、前記中継基板の前記一方の面に沿った他方の面側に配置され、前記主面が前記第３支持面に沿うように、前記接続電極が前記中継基板に取り付けられ、前記中継基板を介して前記接続電極が前記ＩＣチップの前記接続端子に接続されたことが好ましい。

これによれば、センサーモジュールは、支持部材が第１支持面及び第２支持面に加えて、第３支持面を有し、ＩＣチップが第３支持面に取り付けられ、センサー素子の主面が第３支持面に沿うように、センサー素子が中継基板に取り付けられている。
このことから、センサーモジュールは、例えば、１つのパッケージの内部に収納されることで、３軸に対応したセンサーデバイスを提供できる。
したがって、センサーモジュールは、３軸に対応したセンサーデバイスの実装スペースを、従来の１軸に対応したセンサーデバイスを３個用いていた構成と比較して、相当程度狭くできることから、対象機器の更なる小型化を図ることが可能となる。

また、センサーモジュールは、３軸に対応したセンサーデバイスを１つのパッケージで提供できることから、従来の１軸に対応したセンサーデバイスを３個用いていた構成と比較して、パッケージに関わるコストを低減できる。

また、センサーモジュールは、３軸に対応したセンサーデバイスを１つのパッケージで提供できることから、従来の１軸に対応したセンサーデバイスを３個用い、パッケージの取り付け姿勢を本来の取り付け姿勢と変えることで３軸に対応していた構成と比較して、耐衝撃性を向上させることが可能となる。

［適用例３］上記適用例にかかるセンサーモジュールにおいて、前記中継基板は可撓性を有し、外部接続端子を備えたことが好ましい。

これによれば、センサーモジュールは、中継基板が可撓性を有し、外部接続端子を備えたことから、中継基板の姿勢に関わらず、中継基板を折り曲げて部分的に水平状態にすることが可能となる。
このことから、センサーモジュールは、水平状態の中継基板の外部接続端子を介して、例えば、パッケージなどの外部部材との接続を容易に行うことができる。
この結果、センサーモジュールは、センサーモジュールを備えたセンサーデバイスを含めて、生産性を向上させることができる。
加えて、センサーモジュールは、後述する適用例４のようなフレキシブル配線基板が不要となることから、製造コストを低減できる。

［適用例４］上記適用例１または適用例２にかかるセンサーモジュールにおいて、前記中継基板は外部接続端子を有し、前記外部接続端子には、フレキシブル配線基板が取り付けられたことが好ましい。

これによれば、センサーモジュールは、中継基板が外部接続端子を有し、外部接続端子には、フレキシブル配線基板が取り付けられている。
このことから、センサーモジュールは、中継基板の姿勢に関わらず、フレキシブル配線基板を折り曲げて部分的に水平状態にすることが可能となる。
これにより、センサーモジュールは、フレキシブル配線基板を介して、例えば、パッケージなどの外部部材との接続を容易に行うことができる。
この結果、センサーモジュールは、センサーモジュールを備えたセンサーデバイスを含めて、生産性を向上させることができる。
また、センサーモジュールは、中継基板に可撓性が不要なことから、上記適用例３と比較して、中継基板の剛性を向上させることができる。

［適用例５］上記適用例にかかるセンサーモジュールにおいて、前記中継基板は、前記他方の面側に突出した突起電極を有し、前記突起電極が前記センサー素子の前記接続電極と接続されたことが好ましい。

これによれば、センサーモジュールは、中継基板が他方の面側に突出した突起電極を有していることから、センサー素子と中継基板との間に隙間を設けることが可能となり、センサー素子と中継基板との接触を確実に回避することができる。
これにより、センサーモジュールは、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６］上記適用例にかかるセンサーモジュールにおいて、前記ＩＣチップは、前記支持部材の前記第１支持面ないし前記第３支持面のうち、隣り合う２つの支持面であって、前記２つの支持面に直交する直線が互いに遠ざかるように延びる側となる前記２つの支持面に取り付けられたことが好ましい。

これによれば、センサーモジュールは、ＩＣチップが、支持部材の各支持面のうち、隣り合う２つの支持面であって、２つの支持面に直交する直線が互いに遠ざかるように延びる側となる２つの支持面に取り付けられたことから、支持面同士が接近しても、ＩＣチップ、センサー素子、中継基板が互いに干渉することを回避できる。
したがって、センサーモジュールは、各構成要素をより接近させて配置できることから、さらなる小型化を図ることができる。

［適用例７］上記適用例にかかるセンサーモジュールにおいて、前記第１支持面ないし前記第３支持面の少なくとも１つには、凹部が設けられたことが好ましい。

これによれば、センサーモジュールは、各支持面の少なくとも１つに凹部が設けられたことから、ＩＣチップを凹部に配置することにより、ＩＣチップを各支持面の所定の位置に精度よく取り付けることができる。

［適用例８］本適用例にかかるセンサーデバイスは、上記適用例のいずれか一例に記載のセンサーモジュールと、前記センサーモジュールを収納するパッケージと、を有し、前記センサーモジュールが、前記パッケージ内に収納されたことを特徴とする。

これによれば、センサーデバイスは、上記適用例のいずれか一例に記載のセンサーモジュールが、パッケージ内に収納されたことから、上記適用例のいずれか一例に記載された効果を奏するセンサーデバイスを提供できる。

［適用例９］本適用例にかかる電子機器は、上記適用例のいずれか一例に記載のセンサーモジュールを備えたことを特徴とする。

これによれば、電子機器は、上記適用例のいずれか一例に記載のセンサーモジュールを備えたことから、上記適用例のいずれか一例に記載された効果を奏する電子機器を提供できる。

［適用例１０］本適用例にかかるセンサーモジュールの製造方法は、第１基準平面に平行な第１支持面と、前記第１基準平面に対して直交または傾斜した第２基準平面に平行な第２支持面と、を有した支持部材を用意する工程と、一面と該一面に沿った他面とを備え、前記一面側に接続端子を有したＩＣチップを用意する工程と、接続電極を有したセンサー素子を用意する工程と、一方の面と前記一方の面に沿った他方の面とを備えた中継基板を用意する工程と、前記支持部材、前記ＩＣチップ、前記センサー素子及び前記中継基板を収納するパッケージを用意する工程と、前記中継基板の前記一方の面に前記ＩＣチップを取り付け、前記ＩＣチップの前記接続端子と前記中継基板とを接続する工程と、前記中継基板の前記他方の面に前記センサー素子を配置し、前記センサー素子の主面が前記他方の面または前記一方の面に沿うように、前記センサー素子の前記接続電極を前記中継基板に取り付け、前記中継基板を介して前記センサー素子の前記接続電極と前記ＩＣチップの前記接続端子とを接続する工程と、前記センサー素子及び前記ＩＣチップの少なくとも一方の調整及び特性検査を行う工程と、前記中継基板を介して前記センサー素子が取り付けられた前記ＩＣチップを具備してなるセンサーユニットの、前記ＩＣチップの前記一面側または前記他面側を、前記支持部材の前記第１支持面と前記第２支持面とのうち、前記パッケージの支持部材接合面に対して直交または傾斜した基準平面に平行となる支持面の少なくとも１つに取り付ける工程と、前記センサーユニットが取り付けられた前記支持部材を、前記パッケージの前記支持部材接合面に取り付ける工程と、前記支持部材接合面に取り付けられた前記支持部材の前記第１支持面と前記第２支持面とのうち、前記支持部材接合面に沿った支持面に、別の前記センサーユニットの前記ＩＣチップの前記一面側または前記他面側を取り付ける工程と、を含むことを特徴とする。

これによれば、センサーモジュールの製造方法は、センサーユニットを、支持部材の各支持面のうち、パッケージの支持部材接合面に対して直交または傾斜した支持面に、先に取り付ける。
これによって、センサーモジュールの製造方法は、センサーユニットを後から取り付ける、支持部材におけるパッケージの支持部材接合面に沿った支持面を、例えば吸着装置などで保持することが可能となることから、支持部材の取り扱いが容易となる。
この結果、センサーモジュールの製造方法は、支持部材のパッケージへの取り付けが容易となることから、生産性を向上させることができる。

第１実施形態のセンサーモジュールの概略構成を示す模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の矢印Ａ方向から見た側面図。 （ａ）は、図１（ａ）の矢印Ｂ方向から見た側面図であり、（ｂ）は、図１（ａ）の矢印Ｃ方向から見た側面図。 図１（ａ）のＤ−Ｄ線での断面図。 センサー素子の拡大平面図。 振動ジャイロ素子の動作を説明する模式平面図。 （ａ）、（ｂ）は、振動ジャイロ素子の検出振動状態を示す模式平面図。 センサーモジュールの要部拡大断面図。 第２実施形態のセンサーモジュールの概略構成を示す模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の矢印Ｊ方向から見た側面図。 第３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（蓋）側から俯瞰した平面図、（ｂ）は（ａ）のＫ−Ｋ線での断面図。 ジャイロセンサーの製造工程を示すフローチャート。 支持部材準備工程を説明する模式斜視図。 ＩＣチップ接合工程を説明する要部模式断面図。 振動ジャイロ素子接合工程を説明する模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図。 センサーユニット第１接合工程を説明する模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の矢印Ｍ方向から見た側面図。 支持部材接合工程を説明する模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＮ−Ｎ線での断面図。 センサーユニット第２接合工程を説明する模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＰ−Ｐ線での断面図。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１、図２は、第１実施形態のセンサーモジュールの概略構成を示す模式図である。図１（ａ）は、平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の矢印Ａ方向から見た側面図である。図２（ａ）は、図１（ａ）の矢印Ｂ方向から見た側面図であり、図２（ｂ）は、図１（ａ）の矢印Ｃ方向から見た側面図である。
図３は、図１（ａ）のＤ−Ｄ線での断面図であり、図４は、センサー素子の拡大平面図である。

図１、図２に示すように、センサーモジュール１は、支持部材１０と、３つのＩＣチップ２０と、センサー素子としての３つの振動ジャイロ素子（ジャイロ振動片）３０と、３つの中継基板５０とを備えている。

支持部材１０は、構造用鋼、ステンレス鋼、銅、黄銅、燐青銅、洋伯などの金属からなり、平面形状が略Ｌ字状（逆Ｌ字状）の平板を、Ｌ字の屈曲部分で曲げ方向が互いに直交するように２箇所が直角に曲げ起こされている。
これにより、支持部材１０は、図示しない第１基準平面に平行な第１支持面としての支持面１１と、第１基準平面に対して直交した図示しない第２基準平面に平行な第２支持面としての支持面１２と、第１基準平面及び第２基準平面に対して直交した図示しない第３基準平面に平行な第３支持面としての支持面１３と、を有した構成となっている。

支持部材１０は、支持面１１と支持面１２との成す角度θ１、支持面１２と支持面１３との成す角度θ２及び支持面１１と支持面１３との成す角度θ３が、共に９０度（直角）となっている。なお、角度θ１〜θ３については、センシング機能に影響を及ぼさない範囲で多少の誤差は許容される（例えば、０度〜２度程度）。
なお、支持面１２と支持面１３とは、隣り合う支持面であって、支持面１２に直交する直線と支持面１３に直交する直線とが、互いに遠ざかるように延びる側にある。

図３、図１（ｂ）に示すように、ＩＣチップ２０は、一面としての能動面２１側に接続端子２２を有している。
ＩＣチップ２０は、能動面２１の反対側の面であって、能動面２１に沿った他面としての非能動面２９が、支持部材１０の各支持面１１，１２，１３に、ポリイミド系、エポキシ系などの絶縁性接着剤５５により絶縁された状態で取り付けられている。
そして、ＩＣチップ２０は、能動面２１側に設けられた接続端子２２が金属バンプ５６を介して中継基板５０の一方の面５０ａに設けられた第１中継端子５１に取り付けられている（接続されている）。

詳述すると、ＩＣチップ２０には、能動面２１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３０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３０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。
ＩＣチップ２０は、能動面２１側に設けられた接続端子２２と、接続端子２２と集積回路とを導通させる配線２３とを備えている。
ＩＣチップ２０の能動面２１上には、パッシベーション膜となる絶縁層２４が形成されている。接続端子２２は、この絶縁層２４の開口部から外側に露出した状態となっている。

ＩＣチップ２０の接続端子２２は、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ハンダボールなどの金属バンプ５６を介して、フリップチップ実装法により中継基板５０の一方の面５０ａに設けられた第１中継端子５１に取り付けられている。
なお、ＩＣチップ２０と中継基板５０との間の空間には、補強及び保護のためにエポキシ樹脂を主成分としたアンダーフィルが充填されていてもよい。
なお、接続端子２２、配線２３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。

また、絶縁層２４には、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）、酸化珪素（ＳｉＯ₂）、窒化珪素（Ｓｉ₃Ｎ₄）などが用いられる。
なお、一部の図では、便宜的にＩＣチップ２０の中継基板５０側の表面（絶縁層２４）を能動面２１と表記している。

中継基板５０は、例えば、ポリイミドのような可撓性を有する樹脂を用い、両面に図示しない配線パターンが設けられた略矩形平板状の基板である。
中継基板５０は、各ＩＣチップ２０と各振動ジャイロ素子３０との間に配置され、一方の面５０ａが、一方の面５０ａに設けられた第１中継端子５１を介してＩＣチップ２０に取り付けられている。
中継基板５０の一方の面５０ａに沿った（略平行な）他方の面５０ｂには、第１中継端子５１と導通接続された第２中継端子５２が設けられている。また、中継基板５０の一方の面５０ａには、外周近傍に外部接続端子５３が設けられている。

第２中継端子５２は、後述する振動ジャイロ素子３０の接続電極３９と、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ハンダボールなどの、他方の面５０ｂ側に突出した突起電極としての金属バンプ５７を介して接続されている。
これにより、センサーモジュール１は、接続電極３９と接続された金属バンプ５７が突起電極となっていることから、振動ジャイロ素子３０と中継基板５０との間に十分な隙間が設けられている。
外部接続端子５３は、第１中継端子５１及び第２中継端子５２の少なくとも一部と導通接続されており、パッケージなどの外部部材と接続される。

中継基板５０の第１中継端子５１、第２中継端子５２、外部接続端子５３は、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、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、図１、図２では、中継基板５０の外部接続端子５３部分の幅が、他の部分と同じ幅に形成されているが、外部接続端子５３間のピッチを広くするために、他の部分の幅より広くなるように形成されてもよく、中継基板５０の小型化を図るために、他の部分の幅より狭くなるように形成されてもよい。

図４に示すように、振動ジャイロ素子３０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３０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３０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７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３０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３０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。

振動ジャイロ素子３０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３０は、中心部分に位置する基部３１と、基部３１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３２ａ，３２ｂと、検出用振動腕３２ａ，３２ｂと直交するように、基部３１からＸ軸に沿って延伸された１対の連結腕３３ａ，３３ｂと、検出用振動腕３２ａ，３２ｂと略平行になるように、各連結腕３３ａ，３３ｂ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３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂとを備えている。

また、振動ジャイロ素子３０は、基部３１から各振動腕間を通って延伸された支持腕３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂと、同方向に延伸された支持腕３６ａ，３７ａの先端部に跨って設けられた支持部３８ａと、同方向に延伸された支持腕３６ｂ，３７ｂの先端部に跨って設けられた支持部３８ｂとを備えている。
支持部３８ａ，３８ｂは、１対の連結腕３３ａ，３３ｂに沿って各振動腕の先端越しに延在している。

また、振動ジャイロ素子３０は、検出用振動腕３２ａ，３２ｂに、図示しない検出電極が形成され、駆動用振動腕３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ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３０は、検出用振動腕３２ａ，３２ｂで、角速度を検出する検出振動系を構成し、連結腕３３ａ，３３ｂと駆動用振動腕３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂとで、振動ジャイロ素子３０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３２ａ，３２ｂのそれぞれの先端部には、重り部３２ｃ，３２ｄが形成され、駆動用振動腕３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂのそれぞれの先端部には、重り部３４ｃ，３４ｄ，３５ｃ，３５ｄが形成されている。
これにより、振動ジャイロ素子３０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３０は、平面視において、中継基板５０と重なるように中継基板５０の他方の面５０ｂ側に配置されている（図１参照）。
なお、振動ジャイロ素子３０は、基部３１、各振動腕、各支持部を含む平板の表裏面を主面とする。本実施形態では、外部（中継基板５０）と電気的に接続される面を一方の主面３０ａといい、一方の主面３０ａと対向する面（反対側の面）を他方の主面３０ｂという。

振動ジャイロ素子３０の支持部３８ａ，３８ｂの一方の主面３０ａ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３９が設けられている。
振動ジャイロ素子３０は、一方の主面３０ａ（他方の主面３０ｂ）が、支持部材１０の各支持面１１，１２，１３に沿う（略平行になる）ようにして、各接続電極３９が中継基板５０の各第２中継端子５２に取り付けられている（電気的及び機械的に接続されている）。
換言すれば、振動ジャイロ素子３０は、一方の主面３０ａ（他方の主面３０ｂ）が、中継基板５０の一方の面５０ａまたは他方の面５０ｂに沿うようにして、各接続電極３９が中継基板５０の各第２中継端子５２に取り付けられている（電気的及び機械的に接続されている）。

この構成により、振動ジャイロ素子３０は、各接続電極３９が金属バンプ５７、中継基板５０の各第２中継端子５２及び各第１中継端子５１、金属バンプ５６を介して、ＩＣチップ２０の接続端子２２に接続されている。
これにより、ＩＣチップ２０に形成された集積回路は、振動ジャイロ素子３０と電気的に接続されている。

ここで、センサーモジュール１の振動ジャイロ素子３０の動作について説明する。
図５及び図６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５は駆動振動状態を示し、図６（ａ）、図６（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５及び図６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、各支持腕、各支持部は省略してある。

図５において、振動ジャイロ素子３０の駆動振動状態を説明する。
まず、ＩＣチップ２０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３０は角速度が加わらない状態において、駆動用振動腕３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ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３０にＺ軸回りの角速度ωが加わると、振動ジャイロ素子３０は、図６に示すような振動を行う。
まず、図６（ａ）に示すように、駆動振動系を構成する駆動用振動腕３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ及び連結腕３３ａ，３３ｂには、矢印Ｆ方向のコリオリ力が働く。また同時に、検出用振動腕３２ａ，３２ｂは、矢印Ｆ方向のコリオリ力に呼応して、矢印Ｈ方向に変形する。

その後、図６（ｂ）に示すように、駆動用振動腕３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ及び連結腕３３ａ，３３ｂには、矢印Ｆ’方向に戻る力が働く。また同時に、検出用振動腕３２ａ，３２ｂは、矢印Ｆ’方向の力に呼応して、矢印Ｈ’方向に変形する。
振動ジャイロ素子３０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Ｆ，Ｆ’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３０は、検出用振動腕３２ａ，３２ｂ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Ｚ軸回りの角速度ωが求められる。

本実施形態では、ＩＣチップ２０に、中継基板５０を介して振動ジャイロ素子３０が取り付けられ、ＩＣチップ２０と振動ジャイロ素子３０とが中継基板５０を介して電気的に接続されたものを便宜的にセンサーユニットという。
換言すれば、センサーユニットとは、中継基板５０を介して振動ジャイロ素子３０が取り付けられたＩＣチップ２０を具備してなるものである。
そして、支持部材１０の支持面１１に取り付けられたセンサーユニットをセンサーユニット１０１と表記し、支持面１２に取り付けられたセンサーユニットをセンサーユニット１０２と表記し、支持面１３に取り付けられたセンサーユニットをセンサーユニット１０３と表記する。

図１、図２に戻って、Ｘ’軸、Ｙ’軸及びＺ’軸は、互いに直交する軸である。そして、支持部材１０の支持面１１は、Ｚ’軸に直交し、支持面１２は、Ｘ’軸に直交し、支持面１３は、Ｙ’軸に直交している。
これにより、支持面１１に取り付けられたセンサーユニット１０１は、振動ジャイロ素子３０の一方の主面３０ａ（他方の主面３０ｂ）がＺ’軸に直交することから、Ｚ’軸に対する角速度を検出することができる。
同様に、支持面１２に取り付けられたセンサーユニット１０２は、振動ジャイロ素子３０の一方の主面３０ａ（他方の主面３０ｂ）がＸ’軸に直交することから、Ｘ’軸に対する角速度を検出することができる。
また、同様に、支持面１３に取り付けられたセンサーユニット１０３は、振動ジャイロ素子３０の一方の主面３０ａ（他方の主面３０ｂ）がＹ’軸に直交することから、Ｙ’軸に対する角速度を検出することができる。
したがって、センサーユニット１０１，１０２，１０３を備えたセンサーモジュール１は、互いに直交するＸ’軸、Ｙ’軸及びＺ’軸の３軸に対する角速度を検出することができる。

上述したように、第１実施形態のセンサーモジュール１は、支持部材１０の互いに直交する３つの支持面１１，１２，１３にＩＣチップ２０がそれぞれ取り付けられ、各ＩＣチップ２０に中継基板５０が取り付けられ、中継基板５０に振動ジャイロ素子３０が取り付けられている。
この際、センサーモジュール１は、振動ジャイロ素子３０の一方の主面３０ａ（他方の主面３０ｂ）が、支持部材１０の支持面１１，１２，１３に沿うように取り付けられていることから、センサーユニット１０１，１０２，１０３の振動ジャイロ素子３０の一方の主面３０ａ（他方の主面３０ｂ）が、互いに直交するＸ’軸、Ｙ’軸及びＺ’軸に直交することとなる。

このことから、センサーモジュール１は、例えば、１つのパッケージの内部に収納されることで、３軸に対応したセンサーデバイス（ジャイロセンサー）を提供できる。
したがって、センサーモジュール１は、３軸に対応したセンサーデバイスの実装スペースを、従来の１軸に対応したセンサーデバイスを３個用いていた構成と比較して、相当程度狭くできることから、対象機器の更なる小型化を図ることが可能となる。

また、センサーモジュール１は、３軸に対応したセンサーデバイスを１つのパッケージで提供できることから、従来の１軸に対応したセンサーデバイスを３個用いていた構成と比較して、パッケージに関わるコストを低減できる。

また、センサーモジュール１は、３軸に対応したセンサーデバイスを１つのパッケージで提供できることから、従来の１軸に対応したセンサーデバイスを複数用い、パッケージの取り付け姿勢を本来の取り付け姿勢と変えることで３軸に対応していた構成と比較して、耐衝撃性を向上させることが可能となる。

また、センサーモジュール１は、支持部材１０の互いに直交する３つの支持面１１，１２，１３に、一方の主面３０ａ（他方の主面３０ｂ）が沿うようにして振動ジャイロ素子３０が、中継基板５０に取り付けられている。
これにより、センサーモジュール１は、センシング軸（Ｘ’軸、Ｙ’軸、Ｚ’軸）の直交度が支持部材１０の加工精度（角度θ１，θ２，θ３の精度）で決まることから、従来のような、センシング軸の直交度が、対象機器における各センサーデバイスの実装精度（パッケージの取り付け角度の精度）に依存することを解消できる。

また、センサーモジュール１は、ＩＣチップ２０と振動ジャイロ素子３０とが中継基板５０を介して接続されていることから、ＩＣチップ２０と振動ジャイロ素子３０とが直接接続されている場合と比較して、ＩＣチップ２０に対する制約を低減できる。
例えば、センサーモジュール１は、振動ジャイロ素子３０の接続電極３９の位置とＩＣチップ２０の接続端子２２の位置とを合わせる必要がないことから、本来の端子位置と異なる位置に接続端子２２を形成するための新たな配線層や絶縁層を、ＩＣチップ２０に設けることが不要となる。
また、例えば、センサーモジュール１は、ＩＣチップ２０の平面サイズを振動ジャイロ素子３０の平面サイズ（接続電極３９の配置）に関係なく設定することができる。
より具体的には、センサーモジュール１は、ＩＣチップ２０の平面サイズを振動ジャイロ素子３０の平面サイズより小さくすることができる。
これらのことから、センサーモジュール１は、ＩＣチップ２０の効率的な設計、製造が可能となる。

また、センサーモジュール１は、中継基板５０が可撓性を有することから、中継基板５０の取り付け姿勢に関わらず、中継基板５０を折り曲げて水平状態にすることが可能となる。
このことから、センサーモジュール１は、中継基板５０の水平状態の部分を介して、例えば、パッケージなどの外部部材への取り付け、ＩＣチップ２０及び振動ジャイロ素子３０の特性検査などを容易に行うことができる。
この結果、センサーモジュール１は、センサーモジュール１を備えたセンサーデバイスを含めて、生産性を向上させることができる。
加えて、センサーモジュール１は、後述する第２実施形態のようなフレキシブル配線基板が不要となることから、製造コストを低減できる。

また、センサーモジュール１は、中継基板５０が他方の面５０ｂ側に突出した突起電極としての金属バンプ５７を有していることから、振動ジャイロ素子３０と中継基板５０との間に十分な隙間を設けることが可能となり、振動ジャイロ素子３０と中継基板５０との接触を確実に回避することができる。
これにより、センサーモジュール１は、振動ジャイロ素子３０の安定的な駆動を行うことが可能となる。

また、センサーモジュール１は、支持部材１０の支持面１２と支持面１３とが、隣り合う支持面であって、支持面１２に直交する直線と支持面１３に直交する直線とが、互いに遠ざかるように延びる側にある。
これにより、センサーモジュール１は、支持面１２，１３が互いに接近しても、支持面１２，１３に取り付けられているＩＣチップ２０、振動ジャイロ素子３０、中継基板５０が互いに干渉することを回避できる。
したがって、センサーモジュール１は、各構成要素をより接近させて配置できることから、さらなる小型化を図ることができる。

加えて、センサーモジュール１は、支持面１２の反対面（裏面）と支持面１３の反対面（裏面）とに、センサーユニット１０２，１０３を取り付けた場合と比較して、中継基板５０の引き回しが単純となることから、中継基板５０をパッケージなどの外部部材へ容易に取り付けることができる。

なお、センサーモジュール１は、図７の要部拡大断面図に示すように、支持部材１０の各支持面１１，１２，１３に凹部１５が設けられていてもよい。
これによれば、センサーモジュール１は、ＩＣチップ２０を凹部１５に配置することで、ＩＣチップ２０を各支持面１１，１２，１３の所定の位置に精度よく取り付けることができる。
なお、凹部１５は、各支持面１１，１２，１３の法線視において、ＩＣチップ２０の全周を取り囲む形状が好ましいが、ＩＣチップ２０の一辺側が囲まれていない形状であってもよい。
なお、この構成は、以降の実施形態にも適用可能である。

なお、センサーモジュール１は、パッケージ（外部部材）への接合面（反対面１４）と直交する支持面１２に、センサーユニット１０２が取り付けられ、センサーユニット１０１，１０３が削除された構成とすることもできる。または、センサーモジュール１は、支持面１３に、センサーユニット１０３が取り付けられ、センサーユニット１０１，１０２が削除された構成とすることもできる。
これらにより、センサーモジュール１は、センサー素子の主面をパッケージの底面に対して直交した姿勢で実装する１軸に対応したセンサーデバイスにおける、センサー素子の新たな実装構造を提供できる。

なお、センサーモジュール１は、センサーユニット１０１，１０２，１０３のいずれかを削除して、互いに直交する２軸に対する角速度を検出する構成としてもよい。なお、この場合には、支持部材１０の形状をＬ型アングル形状としてもよい。
また、センサーモジュール１は、支持部材１０を平板の曲げ加工品ではなく、直方体または立方体としてもよい。

なお、センサーモジュール１は、振動ジャイロ素子３０の接続電極３９を基部３１の一方の主面３０ａに設けることにより、振動ジャイロ素子３０の支持腕３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂ及び支持部３８ａ，３８ｂを削除した構成としてもよい。
これによれば、センサーモジュール１は、振動ジャイロ素子３０の平面サイズを小型化できる。

また、センサーモジュール１は、センサー素子の特性によっては各支持面１１，１２，１３が互いに直交せずに、角度θ１，θ２，θ３が鋭角または鈍角になる構成となってもよい。

（第２実施形態）
以下、第２実施形態のセンサーモジュールについて説明する。
図８は、第２実施形態のセンサーモジュールの概略構成を示す模式図である。図８（ａ）は、平面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）の矢印Ｊ方向から見た側面図である。
なお、第１実施形態との共通部分には、同一符号を付して説明を省略し、第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。

図８に示すように、センサーモジュール２は、中継基板１５０にセラミック、ガラス、水晶、ガラス繊維入り樹脂などの剛性の高い材料が用いられ、中継基板１５０の外部接続端子１５３に、フレキシブル配線基板４０が取り付けられている。
これにより、各センサーユニット２０１，２０２，２０３は、ＩＣチップ２０、中継基板１５０、振動ジャイロ素子３０、フレキシブル配線基板４０を備えた構成となる。

また、センサーモジュール２は、ＩＣチップ２０の非能動面２９が絶縁性接着剤１５８により絶縁された状態で中継基板１５０の一方の面１５０ａに取り付けられている。
そして、センサーモジュール２は、ＩＣチップ２０の能動面２１側が支持部材１０の各支持面１１，１２，１３に、絶縁性接着剤５５により絶縁された状態で取り付けられている。
ＩＣチップ２０の接続端子２２は、中継基板１５０の一方の面１５０ａに設けられた第１中継端子１５１に金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）などの金属ワイヤー１５６で、ワイヤーボンディング法により接続されている。
なお、支持部材１０の形状は、上記金属ワイヤー１５６と干渉しないような形状となっている。特に、支持面１１には、支持面１３寄りの、平面視において金属ワイヤー１５６と重なる部分に金属ワイヤー１５６との干渉を避けるための溝部１６が形成されている。

中継基板１５０の一方の面１５０ａに沿った（略平行な）他方の面１５０ｂには、第１中継端子１５１と導通可能な第２中継端子１５２が設けられている。また、他方の面１５０ｂには、外周近傍に外部接続端子１５３が設けられている。
第２中継端子１５２は、振動ジャイロ素子３０の接続電極３９と、金属バンプ５７を介して接続されている。
また、外部接続端子１５３は、第１中継端子１５１及び第２中継端子１５２の少なくとも一部と導通接続され、フレキシブル配線基板４０へ、導電性接着剤、異方性導電膜、ハンダなどの導電性を有する接合部材１５９を介して取り付けられている。

なお、中継基板１５０の第１中継端子１５１、第２中継端子１５２、外部接続端子１５３は、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、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。

フレキシブル配線基板４０は、例えば、ポリイミドなどの可撓性を有する樹脂を主体としたベース層４１と、ベース層４１に接合され、所望の形状にパターニングされた銅箔を主体とした配線パターン層４２と、を備えた積層構造となっている。
フレキシブル配線基板４０は、一方の端部４４の配線パターン層４２が、中継基板１５０の外部接続端子１５３に接合部材１５９を介して取り付けられている（接合されている）。

なお、フレキシブル配線基板４０は、可撓性を有することから、可撓性の程度に応じて自在に折り曲げることが可能である。
これにより、フレキシブル配線基板４０は、途中から折り曲げることによって、反対面１４を載置面にして支持部材１０が載置されたステージ６０（外部部材）に沿わせることができる。
なお、フレキシブル配線基板４０は、配線パターン層４２の配線パターン間のピッチが中継基板１５０（一方の端部４４）側より、他方の端部４５側の方が広くなるように形成されてもよい。

上述したように、第２実施形態のセンサーモジュール２は、中継基板１５０が外部接続端子１５３を有し、外部接続端子１５３には、フレキシブル配線基板４０が取り付けられている。
このことから、センサーモジュール２は、中継基板１５０の取り付け姿勢に関わらず、フレキシブル配線基板４０を折り曲げて水平状態にすることが可能となる。
このことから、センサーモジュール２は、フレキシブル配線基板４０の水平状態の部分を介して、例えば、パッケージなどの外部部材への取り付け、ＩＣチップ２０及び振動ジャイロ素子３０の特性検査などを容易に行うことができる。
この結果、センサーモジュール２は、センサーモジュール２を備えたセンサーデバイスを含めて、生産性を向上させることができる。

また、センサーモジュール２は、フレキシブル配線基板４０の配線パターン層４２の配線パターン間のピッチを、中継基板１５０（一方の端部４４）側より、他方の端部４５側の方が広くなるように形成することもできる。
この場合、センサーモジュール２は、例えば、パッケージなどの外部部材への取り付け、ＩＣチップ２０及び振動ジャイロ素子３０の特性検査などを、さらに容易に行うことができる。
この結果、センサーモジュール２は、センサーモジュール２を備えたセンサーデバイスを含めて、さらに生産性を向上させることができる。

また、センサーモジュール２は、中継基板１５０に可撓性が不要なことから、第１実施形態と比較して、中継基板１５０の剛性を向上させることができる。
これにより、センサーモジュール２は、中継基板１５０の変形を抑制することができることから、振動ジャイロ素子３０のより安定的な駆動を実現できる。

なお、第１実施形態の構成と第２実施形態の構成とは、組み合わせて適用することができる。例えば、第１実施形態のＩＣチップ２０の実装を、第２実施形態のワイヤーボンディング法で行ってもよく、第２実施形態のＩＣチップ２０の実装を、第１実施形態のフリップチップ実装法で行ってもよい。

（第３実施形態）
以下、上記第１実施形態または第２実施形態のセンサーモジュールを備えたセンサーデバイスについて説明する。

図９は、第３実施形態のセンサーデバイス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９（ａ）は、リッド（蓋）側から俯瞰した平面図であり、図９（ｂ）は、図９（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、リッドの内壁形状を２点鎖線で示してある。
本実施形態では、一例として上記第１実施形態のセンサーモジュール１を備えたジャイロセンサーについて説明する。
なお、上記第１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実施形態と異なる部分を中心に説明する。

図９に示すように、ジャイロセンサー５は、センサーモジュール１と、センサーモジュール１を収納するパッケージ９０と、を有し、センサーモジュール１がパッケージ９０の内部に配置され収納されている。

パッケージ９０は、矩形平板状のパッケージベース９１と、凹部９２を有しパッケージベース９１を覆うリッド９３などから構成されている。
パッケージベース９１には、セラミックグリーンシートを成形して焼成した酸化アルミニウム質焼結体、水晶、ガラスなどが用いられている。
リッド９３には、パッケージベース９１と同材料、または、コバール、４２アロイ、ステンレス鋼などの金属が用いられている。

パッケージベース９１の上面９４（リッド９３に覆われる面）には、センサーモジュール１の各センサーユニット１０１，１０２，１０３の中継基板５０の外部接続端子５３に対応した位置に内部端子９５，９６，９７が設けられている。
パッケージベース９１の下面９８（パッケージ９０の底面であって、上面９４に沿っている）には、外部機器（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９９が形成されている。
内部端子９５，９６，９７は、図示しない内部配線により、外部端子９９に接続されている。
内部端子９５，９６，９７及び外部端子９９は、例えば、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。

なお、パッケージは、凹部を有したパッケージベースと、パッケージベースを覆う平板状のリッドなどから構成されていてもよい。また、パッケージは、パッケージベース及びリッドの両方に凹部を有していてもよい。

センサーモジュール１は、パッケージベース９１の上面９４に載置され、支持面１１の反対面１４（裏面）が接着剤などの接合部材６１により上面９４に取り付けられている。
そして、センサーモジュール１は、センサーユニット１０１の中継基板５０の外部接続端子５３が、導電性接着剤、異方性導電膜、ハンダなどの導電性を有する接合部材６２によりパッケージベース９１の内部端子９５に取り付けられている。
同様に、センサーモジュール１は、センサーユニット１０２の中継基板５０の外部接続端子５３が、接合部材６２によりパッケージベース９１の内部端子９６に取り付けられている。
また、同様に、センサーモジュール１は、センサーユニット１０３の中継基板５０の外部接続端子５３が、接合部材６２によりパッケージベース９１の内部端子９７に取り付けられている。
これらにより、ジャイロセンサー５は、センサーモジュール１の各センサーユニット１０１，１０２，１０３と内部端子９５，９６，９７と外部端子９９とが、互いに電気的に接続されている。

ジャイロセンサー５は、パッケージベース９１の上面９４にセンサーモジュール１が上記のように取り付けられた状態で、パッケージベース９１がリッド９３により覆われ、パッケージベース９１にリッド９３が、シームリング、低融点ガラス、接着剤などの接合部材６３により取り付けられることによって、パッケージ９０の内部が気密に封止されている。
なお、パッケージ９０の内部は、各センサーユニットの振動ジャイロ素子３０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。

ジャイロセンサー５は、互いに直交するＸ’軸、Ｙ’軸、Ｚ’軸の３軸に対する角速度を検出するセンサーモジュール１をパッケージ９０内に備えたことから、３軸に対応したジャイロセンサーとなっている。
このことから、ジャイロセンサー５は、例えば、撮像機器の手ぶれ補正や、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）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５の製造方法の一例について説明する。
図１０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１１〜図１６は、主要製造工程を説明する模式図である。

図１０に示すように、ジャイロセンサー５の製造方法は、支持部材準備工程Ｓ１と、ＩＣチップ準備工程Ｓ２と、振動ジャイロ素子準備工程Ｓ３と、中継基板準備工程Ｓ４と、パッケージ準備工程Ｓ５と、ＩＣチップ接合工程Ｓ６と、振動ジャイロ素子接合工程Ｓ７と、調整及び特性検査工程Ｓ８と、センサーユニット第１接合工程Ｓ９と、支持部材接合工程Ｓ１０と、センサーユニット第２接合工程Ｓ１１と、リッド接合工程Ｓ１２と、を含んでいる。

［支持部材準備工程Ｓ１］
まず、図１１に示すように、前述した互いに直交する３つの支持面１１，１２，１３を有した支持部材１０を用意する。

［ＩＣチップ準備工程Ｓ２］
ついで、能動面２１と能動面２１に沿った非能動面２９とを備え、能動面２１側に接続端子２２を有したＩＣチップ２０を用意する（図１参照）。

［振動ジャイロ素子準備工程Ｓ３］
ついで、図４に示す、基部３１と、基部３１から延伸された各振動腕（３２ａなど）と、各支持部３８ａ，３８ｂに設けられた接続電極３９とを有した振動ジャイロ素子３０を用意する。

［中継基板準備工程Ｓ４］
ついで、一方の面５０ａと、一方の面５０ａに沿った他方の面５０ｂとを備え、一方の面５０ａに第１中継端子５１、外部接続端子５３が設けられ、他方の面５０ｂに第２中継端子５２が設けられた中継基板５０を用意する（図１、図３参照）。

［パッケージ準備工程Ｓ５］
ついで、上記各構成要素を収納するパッケージ９０（パッケージベース９１、リッド９３など）を用意する（図９参照）。

［ＩＣチップ接合工程Ｓ６］
ついで、図１２に示すように、中継基板５０を、図示しないステージ（作業台）などに、他方の面５０ｂを載置面にして載置する。
ついで、ＩＣチップ２０を、接続端子２２が中継基板５０の一方の面５０ａの第１中継端子５１に対向するように中継基板５０上に配置し、金属バンプ５６を介してフリップチップ実装法により、ＩＣチップ２０の接続端子２２を中継基板５０の第１中継端子５１へ取り付ける。これにより、ＩＣチップ２０の接続端子２２と中継基板５０とを接続する。

［振動ジャイロ素子接合工程Ｓ７］
ついで、図１３に示すように、中継基板５０を反転し、ＩＣチップ２０の逃げ部（凹部）を備えた案内板７０などに、一方の面５０ａを載置面にして中継基板５０を載置する。
ついで、中継基板５０の他方の面５０ｂ上に振動ジャイロ素子３０を配置し、振動ジャイロ素子３０の一方の主面３０ａ（他方の主面３０ｂ）が他方の面５０ｂまたは一方の面５０ａに沿うように（略平行になるように）、振動ジャイロ素子３０の接続電極３９を中継基板５０の第２中継端子５２に金属バンプ５７を介して取り付ける（接合する）（接合部分の詳細は図３参照）。
これにより、中継基板５０を介して振動ジャイロ素子３０の接続電極３９とＩＣチップ２０の接続端子２２とを接続する。
また、これにより、ＩＣチップ２０に中継基板５０を介して振動ジャイロ素子３０が取り付けられたセンサーユニット１０１，１０２，１０３が得られる。
なお、ＩＣチップ２０の平面サイズ、強度によっては、ＩＣチップ２０を平坦な案内板に載置した状態で作業してもよい。

［調整及び特性検査工程Ｓ８］
ついで、中継基板５０を介して、振動ジャイロ素子３０及びＩＣチップ２０の少なくとも一方の調整及び特性検査を行う。
具体的には、センサーユニット１０１，１０２，１０３を図示しない調整装置、特性検査装置にセットして、振動ジャイロ素子３０の各振動腕の各重り部に設けられた金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、クロム（Ｃｒ）などの金属被膜にレーザーを照射して一部を除去することによって各振動腕の質量のバランスをとるバランス調整（バランスチューニング）などの調整作業や、振動ジャイロ素子３０及びＩＣチップ２０の少なくとも一方の各種特性検査を行う。

［センサーユニット第１接合工程Ｓ９］
ついで、図１４に示すように、センサーユニット１０２，１０３を、支持部材１０の支持面１２，１３に取り付ける（接合する）。
詳述すると、センサーユニット１０２，１０３のＩＣチップ２０の非能動面２９側を、絶縁性接着剤５５により支持部材１０と絶縁された状態で、支持部材１０における各支持面１１，１２，１３のうち、パッケージ９０の支持部材接合面としてのパッケージベース９１の上面９４に対して直交する支持面である支持面１２，１３に取り付ける。
つまり、センサーユニット１０２を支持面１２に取り付け、センサーユニット１０３を支持面１３に取り付ける。
この際、各振動ジャイロ素子３０の一方の主面３０ａ（他方の主面３０ｂ）は、各支持面１２，１３に沿った状態となっている。

［支持部材接合工程Ｓ１０］
ついで、図１５に示すように、パッケージベース９１の上面９４に沿った支持面１１を図示しない吸着装置で吸着して、各センサーユニット１０２，１０３が取り付けられた支持部材１０を搬送し、支持面１１の反対面１４をパッケージベース９１の上面９４に接合部材６１を用いて取り付ける。
なお、接合部材６１には、短絡を防止する観点から絶縁性を有した接着剤が好ましい。

［センサーユニット第２接合工程Ｓ１１］
ついで、図１６に示すように、センサーユニット１０１をパッケージベース９１の上面９４に沿った支持面１１に取り付ける。
詳述すると、センサーユニット１０１のＩＣチップ２０の非能動面２９側を、絶縁性接着剤５５を用いて支持部材１０と絶縁された状態で、支持部材１０の支持面１１に取り付ける。
ついで、センサーユニット１０１，１０２，１０３の中継基板５０の外部接続端子５３を、接合部材６２によりパッケージベース９１の内部端子９５，９６，９７にそれぞれ取り付ける。
これにより、センサーモジュール１が構成され、センサーモジュール１は、パッケージ９０の内部に配置されたこととなる。

［リッド接合工程Ｓ１２］
ついで、図９に戻って、真空状態（真空度の高い状態）でリッド９３を接合部材６３によってパッケージベース９１に取り付け、パッケージ９０の内部を気密に封止する。これにより、パッケージ９０の内部を真空状態に保持する。また、これにより、センサーモジュール１は、パッケージ９０の内部に収納されたこととなる。
なお、大気中でリッド９３をパッケージベース９１に取り付けた後、パッケージベース９１またはリッド９３に設けた貫通孔を介してパッケージ９０の内部を減圧し、貫通孔を封止することによってパッケージ９０の内部を真空状態（真空度の高い状態）に保持してもよい。

上記各工程などを経ることにより、図９に示すようなジャイロセンサー５を得る。
なお、上記各工程の順番は、必要に応じて適宜入れ換えてもよい。例えば、支持部材準備工程Ｓ１は、センサーユニット第１接合工程Ｓ９の直前でもよく、パッケージ準備工程Ｓ５は、支持部材接合工程Ｓ１０の直前でもよく、ＩＣチップ接合工程Ｓ６と振動ジャイロ素子接合工程Ｓ７とは、順番を入れ換えてもよい。
なお、センサーユニット第１接合工程Ｓ９において、センサーユニット１０２，１０３の中継基板５０の外部接続端子５３の内部端子９６，９７への取り付けを行ってもよい。

上述したように、第３実施形態のジャイロセンサー５は、第１実施形態のセンサーモジュール１が、パッケージ９０に収納されていることから、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
主要な効果として、ジャイロセンサー５は、１つのパッケージ９０の内部にＸ’軸、Ｙ’軸、Ｚ’軸の３軸に対応したセンサーモジュール１が収納されていることで、３軸に対応したジャイロセンサーを提供できる。
したがって、ジャイロセンサー５は、従来の１軸に対応したジャイロセンサーを３個用いていた構成と比較して、実装スペースを相当程度狭くできることから、対象機器（ジャイロセンサーが搭載される機器）の更なる小型化を図ることが可能となる。

また、ジャイロセンサー５は、３軸に対応したジャイロセンサーを１つのパッケージ９０で提供できることから、従来の１軸に対応したジャイロセンサーを３個用いていた構成と比較して、パッケージに関わるコストを低減できる。

また、ジャイロセンサー５は、センサーモジュール１の支持部材１０の互いに直交する３つの支持面１１，１２，１３に、一方の主面３０ａ（他方の主面３０ｂ）が沿うようにして、ＩＣチップ２０、中継基板５０を介して振動ジャイロ素子３０が取り付けられている。
これにより、ジャイロセンサー５は、センシング軸（Ｘ’軸、Ｙ’軸、Ｚ’軸）の直交度が支持部材１０の加工精度で決まることから、従来のような、センシング軸の直交度が、対象機器における各ジャイロセンサーの実装精度（取り付け角度の精度）に依存することを解消できる。

なお、ジャイロセンサー５は、センサーモジュール１の各センサーユニット１０１，１０２，１０３のいずれか１つを削除することにより、２軸に対応し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５は、センサーモジュール１の各センサーユニット１０１，１０２，１０３のいずれか１つを残す（他の２つを削除する）ことにより、センシング軸（Ｘ’軸、Ｙ’軸、Ｚ’軸）の方向に関わらず、パッケージ９０の取り付け姿勢を変える必要がない１軸に対応し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５の製造方法は、上記の効果を奏するジャイロセンサーを製造し、提供することができる。
また、ジャイロセンサー５の製造方法は、センサーユニット１０２，１０３を、支持部材１０の支持面１１，１２，１３のうち、パッケージベース９１の上面９４と直交する支持面１２，１３に、支持面１１より先に取り付ける。
これにより、ジャイロセンサー５の製造方法は、支持部材１０におけるパッケージベース９１の上面９４に沿った、センサーユニット１０１が取り付けられていない支持面１１を、吸着装置などで吸着し、支持部材１０を保持することが可能となることから、支持部材１０の取り扱い（搬送）が容易となる。
この結果、ジャイロセンサー５の製造方法は、センサーユニット１０２，１０３が取り付けられた支持部材１０の、パッケージベース９１への取り付けが容易となることから、生産性を向上させることができる。

なお、ジャイロセンサー５は、支持部材１０を反転させて、反対面１４がリッド９３の天井（凹部９２の底面）側を向くようにパッケージ９０内に配置してもよい。この際、ジャイロセンサー５は、センサーユニット１０１を、支持面１１直下のパッケージベース９１の上面９４に直接取り付けてもよく、支持部材１０の反対面１４に取り付けてもよい。
なお、このときは、センサーユニット１０２，１０３の中継基板５０の外部接続端子５３がパッケージベース９１の上面９４側に位置するように、センサーユニット１０２，１０３の接合方向も変えることとなる。

なお、ジャイロセンサー５は、センサーモジュール１に代えてセンサーモジュール２を用いても上記と同様の効果を奏することができる。
なお、センサーモジュール２を用いた場合の製造方法は、一部（ＩＣチップ２０と中継基板１５０とのワイヤーボンディング接続、フレキシブル配線基板４０を介しての中継基板１５０のパッケージベース９１への取り付けなど）を除いて上記製造方法に準ずる。

なお、上記各実施形態では、振動ジャイロ素子３０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、またはシリコン（Ｓｉ）などの半導体であってもよい。
また、振動ジャイロ素子３０の駆動方法は、圧電体の圧電効果によるものの他に、クーロン力による静電駆動であってもよい。
また、センサー素子の検出軸（センシング軸）は、センサー素子の主面に直交する軸のほかに、センサー素子の主面に平行な軸であってもよい。

また、上記各実施形態では、センサーモジュールのセンサー素子として振動ジャイロ素子を例に挙げたが、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実施形態では、センサーデバイス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モジュール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モジュールを用いた圧力センサー、重量感知素子を備えたセンサーモジュールを用いた重量センサーなどでもよい。

（電子機器）
上記ジャイロセンサー、加速度センサー、圧力センサー、重量センサーなどのセンサーデバイスは、デジタルスチールカメラ、ビデオカメラ、ナビゲーション装置、ポインティングデバイス、ゲームコントローラー、携帯電話などの電子機器に、センシング機能を備えたデバイスとして好適に用いることができ、いずれの場合にも上記各実施形態で説明した効果を奏する電子機器を提供することができる。

１，２…センサーモジュール、５…センサーデバイスとしてのジャイロセンサー、１０…支持部材、１１，１２，１３…支持面、１４…反対面、１６…溝部、２０…ＩＣチップ、２１…一面としての能動面、２２…接続端子、２３…配線、２４…絶縁層、２９…他面としての非能動面、３０…センサー素子としての振動ジャイロ素子、３０ａ…一方の主面、３０ｂ…他方の主面、３１…基部、３２ａ，３２ｂ…検出用振動腕、３２ｃ，３２ｄ…重り部、３３ａ，３３ｂ…連結腕、３４ａ，３４ｂ…駆動用振動腕、３４ｃ，３４ｄ…重り部、３５ａ，３５ｂ…駆動用振動腕、３５ｃ，３５ｄ…重り部、３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂ…支持腕、３８ａ，３８ｂ…支持部、３９…接続電極、４０…フレキシブル配線基板、４１…ベース層、４２…配線パターン層、４４…一方の端部、４５…他方の端部、５０…中継基板、５０ａ…一方の面、５０ｂ…他方の面、５１…第１中継端子、５２…第２中継端子、５３…外部接続端子、５５…絶縁性接着剤、５６…金属バンプ、５７…突起電極としての金属バンプ、６０…ステージ（外部部材）、６１，６２，６３…接合部材、７０…案内板、９０…パッケージ、９１…パッケージベース、９２…凹部、９３…リッド、９４…上面、９５，９６，９７…内部端子、９８…下面、９９…外部端子、１０１，１０２，１０３…センサーユニット、１５０…中継基板、１５０ａ…一方の面、１５０ｂ…他方の面、１５１…第１中継端子、１５２…第２中継端子、１５３…外部接続端子、１５６…金属ワイヤー、１５８…絶縁性接着剤、１５９…接合部材、２０１，２０２，２０３…センサーユニット。

Claims (10)

1. 第１基準平面に平行な第１支持面と、前記第１基準平面に対して直交または傾斜した第２基準平面に平行な第２支持面と、を有した支持部材と、
   一面側に接続端子を有し、前記一面側または前記一面に沿った他面側が前記第１支持面及び前記第２支持面の少なくとも一方に取り付けられたＩＣチップと、
   接続電極を有したセンサー素子と、
   前記ＩＣチップと前記センサー素子との間に配置され、一方の面が前記ＩＣチップに取り付けられた中継基板と、を備え、
   前記センサー素子は、前記中継基板の前記一方の面に沿った他方の面側に配置され、主面が前記支持部材の前記第１支持面及び前記第２支持面のうち、前記ＩＣチップが取り付けられた支持面に沿うように、前記接続電極が前記中継基板に取り付けられ、前記中継基板を介して前記接続電極が前記ＩＣチップの前記接続端子に接続されたことを特徴とするセンサーモジュール。
2. 請求項１に記載のセンサーモジュールにおいて、前記支持部材は、前記第１基準平面及び前記第２基準平面に対して直交または傾斜した第３基準平面に平行な第３支持面を有し、
   前記ＩＣチップが、前記第３支持面に取り付けられ、
   前記センサー素子は、前記中継基板の前記一方の面に沿った他方の面側に配置され、前記主面が前記第３支持面に沿うように、前記接続電極が前記中継基板に取り付けられ、前記中継基板を介して前記接続電極が前記ＩＣチップの前記接続端子に接続されたことを特徴とするセンサーモジュール。
3. 請求項１または請求項２に記載のセンサーモジュールにおいて、前記中継基板は可撓性を有し、外部接続端子を備えたことを特徴とするセンサーモジュール。
4. 請求項１または請求項２に記載のセンサーモジュールにおいて、前記中継基板は外部接続端子を有し、前記外部接続端子には、フレキシブル配線基板が取り付けられたことを特徴とするセンサーモジュール。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のセンサーモジュールにおいて、前記中継基板は、前記他方の面側に突出した突起電極を有し、前記突起電極が前記センサー素子の前記接続電極と接続されたことを特徴とするセンサーモジュール。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のセンサーモジュールにおいて、前記ＩＣチップは、前記支持部材の前記第１支持面ないし前記第３支持面のうち、隣り合う２つの支持面であって、
   前記２つの支持面に直交する直線が互いに遠ざかるように延びる側となる前記２つの支持面に取り付けられたことを特徴とするセンサーモジュール。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載のセンサーモジュールにおいて、前記第１支持面ないし前記第３支持面の少なくとも１つには、凹部が設けられたことを特徴とするセンサーモジュール。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載のセンサーモジュールと、
   前記センサーモジュールを収納するパッケージと、を有し、
   前記センサーモジュールが、前記パッケージ内に収納されたことを特徴とするセンサーデバイス。
9. 請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載のセンサーモジュールを備えたことを特徴とする電子機器。
10. 第１基準平面に平行な第１支持面と、前記第１基準平面に対して直交または傾斜した第２基準平面に平行な第２支持面と、を有した支持部材を用意する工程と、
    一面と該一面に沿った他面とを備え、前記一面側に接続端子を有したＩＣチップを用意する工程と、
    接続電極を有したセンサー素子を用意する工程と、
    一方の面と前記一方の面に沿った他方の面とを備えた中継基板を用意する工程と、
    前記支持部材、前記ＩＣチップ、前記センサー素子及び前記中継基板を収納するパッケージを用意する工程と、
    前記中継基板の前記一方の面に前記ＩＣチップを取り付け、前記ＩＣチップの前記接続端子と前記中継基板とを接続する工程と、
    前記中継基板の前記他方の面に前記センサー素子を配置し、前記センサー素子の主面が前記他方の面または前記一方の面に沿うように、前記センサー素子の前記接続電極を前記中継基板に取り付け、前記中継基板を介して前記センサー素子の前記接続電極と前記ＩＣチップの前記接続端子とを接続する工程と、
    前記センサー素子及び前記ＩＣチップの少なくとも一方の調整及び特性検査を行う工程と、
    前記中継基板を介して前記センサー素子が取り付けられた前記ＩＣチップを具備してなるセンサーユニットの、前記ＩＣチップの前記一面側または前記他面側を、前記支持部材の前記第１支持面と前記第２支持面とのうち、前記パッケージの支持部材接合面に対して直交または傾斜した基準平面に平行となる支持面の少なくとも１つに取り付ける工程と、
    前記センサーユニットが取り付けられた前記支持部材を、前記パッケージの前記支持部材接合面に取り付ける工程と、
    前記支持部材接合面に取り付けられた前記支持部材の前記第１支持面と前記第２支持面とのうち、前記支持部材接合面に沿った支持面に、別の前記センサーユニットの前記ＩＣチップの前記一面側または前記他面側を取り付ける工程と、
    を含むことを特徴とするセンサーモジュールの製造方法。

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