JP2014085233A - 物理量検出デバイス、物理量検出器、電子機器、及び移動体 - Google Patents
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Abstract
【課題】スプリアス周波数を一定に保つ物理量検出デバイスを提供する。
【解決手段】基部１０と、基部１０から延在して設けられている可動部１４と、基部１０と可動部１４とに接続されている物理量検出素子７０と、基部から延在して先端側に固定部が設けられている支持部２０，３０，５０，６０とを備え、支持部２０，３０，５０，６０は、固定部と基部１０との間であって物理量検出素子７０が基部１０に接続された面と反対の面に凹部を有し、凹部が基部１０に沿うように配置されている。
【選択図】図１
【解決手段】基部１０と、基部１０から延在して設けられている可動部１４と、基部１０と可動部１４とに接続されている物理量検出素子７０と、基部から延在して先端側に固定部が設けられている支持部２０，３０，５０，６０とを備え、支持部２０，３０，５０，６０は、固定部と基部１０との間であって物理量検出素子７０が基部１０に接続された面と反対の面に凹部を有し、凹部が基部１０に沿うように配置されている。
【選択図】図１
Description
本発明は、物理量検出デバイス、物理量検出器、電子機器、及び移動体に関する。
従来から、圧電振動子等を物理量検出素子として用いた、加速度等の物理量を検出する物理量検出デバイスが知られている。このような物理量検出デバイスは、検出軸方向へ力が作用することによって、物理量検出素子の共振周波数が変化した時に、当該共振周波数の変化から物理量検出デバイスに印加された力を検出する様に構成されている。
例えば、特許文献１には、物理量検出素子に設けられた支持部と、当該物理量検出素子が固定されるパッケージと、が接着剤を介して接続される構造の物理量検出デバイス（物理量検出器）が開示されている。
例えば、特許文献１には、物理量検出素子に設けられた支持部と、当該物理量検出素子が固定されるパッケージと、が接着剤を介して接続される構造の物理量検出デバイス（物理量検出器）が開示されている。
しかしながら、この様な物理量検出デバイスを、物理量検出素子の板厚方向である検出軸方向に変化する加速度等の物理量を検出する物理量検出デバイスに適用しようとした場合に、支持部とパッケージとを接続する接着剤の歪みが生じる課題があった。また、相互に接続される物理量検出素子（支持部）とパッケージとの熱膨張率の違いから歪みが生じるという課題もあった。また、物理量検出素子の片側で固定されているため、当該物理量検出素子の振動以外の振動をノイズとして検出される虞もあった。
本発明は、上述した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、又は適用例として実現することが可能である。
［適用例１］
本適用例に係る物理量検出デバイスは、基部と、基部から延在して設けられている可動部と、基部と可動部とに接続されている物理量検出素子と、基部から延在して先端側に固定部が設けられている支持部とを備え、支持部は、固定部と基部との間であって物理量検出素子が基部に接続された面と反対の面に凹部を有し、凹部が基部に沿うように配置されていることを特徴とする。
本適用例に係る物理量検出デバイスは、基部と、基部から延在して設けられている可動部と、基部と可動部とに接続されている物理量検出素子と、基部から延在して先端側に固定部が設けられている支持部とを備え、支持部は、固定部と基部との間であって物理量検出素子が基部に接続された面と反対の面に凹部を有し、凹部が基部に沿うように配置されていることを特徴とする。
この様な物理量検出デバイスによれば、基部と、基部から延設されている可動部と、基部と可動部とに接続されている物理量検出素子と、基部から延設され先端側に固定部が設けられている支持部とを備える。また、支持部には、固定部と基部との間であって物理量検出素子が基部に接続された面と反対側の支持部の面に基部に沿う様に凹部が配置されている。
これにより物理量検出デバイスは、凹部を境に支持部の先端側、即ち、固定部が被固定物に接続されるため、固定部が被固定物に接続される際の接続面積を一定に保つことができる。また、支持部において、基部から固定部が被固定物に接続される部分までの長さを一定に保つことができる。
従って、物理量検出素子から生じるスプリアス（寄生振動）が基部を介して支持部に伝搬された場合、支持部でのスプリアスの共振周波数を一定に保つことができる。
これにより物理量検出デバイスは、凹部を境に支持部の先端側、即ち、固定部が被固定物に接続されるため、固定部が被固定物に接続される際の接続面積を一定に保つことができる。また、支持部において、基部から固定部が被固定物に接続される部分までの長さを一定に保つことができる。
従って、物理量検出素子から生じるスプリアス（寄生振動）が基部を介して支持部に伝搬された場合、支持部でのスプリアスの共振周波数を一定に保つことができる。
［適用例２］
上記適用例に係る物理量検出デバイスは、支持部が４つあって、４つの凹部が可動部を囲んでいることが好ましい。
上記適用例に係る物理量検出デバイスは、支持部が４つあって、４つの凹部が可動部を囲んでいることが好ましい。
この様な物理量検出デバイスによれば、４つの支持部が基部から延設され、それぞれの支持部に設けられた凹部が可動部を囲む様に設けられている。これにより物理量検出デバイスは、物理量検出デバイスの基部は、可動部を囲む様に４つの支持部で固定されるため、被固定物に固定される際の安定性を高めることができる。
［適用例３］
上記適用例に係る物理量検出デバイスは、凹部の板厚が固定部の板厚の４０％以上６０％以下の範囲にあることが好ましい。
上記適用例に係る物理量検出デバイスは、凹部の板厚が固定部の板厚の４０％以上６０％以下の範囲にあることが好ましい。
この様な物理量検出デバイスによれば、凹部は、固定部の板厚の４０％以上６０％以下の範囲の板厚を以て支持部に設けられている。これにより物理量検出デバイスは、支持部を介して基部を固定することに好適である。
［適用例４］
上記適用例に係る物理量検出デバイスは、平面視で凹部が曲がっていることが好ましい。
上記適用例に係る物理量検出デバイスは、平面視で凹部が曲がっていることが好ましい。
上記適用例に係る物理量検出デバイスは、凹部が設けられた支持部を平面視した場合に、凹部が曲げて設けられている。これにより、物理量検出デバイスは、支持部が曲げて設けられている場合に、その曲がりに対応して凹部を曲げて設けることができる。
［適用例５］
本適用例に係る物理量検出器は、基部と、基部から延在して設けられている可動部と、基部と可動部とに接続されている物理量検出素子と、基部から延在して先端側に固定部が設けられている支持部と、固定部が接合材によって接続されているパッケージとを備え、支持部は、固定部と基部との間であって固定部がパッケージと接続される側の面に凹部を有し、凹部が基部に沿う様に配置されていることを特徴とする。
本適用例に係る物理量検出器は、基部と、基部から延在して設けられている可動部と、基部と可動部とに接続されている物理量検出素子と、基部から延在して先端側に固定部が設けられている支持部と、固定部が接合材によって接続されているパッケージとを備え、支持部は、固定部と基部との間であって固定部がパッケージと接続される側の面に凹部を有し、凹部が基部に沿う様に配置されていることを特徴とする。
この様な物理量検出器によれば、基部と、基部から延設されている可動部と、基部と可動部とに接続されている物理量検出素子と、基部から延設され先端側に固定部が設けられている支持部と、固定部が接合材によって接続されているパッケージとを備える。また、固定部と基部との間であって、固定部がパッケージと接続される側の支持部の面に基部に沿う様に凹部が配置されている。
これにより物理量検出器は、凹部を境に支持部の先端側、即ち、固定部がパッケージに接続されるため、固定部がパッケージに接続される際の接続面積を一定に保つことができる。また、固定部がパッケージに接続される側の支持部の面に凹部が設けられているため、接合材が固定部からはみ出しても支持部に当接することを凹部で抑制することができる。また、支持部において、基部から固定部がパッケージに接続される部分までの長さを一定に保つことができる。
従って、物理量検出素子から生じるスプリアス（寄生振動）が基部を介して支持部に伝搬された場合、支持部でのスプリアスの共振周波数を一定に保つことができる。
さらに、物理量検出器は、物理量検出素子の両端が固定されているため、物理量検出素子の振動以外の振動がノイズとして検出されることを抑制することができる。また、物理量検出器は、物理量検出素子が直接パッケージと接続されていないため、接合材としての接着剤の歪み、及びパッケージとの熱膨張率の違いによる歪みの影響を抑制し、物理量検出器の破損を抑制することができる。
これにより物理量検出器は、凹部を境に支持部の先端側、即ち、固定部がパッケージに接続されるため、固定部がパッケージに接続される際の接続面積を一定に保つことができる。また、固定部がパッケージに接続される側の支持部の面に凹部が設けられているため、接合材が固定部からはみ出しても支持部に当接することを凹部で抑制することができる。また、支持部において、基部から固定部がパッケージに接続される部分までの長さを一定に保つことができる。
従って、物理量検出素子から生じるスプリアス（寄生振動）が基部を介して支持部に伝搬された場合、支持部でのスプリアスの共振周波数を一定に保つことができる。
さらに、物理量検出器は、物理量検出素子の両端が固定されているため、物理量検出素子の振動以外の振動がノイズとして検出されることを抑制することができる。また、物理量検出器は、物理量検出素子が直接パッケージと接続されていないため、接合材としての接着剤の歪み、及びパッケージとの熱膨張率の違いによる歪みの影響を抑制し、物理量検出器の破損を抑制することができる。
［適用例６］
上記適用例に係る物理量検出器は、物理量検出素子から出力される信号の処理を行う電子回路を備えることが好ましい。
上記適用例に係る物理量検出器は、物理量検出素子から出力される信号の処理を行う電子回路を備えることが好ましい。
この様な物理量検出器によれば、物理量検出素子から出力される微弱な信号を物理量検出器に設けられた電子回路で信号の処理、換言すると増幅することができる。従って、増幅された信号を物理量検出器の外部に出力することで、出力信号に対するノイズの影響を抑制することができる。
［適用例７］
本適用例に係る電子機器は、上述したいずれかの物理量検出器を搭載している。
本適用例に係る電子機器は、上述したいずれかの物理量検出器を搭載している。
この様な電子機器によれば、上述したいずれかの物理量検出器を搭載することで、スプリアスの影響と、ノイズの影響とを抑制して検出された物理量を電子機器の制御に用いることができる。
［適用例８］
本適用例に係る移動体は、上述したいずれかの物理量検出器を搭載している。
本適用例に係る移動体は、上述したいずれかの物理量検出器を搭載している。
この様な移動体によれば、上述したいずれかの物理量検出器を搭載することで、スプリアスの影響と、ノイズの影響とを抑制して検出された物理量を移動体の制御に用いることができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際の構成要素とは適宜に異ならせて記載する場合がある。
（第１実施形態）
第１実施形態に係る物理量検出デバイスについて、図１から図６を用いて説明する。
図１及び図２は、本実施形態に係る物理量検出デバイスを模式的に示す斜視図である。図３は、本実施形態に係る物理量検出デバイスを模式的に示す平面図である。図４は、図３に示す本実施形態に係る物理量検出デバイスの線分Ａ−Ａ’、線分Ｂ−Ｂ’、線分Ｃ−Ｃ’、線分Ｄ−Ｄ’の断面を模式的に示す断面図である。図５は、本実施形態に係る物理量検出デバイスを模式的に示す図３の線分Ｅ−Ｅ’で示す断面図である。図６は、物理量検出デバイスの動作状態を示す断面図である。
なお、説明の便宜のため、図２では、質量部８０，８２及び質量接合材８６の図示を省略し、図３では、質量部８０，８２の図示を省略している。また、図１から図６では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示している。なお、Ｚ軸は、重力が作用する方向を示す軸である。
第１実施形態に係る物理量検出デバイスについて、図１から図６を用いて説明する。
図１及び図２は、本実施形態に係る物理量検出デバイスを模式的に示す斜視図である。図３は、本実施形態に係る物理量検出デバイスを模式的に示す平面図である。図４は、図３に示す本実施形態に係る物理量検出デバイスの線分Ａ−Ａ’、線分Ｂ−Ｂ’、線分Ｃ−Ｃ’、線分Ｄ−Ｄ’の断面を模式的に示す断面図である。図５は、本実施形態に係る物理量検出デバイスを模式的に示す図３の線分Ｅ−Ｅ’で示す断面図である。図６は、物理量検出デバイスの動作状態を示す断面図である。
なお、説明の便宜のため、図２では、質量部８０，８２及び質量接合材８６の図示を省略し、図３では、質量部８０，８２の図示を省略している。また、図１から図６では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示している。なお、Ｚ軸は、重力が作用する方向を示す軸である。
図１から図６に示す物理量検出デバイス１００は、基部１０と、継手部１２と、可動部１４と、連結部４０と、物理量検出素子７０とを有する。さらに、物理量検出デバイス１００は、第１支持部２０と、第２支持部３０と、第３支持部５０と、第４支持部６０と、質量部８０，８２と、を有する。
なお、本実施形態の物理量検出デバイス１００は、その一例として４つの支持部（２０，３０，５０，６０）を有する形態を説明する。しかし、設けられる支持部の数はこれに限定されることは無く、検出する物理量の条件等に応じて適宜変更しても良いものである。
なお、本実施形態の物理量検出デバイス１００は、その一例として４つの支持部（２０，３０，５０，６０）を有する形態を説明する。しかし、設けられる支持部の数はこれに限定されることは無く、検出する物理量の条件等に応じて適宜変更しても良いものである。
［物理量検出デバイスの構造］
本実施形態の物理量検出デバイス１００の基部１０、継手部１２、可動部１４、連結部４０、及び各支持部（２０，３０，５０，６０）は、例えば、水晶の原石などから所定の角度で切り出された水晶基板を用いている。当該水晶基板をパターニングすることにより、基板構造体１０１としてこれらが一体に形成されている。また、パターニングは、例えば、フォトリソグラフィー技術、及びエッチング技術を用いることができる。
なお、基板構造体１０１（基部１０、継手部１２、可動部１４、第１支持部２０ないし第４支持部６０、及び連結部４０）は、構成する材料が水晶に限定されるものではなく、ガラスやシリコンなどの材料を用いても良い。
本実施形態の物理量検出デバイス１００の基部１０、継手部１２、可動部１４、連結部４０、及び各支持部（２０，３０，５０，６０）は、例えば、水晶の原石などから所定の角度で切り出された水晶基板を用いている。当該水晶基板をパターニングすることにより、基板構造体１０１としてこれらが一体に形成されている。また、パターニングは、例えば、フォトリソグラフィー技術、及びエッチング技術を用いることができる。
なお、基板構造体１０１（基部１０、継手部１２、可動部１４、第１支持部２０ないし第４支持部６０、及び連結部４０）は、構成する材料が水晶に限定されるものではなく、ガラスやシリコンなどの材料を用いても良い。
基部１０は、継手部１２を介して可動部１４と接続し、当該可動部１４を支持している。継手部１２は、基部１０と可動部１４との間に設けられ、基部１０及び可動部１４と接続されている。継手部１２の厚さ（Ｚ軸方向の長さ）は、基部１０の厚さ、及び可動部１４の厚さと比して薄く（短く）設けられている。例えば、継手部１２を含む基板構造体１０１を、いわゆるハーフエッチングすることによって継手部１２の厚みが薄くなる薄肉部１２ａ，１２ｂ（図５参照）を形成して、継手部１２を設けることができる。本実施形態において、薄肉部１２ａ，１２ｂは、Ｘ軸方向に沿って延在して設けられている。継手部１２は、可動部１４が基部１０に対して変位（回動）する際に、支点（中間ヒンジ）としてＸ軸方向に沿った回転軸となる。なお、基部１０には、後述する第１支持部２０と、第２支持部３０と、第３支持部５０と、第４支持部６０とが接続されている。
可動部１４は、基部１０から延在して設けられている。詳しくは、継手部１２を介して基部１０と接続して設けられている。本実施形態において可動部１４は、基部１０から継手部１２を介して、Ｙ軸方向に沿って（＋Ｙ軸方向に）設けられている。可動部１４は、その形状が板状であり、互いに対向し表裏の関係である主面１４ａ，１４ｂを有している。可動部１４は、主面１４ａ，１４ｂと交差する方向（Ｚ軸方向）に加わる物理量である加速度α１，α２（図６参照）に応じて、継手部１２を支点（回転軸）として主面１４ａ，１４ｂと交差する方向（Ｚ軸方向）に変位する。
連結部４０は、後述する第３支持部５０が延在する基部１０からＸ軸方向に沿って可動部１４を囲む様に後述する第４支持部６０が延在する基部１０に接続して設けられている。
［第１支持部、第２支持部の構造］
図３に示す第１支持部２０と第２支持部３０とは、物理量検出素子７０を中心に左右対称に同様の構成で設けられている。換言すると、第１支持部２０と、第２支持部３０とは、物理量検出素子７０が延在するＹ軸方向に設定される線分Ｅ−Ｅ’を中心として対象に一対として設けられている。
図３に示す第１支持部２０と第２支持部３０とは、物理量検出素子７０を中心に左右対称に同様の構成で設けられている。換言すると、第１支持部２０と、第２支持部３０とは、物理量検出素子７０が延在するＹ軸方向に設定される線分Ｅ−Ｅ’を中心として対象に一対として設けられている。
第１支持部２０は、腕部２２と、第１固定部２９と、を有する。腕部２２は、第１曲部２２ｒを介して、第１腕部２２ａと、第２腕部２２ｂとを有する。
第１支持部２０は、基部１０から延在して基部１０と反対側の端部、即ち、第１支持部２０の先端側に第１固定部２９が設けられている。第１支持部２０は、その先端側に設けられた第１固定部２９が後述する被固定物としてのパッケージ３１０（図７参照）に固定され、基部１０を支持するために設けられている。
第１支持部２０は、基部１０から延在して基部１０と反対側の端部、即ち、第１支持部２０の先端側に第１固定部２９が設けられている。第１支持部２０は、その先端側に設けられた第１固定部２９が後述する被固定物としてのパッケージ３１０（図７参照）に固定され、基部１０を支持するために設けられている。
第１支持部２０は、可動部１４が変位する方向（Ｚ軸方向）から当該第１支持部２０（物理量検出デバイス１００）を平面視した場合に、基部１０から−Ｙ軸方向に第１腕部２２ａが延在して設けられている。
また、第１支持部２０には、基部１０と反対側に第１曲部２２ｒを有し、第１曲部２２ｒを介して第１腕部２２ａと、第２腕部２２ｂとが設けられている。第２腕部２２ｂは、第１曲部２２ｒから第２の方向である＋Ｘ軸方向に延在させて設けられている。また、第２腕部２２ｂは、第１曲部２２ｒと接続された反対側において第１固定部２９と接続されている。
また、第１支持部２０には、基部１０と反対側に第１曲部２２ｒを有し、第１曲部２２ｒを介して第１腕部２２ａと、第２腕部２２ｂとが設けられている。第２腕部２２ｂは、第１曲部２２ｒから第２の方向である＋Ｘ軸方向に延在させて設けられている。また、第２腕部２２ｂは、第１曲部２２ｒと接続された反対側において第１固定部２９と接続されている。
ここで図４を参照して第１支持部２０に備える腕部２２について詳述する。
図４（ａ）は、図３において線分Ａ−Ａ’で示す部分の腕部２２の断面図である。また、線分Ｂ−Ｂ’で示す部分の腕部２２の断面図である。
図４（ａ），（ｂ）に示すように腕部２２は、基部１０から延出し、第１曲部２２ｒを介して第１固定部２９まで延在させて設けられている。ここで、腕部２２には、基部１０と第１固定部２９との間に凹部２２ｔが設けられている。本実施形態では、基部１０と第１固定部２９との間に、第１固定部２９と連接して凹部２２ｔが設けられている。凹部２２ｔは、物理量検出素子７０が設けられた第１面１０ａ側とは裏側の面である第２面１０ｂ側に設けられている。詳しくは、凹部２２ｔは、第２面１０ｂ側に凹形状を成して、第１支持部２０の幅（図３に示すＹ軸方向の幅）で、第１固定部２９と連接して設けられている。また、凹部２２ｔは、基部１０に沿うように設けられている。換言すると、凹部２２ｔは、基部１０が延設されている方向に沿って設けられている。
図４（ａ）は、図３において線分Ａ−Ａ’で示す部分の腕部２２の断面図である。また、線分Ｂ−Ｂ’で示す部分の腕部２２の断面図である。
図４（ａ），（ｂ）に示すように腕部２２は、基部１０から延出し、第１曲部２２ｒを介して第１固定部２９まで延在させて設けられている。ここで、腕部２２には、基部１０と第１固定部２９との間に凹部２２ｔが設けられている。本実施形態では、基部１０と第１固定部２９との間に、第１固定部２９と連接して凹部２２ｔが設けられている。凹部２２ｔは、物理量検出素子７０が設けられた第１面１０ａ側とは裏側の面である第２面１０ｂ側に設けられている。詳しくは、凹部２２ｔは、第２面１０ｂ側に凹形状を成して、第１支持部２０の幅（図３に示すＹ軸方向の幅）で、第１固定部２９と連接して設けられている。また、凹部２２ｔは、基部１０に沿うように設けられている。換言すると、凹部２２ｔは、基部１０が延設されている方向に沿って設けられている。
凹部２２ｔは、その厚みを基部１０の厚みの４０％以上６０％以下の範囲とすることが好ましい。本実施形態では、凹部２２ｔの厚み、換言すると凹形状の深さを、基部１０の厚み（Ｚ軸方向の長さ）の略５０％とし、略３００マイクロメートルとして設けられている。
なお、本実施形態の物理量検出デバイス１００において凹部２２ｔは、基部１０から第１固定部２９までの第２面１０ｂ側の腕部２２に曲げて設けられている例を示したものである。
凹部２２ｔは、第１支持部２０の第２面１０ｂ側に設けられていれば良く、また、第２面１０ｂ側に第１固定部２９と連接して凹部２２ｔが設けられていれば好適である。また、凹部２２ｔが設けられる長さ、範囲（第１支持部２０が延在する方向の長さ、範囲）は特に限定されることはない。
なお、本実施形態の物理量検出デバイス１００において凹部２２ｔは、基部１０から第１固定部２９までの第２面１０ｂ側の腕部２２に曲げて設けられている例を示したものである。
凹部２２ｔは、第１支持部２０の第２面１０ｂ側に設けられていれば良く、また、第２面１０ｂ側に第１固定部２９と連接して凹部２２ｔが設けられていれば好適である。また、凹部２２ｔが設けられる長さ、範囲（第１支持部２０が延在する方向の長さ、範囲）は特に限定されることはない。
本実施形態の物理量検出デバイス１００は、例えば、当該物理量検出デバイス１００に加えられた加速度α１，α２（図６参照）を検出するため、物理量検出素子７０が一定の振動（運動）を繰り返している。当該振動が寄生振動（スプリアス）として物理量検出素子７０が接続されている基部１０及び第１支持部２０に伝搬され、第１固定部２９に到達する。
ここで、第１固定部２９は、被固定物と接合される第２面１０ｂ側が凹部２２ｔから突出して設けられている。よって、被固定物と第１固定部２９が接続される際に当該第１固定部２９は、第２面１０ｂ側と被固定物とを選択的に当接（接続）させることができる。換言すると、腕部２２が被固定物に当接することを抑制することができる。
従って、物理量検出素子７０から生じるスプリアス（寄生振動）が基部１０を介して第１支持部２０に伝搬された場合において、第１支持部２０が固定される位置が一定となるため、第１支持部２０におけるスプリアスの共振周波数を一定に保つことができる。
ここで、第１固定部２９は、被固定物と接合される第２面１０ｂ側が凹部２２ｔから突出して設けられている。よって、被固定物と第１固定部２９が接続される際に当該第１固定部２９は、第２面１０ｂ側と被固定物とを選択的に当接（接続）させることができる。換言すると、腕部２２が被固定物に当接することを抑制することができる。
従って、物理量検出素子７０から生じるスプリアス（寄生振動）が基部１０を介して第１支持部２０に伝搬された場合において、第１支持部２０が固定される位置が一定となるため、第１支持部２０におけるスプリアスの共振周波数を一定に保つことができる。
図３に戻り、第２支持部３０について説明する。
図３に示す第２支持部３０は、腕部３２と、第２固定部３９と、を有する。腕部３２は、第２曲部３２ｒを介して、第３腕部３２ａと、第４腕部３２ｂと、を有する。第２支持部３０は、第１支持部２０と同様に被固定物としてのパッケージ３１０に固定され、基部１０を支持するために設けられている。
図３に示す第２支持部３０は、腕部３２と、第２固定部３９と、を有する。腕部３２は、第２曲部３２ｒを介して、第３腕部３２ａと、第４腕部３２ｂと、を有する。第２支持部３０は、第１支持部２０と同様に被固定物としてのパッケージ３１０に固定され、基部１０を支持するために設けられている。
第２支持部３０は、可動部１４が変位する方向（Ｚ軸方向）から当該第２支持部３０（物理量検出デバイス１００）を平面視した場合に、基部１０から−Ｙ軸方向に第３腕部３２ａが延在して設けられている。
また、第２支持部３０には、基部１０と反対側に第２曲部３２ｒを有し、第２曲部３２ｒを介して第３腕部３２ａと、第４腕部３２ｂが設けられている。第４腕部３２ｂは、第２曲部３２ｒから第３の方向である−Ｘ軸方向に延在させて設けられている。また、第４腕部３２ｂは、第２曲部３２ｒと接続された反対側において第２固定部３９と接続されている。
また、第２支持部３０には、基部１０と反対側に第２曲部３２ｒを有し、第２曲部３２ｒを介して第３腕部３２ａと、第４腕部３２ｂが設けられている。第４腕部３２ｂは、第２曲部３２ｒから第３の方向である−Ｘ軸方向に延在させて設けられている。また、第４腕部３２ｂは、第２曲部３２ｒと接続された反対側において第２固定部３９と接続されている。
なお、第２支持部３０において、腕部３２、凹部３２ｔ、第２固定部３９は、第１支持部２０の腕部２２、凹部２２ｔ、第１固定部２９と同様の構成のため説明を省略する。
［第３支持部、第４支持部の構造］
図３に示す第３支持部５０と、第４支持部６０とについて説明する。
第３支持部５０と、第４支持部６０とは、物理量検出素子７０を中心に左右対称に同様の構成で設けられている。換言すると、第３支持部５０と、第４支持部６０とは、物理量検出素子７０が延在するＹ軸方向に設定される線分Ｅ−Ｅ’を中心として対象に一対として設けられている。
図３に示す第３支持部５０と、第４支持部６０とについて説明する。
第３支持部５０と、第４支持部６０とは、物理量検出素子７０を中心に左右対称に同様の構成で設けられている。換言すると、第３支持部５０と、第４支持部６０とは、物理量検出素子７０が延在するＹ軸方向に設定される線分Ｅ−Ｅ’を中心として対象に一対として設けられている。
第３支持部５０は、第５腕部５２ａと、第６腕部５２ｂと、第３曲部５２ｒと、第３固定部５９とを有する。第３支持部５０は、基部１０から延在して基部１０と反対側、即ち第３支持部５０の先端側に第３固定部５９が設けられている。第３固定部５９は、後述する被固定物としてのパッケージ３１０に固定され基部１０を支持するために設けられている。
図３に示す様に第３支持部５０は、基部１０から第３固定部５９まで延在して設けられている。
可動部１４が変位する方向（Ｚ軸方向）から第３支持部５０（物理量検出デバイス１００）を平面視した場合に、第３支持部５０は、基部１０から−Ｘ軸方向に第５腕部５２ａが延在して設けられている。
また、第３支持部５０には、第３曲部５２ｒを介して第５腕部５２ａと、第６腕部５２ｂとが設けられている。第６腕部５２ｂは、第３曲部５２ｒから−Ｙ軸方向に延在して設けられている。また、第６腕部５２ｂは、第３曲部５２ｒと接続された反対側において第３固定部５９と接続されている。
可動部１４が変位する方向（Ｚ軸方向）から第３支持部５０（物理量検出デバイス１００）を平面視した場合に、第３支持部５０は、基部１０から−Ｘ軸方向に第５腕部５２ａが延在して設けられている。
また、第３支持部５０には、第３曲部５２ｒを介して第５腕部５２ａと、第６腕部５２ｂとが設けられている。第６腕部５２ｂは、第３曲部５２ｒから−Ｙ軸方向に延在して設けられている。また、第６腕部５２ｂは、第３曲部５２ｒと接続された反対側において第３固定部５９と接続されている。
ここで図４を参照して第３支持部５０に備える腕部５２について詳述する。
図４（ｃ）は、図３において線分Ｃ−Ｃ’で示す部分の腕部５２の断面図である。また、図４（ｄ）線分Ｄ−Ｄ’で示す部分の腕部５２の断面図である。
図４（ｃ），（ｄ）に示すように腕部５２は、基部１０から延出し、第３曲部５２ｒを介して第３固定部５９まで延在させて設けられている。ここで、腕部５２には、基部１０と第３固定部５９との間に凹部５２ｔが設けられている。本実施形態では、基部１０と第３固定部５９との間に、第３固定部５９と連接して凹部５２ｔが設けられている。凹部５２ｔは、物理量検出素子７０が設けられた第１面１０ａ側とは裏側の面である第２面１０ｂ側に設けられている。詳しくは、凹部５２ｔは、第２面１０ｂ側に凹形状を成して、第３支持部５０の幅（図３に示すＹ軸方向の幅）で、第３固定部５９と連接して設けられている。また、凹部５２ｔは、基部１０に沿うように設けられている。換言すると、凹部５２ｔは、基部１０が延設されている方向に沿って設けられている。
図４（ｃ）は、図３において線分Ｃ−Ｃ’で示す部分の腕部５２の断面図である。また、図４（ｄ）線分Ｄ−Ｄ’で示す部分の腕部５２の断面図である。
図４（ｃ），（ｄ）に示すように腕部５２は、基部１０から延出し、第３曲部５２ｒを介して第３固定部５９まで延在させて設けられている。ここで、腕部５２には、基部１０と第３固定部５９との間に凹部５２ｔが設けられている。本実施形態では、基部１０と第３固定部５９との間に、第３固定部５９と連接して凹部５２ｔが設けられている。凹部５２ｔは、物理量検出素子７０が設けられた第１面１０ａ側とは裏側の面である第２面１０ｂ側に設けられている。詳しくは、凹部５２ｔは、第２面１０ｂ側に凹形状を成して、第３支持部５０の幅（図３に示すＹ軸方向の幅）で、第３固定部５９と連接して設けられている。また、凹部５２ｔは、基部１０に沿うように設けられている。換言すると、凹部５２ｔは、基部１０が延設されている方向に沿って設けられている。
凹部５２ｔは、凹部２２ｔ，３２ｔと同様に、その厚みを基部１０の厚みの４０％以上６０％以下の範囲とすることが好ましい。本実施形態では、凹部５２ｔの厚み、換言すると凹形状の深さを、基部１０の厚み（Ｚ軸方向の長さ）の略５０％とし、略３００マイクロメートルとして設けられている。
なお、本実施形態の物理量検出デバイス１００において凹部５２ｔは、基部１０から第３固定部５９までの第２面１０ｂ側の腕部５２に曲げて設けられている例を示したものである。
凹部５２ｔは、第３支持部５０の第２面１０ｂ側に設けられていれば良く、また、第２面１０ｂ側に第３固定部５９と連接して凹部５２ｔが設けられていれば好適である。また、凹部５２ｔが設けられる長さ、範囲（第３支持部５０が延在する方向の長さ、範囲）は特に限定されることはない。
なお、本実施形態の物理量検出デバイス１００において凹部５２ｔは、基部１０から第３固定部５９までの第２面１０ｂ側の腕部５２に曲げて設けられている例を示したものである。
凹部５２ｔは、第３支持部５０の第２面１０ｂ側に設けられていれば良く、また、第２面１０ｂ側に第３固定部５９と連接して凹部５２ｔが設けられていれば好適である。また、凹部５２ｔが設けられる長さ、範囲（第３支持部５０が延在する方向の長さ、範囲）は特に限定されることはない。
本実施形態の物理量検出デバイス１００において、前述した物理量検出素子７０から生じるスプリアスが基部１０及び第３支持部５０に伝搬され、第３固定部５９に到達する。
ここで、第３固定部５９は、前述の第１固定部２９及び第２固定部３９と同様に被固定物と接続される第２面１０ｂ側が凹部５２ｔから突出して設けられている。よって、被固定物と第３固定部５９が接続される際に当該第３固定部５９は、第２面１０ｂ側と被固定物とを選択的に当接（接続）させることができる。換言すると、腕部５２が被固定物に当接することを抑制することができる。
従って、物理量検出素子７０から生じるスプリアスが基部１０を介して第３支持部５０に伝搬された場合において、第３支持部５０が固定される位置が一定となるため、第３支持部５０におけるスプリアスの共振周波数を一定に保つことができる。
ここで、第３固定部５９は、前述の第１固定部２９及び第２固定部３９と同様に被固定物と接続される第２面１０ｂ側が凹部５２ｔから突出して設けられている。よって、被固定物と第３固定部５９が接続される際に当該第３固定部５９は、第２面１０ｂ側と被固定物とを選択的に当接（接続）させることができる。換言すると、腕部５２が被固定物に当接することを抑制することができる。
従って、物理量検出素子７０から生じるスプリアスが基部１０を介して第３支持部５０に伝搬された場合において、第３支持部５０が固定される位置が一定となるため、第３支持部５０におけるスプリアスの共振周波数を一定に保つことができる。
図３に戻り、第４支持部６０について説明する。
図３に示す第４支持部６０は、腕部６２と、第４固定部６９と、を有する。腕部６２は、第４曲部６２ｒを介して、第７腕部６２ａと、第８腕部６２ｂと、を有する。第４支持部６０は、第３支持部５０と同様に被固定物としてのパッケージ３１０に固定され、基部１０を支持するために設けられている。
図３に示す第４支持部６０は、腕部６２と、第４固定部６９と、を有する。腕部６２は、第４曲部６２ｒを介して、第７腕部６２ａと、第８腕部６２ｂと、を有する。第４支持部６０は、第３支持部５０と同様に被固定物としてのパッケージ３１０に固定され、基部１０を支持するために設けられている。
第４支持部６０は、可動部１４が変位する方向（Ｚ軸方向）から当該第４支持部６０を平面視した場合に、基部１０から＋Ｘ軸方向に第７腕部６２ａが延在して設けられている。
また、第４支持部６０には、基部１０と反対側に第４曲部６２ｒを有し、第４曲部６２ｒを介して第７腕部６２ａと、第８腕部６２ｂが設けられている。第８腕部６２ｂは、第４曲部６２ｒから−Ｙ軸方向に延在して設けられている。また、第８腕部６２ｂは、第４曲部６２ｒと接続された反対側において第４固定部６９と接続されている。
また、第４支持部６０には、基部１０と反対側に第４曲部６２ｒを有し、第４曲部６２ｒを介して第７腕部６２ａと、第８腕部６２ｂが設けられている。第８腕部６２ｂは、第４曲部６２ｒから−Ｙ軸方向に延在して設けられている。また、第８腕部６２ｂは、第４曲部６２ｒと接続された反対側において第４固定部６９と接続されている。
なお、第４支持部６０において、腕部６２、凹部６２ｔ、第４固定部６９は、第３支持部５０の腕部５２、凹部５２ｔ、第３固定部５９と同様の構成のため説明を省略する。
なお、本実施形態の物理量検出デバイス１００において、各支持部（２０，３０，５０，６０）に設けられた各凹部（２２ｔ，３２ｔ，５２ｔ，６２ｔ）は、可動部１４を囲む様に設けられている。
［物理量検出素子］
図３及び図５に示す様に物理量検出素子７０は、基部１０と、可動部１４とに接続して設けられている。換言すると、物理量検出素子７０は、基部１０と、可動部１４とに跨がるように設けられている。物理量検出素子７０には、振動梁部７１ａ，７１ｂと、ベース部７２ａ，７２ｂと、を有している。本実施形態の物理量検出素子７０は、例えば、可動部１４が物理量に応じて変位することで、振動梁部７１ａ，７１ｂに応力が生じ、振動梁部７１ａ，７１ｂに発生する物理量検出情報が変化する。換言すると、振動梁部７１ａ，７１ｂの振動周波数（共振周波数）が変化する。なお、本実施形態において物理量検出素子７０は、２本の振動梁部７１ａ，７１ｂと、一対のベース部７２ａ，７２ｂと、を有する双音叉素子（双音叉型振動素子）である。
図３及び図５に示す様に物理量検出素子７０は、基部１０と、可動部１４とに接続して設けられている。換言すると、物理量検出素子７０は、基部１０と、可動部１４とに跨がるように設けられている。物理量検出素子７０には、振動梁部７１ａ，７１ｂと、ベース部７２ａ，７２ｂと、を有している。本実施形態の物理量検出素子７０は、例えば、可動部１４が物理量に応じて変位することで、振動梁部７１ａ，７１ｂに応力が生じ、振動梁部７１ａ，７１ｂに発生する物理量検出情報が変化する。換言すると、振動梁部７１ａ，７１ｂの振動周波数（共振周波数）が変化する。なお、本実施形態において物理量検出素子７０は、２本の振動梁部７１ａ，７１ｂと、一対のベース部７２ａ，７２ｂと、を有する双音叉素子（双音叉型振動素子）である。
振動梁部７１ａ，７１ｂは、可動部１４の延在するＹ軸方向に沿ってベース部７２ａと、ベース部７２ｂの間に延在して設けられている。振動梁部７１ａ，７１ｂの形状は、例えば、角柱状である。振動梁部７１ａ，７１ｂは、当該振動梁部７１ａ，７１ｂに設けられた励振電極（図示せず）に駆動信号が印加されると、Ｘ軸方向に沿って、互いに離間、又は近接するように屈曲振動することができる。
ベース部７２ａ，７２ｂは、振動梁部７１ａ，７１ｂの両端に接続されている。図３に図示する例では、ベース部７２ａは、基部１０の第１面１０ａ（物理量検出素子７０が設けられた面）に検出素子接合材８４を介して固定されている。ベース部７２ｂは、可動部１４の主面１４ａ（基部１０の第１面１０ａと同じ側の主面）に検出素子接合材８４を介して接続されている。検出素子接合材８４としては、例えば、低融点ガラスや、共晶接合可能な金（Ａｕ）と錫（Ｓｎ）との合金被膜を用いることができる。
本実施形態における物理量検出素子７０は、例えば、いわゆる水晶原石等から所定の角度で切り出された水晶基板を、フォトリソグラフィー技術、及びエッチング技術によってパターニングすることにより形成されている。これにより、振動梁部７１ａ，７１ｂ、及びベース部７２ａ，７２ｂを、一体に形成することができる。
なお、物理量検出素子７０の材質は、前述の水晶基板に限定されるものはない。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）等の圧電材料を用いることができる。また、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの圧電体（圧電材料）皮膜を備えたシリコンなどの半導体材料を用いることができる。
物理量検出素子７０のベース部７２ａ上には、例えば、引き出し電極（図示省略）が設けられている。引き出し電極は、振動梁部７１ａ，７１ｂに設けられた励振電極（図示省略）と電気的に接続されている。
引き出し電極は、例えば、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属ワイヤー（図示省略）によって、基部１０の第１面１０ａに設けられた接続端子（図示省略）と電気的に接続されている。
接続端子は、図示しない配線によって、固定部接続端子７９（図３において図示省略）と電気的に接続されている。
励振電極、引き出し電極、接続端子、及び固定部接続端子７９は、例えば、クロム（Ｃｒ）層を下地として、その上に金（Ａｕ）層を積層した積層体を用いる。励振電極、引き出し電極、接続端子、及び外部接続端子は、例えば、スパッタ法などによって導電層を形成し、当該導電層をパターニングすることによって設けられている。
質量部８０，８２は、図１及び図５に示すように、可動部１４の主面１４ａと、主面１４ａと表裏の関係で裏面となる主面１４ｂと、に設けられている。より詳細には、質量部８０は、質量接合材８６を介して主面１４ａに設けられ、質量部８２は、質量接合材８６を介して主面１４ｂに設けられている。質量部８０，８２の材質としては、例えば、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）などの金属が挙げられる。また、質量接合材８６の材質としては、例えば、シリコーン樹脂を含む熱硬化型接着剤を用いている。
なお、本実施形態では可動部１４の主面１４ａ，１４ｂのそれぞれに、２つの質量部８０，８２が設けられている。しかし、これに限定されることなく、いずれか一方の主面１４ａ，１４ｂに一つ、又は複数の質量部８０，８２を設けてもよい。
［物理量検出デバイスの動作］
次に、物理量検出デバイス１００の動作について説明する。
図６は、物理量検出デバイス１００の動作を説明するための断面図である。また、図６では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示している。なお、Ｚ軸は、重力が作用する方向を示す軸である。
次に、物理量検出デバイス１００の動作について説明する。
図６は、物理量検出デバイス１００の動作を説明するための断面図である。また、図６では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示している。なお、Ｚ軸は、重力が作用する方向を示す軸である。
図６（ａ）に示すように、物理量検出デバイス１００は、−Ｚ軸方向に加速度α１（重力方向に加えられる加速度）が加わると、加速度α１に応じて、可動部１４が継手部１２を支点にして−Ｚ軸方向に変位する。これにより、物理量検出素子７０には、Ｙ軸に沿ってベース部７２ａとベース部７２ｂとが矢印β１（互いに離れる）方向の力（張力）が加わり、振動梁部７１ａ，７１ｂには矢印β１方向の引っ張り応力が生じる。そのため、振動梁部７１ａ，７１ｂの振動周波数（共振周波数）は、高くなる。
一方、図６（ｂ）に示すように、物理量検出デバイス１００では、＋Ｚ軸方向に加速度α２（重力方向と反対方向に加えられる加速度）が加わると、加速度α２に応じて、可動部１４が継手部１２を支点にして＋Ｚ軸方向に変位する。これにより、物理量検出素子７０には、Ｙ軸に沿ってベース部７２ａとベース部７２ｂとが矢印β２（互いに近づく）方向の力（圧縮力）が加わり、振動梁部７１ａ，７１ｂには矢印β２方向の圧縮応力が生じる。そのため、振動梁部７１ａ，７１ｂの振動周波数（共振周波数）は、低くなる。
連結部４０は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、Ｚ軸方向に加わる加速度α１，α２が所定の大きさより大きい場合、質量部８０，８２と接触することができる。そのため、Ｚ軸方向の可動部１４の変位を、連結部４０によって所定の範囲内に規制することができる。これにより、可動部１４が過度の変位することによる物理量検出デバイス１００の破損を抑制することができる。
なお、上述の本実施形態では、物理量検出素子７０として、いわゆる双音叉素子を用いた例について説明したが、可動部１４の変位に基づいて振動周波数が変化し、物理量を検出することができれば、物理量検出素子７０の形態は、特に限定されない。
なお、本実施形態の物理量検出デバイス１００は上述した加速度を検知する加速度センサーとして適用することができる。また、慣性センサー、振動センサー（振動計）、重力センサー（重力計）、傾斜センサー（傾斜計）としても適用することができる。
上述した第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
本実施形態の物理量検出デバイス１００は、物理量検出素子７０が接続される基部１０から延在する第１支持部２０の先端に被固定物と接続される第１固定部２９が設けられている。また、第１支持部２０には、腕部２２を有し、第１固定部２９と連接する凹部２２ｔが設けられている。
これにより、第１固定部２９が被固定物に接続される際に、被固定物と腕部２２が当接することを抑制し、第１固定部２９を介して被固定物に接続される際の接続面積を一定に保つことができる。
さらに、物理量検出素子７０は、基部１０と、可動部１４とに接続（固定）され、基部１０から延在する第１支持部２０を介して被固定物に接続されるため、物理量検出素子７０の振動以外の振動がノイズとして検出されることを抑制することができる。
なお、第２支持部３０、第３支持部５０、第４支持部６０も同様の構成であるため、同様の効果が得られる。よって、スプリアスが基部１０を介して各支持部（２０，３０，５０，６０）に伝搬された場合においても、各支持部（２０，３０，５０，６０）が固定される面積及び位置が一定となることから、基部１０から各固定部（２９，３９，５９，６９）に向かって延在する各腕部（２２，３２，５２，６２）の長さが一定となる。
従って、各支持部（２０，３０，５０，６０）におけるスプリアスの共振周波数を一定に保つことができる。
本実施形態の物理量検出デバイス１００は、物理量検出素子７０が接続される基部１０から延在する第１支持部２０の先端に被固定物と接続される第１固定部２９が設けられている。また、第１支持部２０には、腕部２２を有し、第１固定部２９と連接する凹部２２ｔが設けられている。
これにより、第１固定部２９が被固定物に接続される際に、被固定物と腕部２２が当接することを抑制し、第１固定部２９を介して被固定物に接続される際の接続面積を一定に保つことができる。
さらに、物理量検出素子７０は、基部１０と、可動部１４とに接続（固定）され、基部１０から延在する第１支持部２０を介して被固定物に接続されるため、物理量検出素子７０の振動以外の振動がノイズとして検出されることを抑制することができる。
なお、第２支持部３０、第３支持部５０、第４支持部６０も同様の構成であるため、同様の効果が得られる。よって、スプリアスが基部１０を介して各支持部（２０，３０，５０，６０）に伝搬された場合においても、各支持部（２０，３０，５０，６０）が固定される面積及び位置が一定となることから、基部１０から各固定部（２９，３９，５９，６９）に向かって延在する各腕部（２２，３２，５２，６２）の長さが一定となる。
従って、各支持部（２０，３０，５０，６０）におけるスプリアスの共振周波数を一定に保つことができる。
（第２実施形態）
第２実施形態に係る物理量検出器について、図７及び図８を用いて説明する。
図７は、本実施形態の物理量検出器を平面視（Ｚ軸方向）した模式図である。また、図８は、本実施形態に係る物理量検出器を模式的に示す図７の線分Ｇ−Ｇ’で示す断面図である。
本実施形態の物理量検出器３００は、第１実施形態で説明した物理量検出デバイス１００が搭載（収容）されている。搭載されている物理量検出デバイス１００の構成は第１実施形態と同様であるため、同様の構成には同様の符号を付して説明を簡略、又は省略して本実施形態の物理量検出器３００について説明する。
なお、説明の便宜上、図７ではリッド３３０の図示を省略している。
第２実施形態に係る物理量検出器について、図７及び図８を用いて説明する。
図７は、本実施形態の物理量検出器を平面視（Ｚ軸方向）した模式図である。また、図８は、本実施形態に係る物理量検出器を模式的に示す図７の線分Ｇ−Ｇ’で示す断面図である。
本実施形態の物理量検出器３００は、第１実施形態で説明した物理量検出デバイス１００が搭載（収容）されている。搭載されている物理量検出デバイス１００の構成は第１実施形態と同様であるため、同様の構成には同様の符号を付して説明を簡略、又は省略して本実施形態の物理量検出器３００について説明する。
なお、説明の便宜上、図７ではリッド３３０の図示を省略している。
物理量検出器３００は、図７及び図８に示すように、上述した第１実施形態に係る物理量検出デバイス１００と、パッケージ３１０とを有する。また、パッケージ３１０は、パッケージベース３２０と、リッド３３０とを有する。
本実施形態の物理量検出器３００は、パッケージ３１０に物理量検出デバイス１００が収容（搭載）されている。より詳細には、パッケージベース３２０と、リッド３３０とが接続されて設けられた空間３１１に、物理量検出デバイス１００が収容（搭載）されている。
本実施形態の物理量検出器３００は、パッケージ３１０に物理量検出デバイス１００が収容（搭載）されている。より詳細には、パッケージベース３２０と、リッド３３０とが接続されて設けられた空間３１１に、物理量検出デバイス１００が収容（搭載）されている。
パッケージベース３２０には、凹部３２１を有し、当該凹部３２１内に物理量検出デバイス１００が設けられている。パッケージベース３２０の形状は、凹部３２１内に物理量検出デバイス１００を設けることができれば、特に限定されない。
本実施形態においてパッケージベース３２０としては、例えば、セラミックスを用いている。しかし、これに限定されること無く、水晶、ガラス、シリコンなどの材料を用いることができる。
本実施形態においてパッケージベース３２０としては、例えば、セラミックスを用いている。しかし、これに限定されること無く、水晶、ガラス、シリコンなどの材料を用いることができる。
パッケージベース３２０は、パッケージベース３２０の内底面（凹部の内側の底面）３２２から、リッド３３０側に突出した段差部３２３を有する。段差部３２３は、例えば、凹部３２１の内壁に沿って設けられている。段差部３２３には、内部端子３４０（３４０ａ，３４０ｂ，３４０ｃ，３４０ｄ）が設けられている。
内部端子３４０は、物理量検出デバイス１００の各固定部（２９，３９，５９，６９）に設けられた固定部接続端子７９（７９ａ，７９ｂ，７９ｃ，７９ｄ）と対向する位置（平面視において重なる位置）に設けられている。例えば、第１固定部２９に設けられた固定部接続端子７９ａは、接合材３４３を介して内部端子３４０ａと電気的に接続されている。
ここで、各固定部（２９，３９，５９，６９）の固定について第１固定部２９がパッケージ３１０に固定される部分を図７（ｂ）に例示し、これを用いて詳述する。図７（ｂ）は、図７（ａ）において線分Ｆ−Ｆ’で示す部分の断面図である。
図７（ｂ）に示す様に、第１支持部２０の先端に設けられた第１固定部２９が被固定物であるパッケージ３１０に設けられた凹部３２３に固定される。第１固定部２９の第２面１０ｂ側には、固定部接続端子７９ａが設けられ、凹部３２３に設けられた内部端子３４０と接合材３４３を介して接続されている。
また、接合材３４３としては、例えば、金属フィラーなどの導電性物質を含むシリコーン樹脂系の導電性接着剤を用いることができる。
図７（ｂ）に示す様に、第１支持部２０の先端に設けられた第１固定部２９が被固定物であるパッケージ３１０に設けられた凹部３２３に固定される。第１固定部２９の第２面１０ｂ側には、固定部接続端子７９ａが設けられ、凹部３２３に設けられた内部端子３４０と接合材３４３を介して接続されている。
また、接合材３４３としては、例えば、金属フィラーなどの導電性物質を含むシリコーン樹脂系の導電性接着剤を用いることができる。
第１支持部２０は、腕部２２に凹部２２ｔが設けられているため、第１固定部２９がパッケージ３１０に固定される際に、当該第１固定部２９を選択的に接続させることが可能である。換言すると、第１固定部２９の第２面１０ｂ側に設けられた固定部接続端子７９ａと、凹部３２３に設けられた内部端子３４０ａとが接合材３４３を介して接続される際に、接合材３４３が当該第２面１０ｂ側から流出しても腕部２２に当接することを抑制することができる。よって、第１固定部２９と、パッケージ３１０（凹部３２３）とが接続される面積を一定に保つことができる。従って、基部１０から第１固定部２９に向かって延在する腕部２２の長さを一定に保つことができ、第１支持部２０に伝搬されたスプリアスによる当該腕部２２の共振周波数を一定に保つことが可能である。
なお、詳述は省略するが第２支持部３０、第３支持部５０、第４支持部６０についても同様の構成で、同様の効果が得られるものである。
パッケージベース３２０の外底面（内底面３２２と反対側の面）３２４には、外部の部材に実装される際に用いられる外部端子３４４が設けられている。外部端子３４４は、図示しない内部配線を介して内部端子３４０と電気的に接続されている。
内部端子３４０及び外部端子３４４は、例えば、タングステン（Ｗ）等のメタライズ層に、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）などの皮膜をメッキなどの方法により積層した金属膜で構成されている。
パッケージベース３２０には、凹部３２１の底部にパッケージ３１０の内部（キャビティー）を封止する封止部３５０が設けられている。封止部３５０は、パッケージベース３２０に形成された貫通孔３２５内に設けられている。貫通孔３２５は、外底面３２４から内底面３２２まで貫通している。図８に示す例では、貫通孔３２５は、外底面３２４側の孔径が内底面３２２側の孔径より大きい段付きの形状を有している。封止部３５０は、貫通孔３２５に、例えば、金（Ａｕ）とゲルマニウム（Ｇｅ）合金、ハンダ等からなる封止材を配置し、加熱溶融後、固化させることで設けられる。封止部３５０は、パッケージ３１０の内部を気密に封止するために設けるものである。
各支持部（２０，３０，５０，６０）に備える各固定部（２９，３９，５９，６９）は、接合材３４３を介して凹部３２３に固定されることで、物理量検出デバイス１００は、パッケージベース３２０に実装され、パッケージ３１０内に収容される。
リッド３３０は、パッケージベース３２０の凹部３２１を覆って設けられている。リッド３３０の形状は、例えば、板状である。リッド３３０としては、例えば、パッケージベース３２０と同じ材料や、鉄（Ｆｅ）とニッケル（Ｎｉ）の合金、ステンレス鋼などの金属を用いることができる。リッド３３０は、リッド接合部材３３２を介して、パッケージベース３２０に接合されている。リッド接合部材３３２としては、例えば、シームリング、低融点ガラス、無機系接着剤等を用いることができる。
リッド３３０をパッケージベース３２０接合した後、パッケージ３１０の内部が減圧された状態（真空度の高い状態）で、貫通孔３２５内に封止材を配置し、加熱溶融後、固化させて封止部３５０を設けることによって、パッケージ３１０内を気密に封止することができる。パッケージ３１０の内部は、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスが充填されていてもよい。
物理量検出器３００において、外部端子３４４、内部端子３４０、固定部接続端子７９などを経由して、物理量検出デバイス１００の励振電極に駆動信号がされると、物理量検出素子７０の振動梁部７１ａ，７１ｂは、所定の周波数で振動（共振）する。そして、物理量検出器３００は、印加される加速度α１，α２に応じて変化する物理量検出素子７０の共振周波数を出力信号として、出力することができる。
また、物理量検出器３００には、物理量検出デバイス１００から出力される出力信号を処理する電子回路３７０を搭載してもよい。例えば、図８（ｂ）に示す物理量検出器３００には、パッケージベース３２０の凹部３２１内に電子回路３７０が設けられている。
物理量検出器３００において、電子回路３７０から内部端子３４０、固定部接続端子７９などを経由して、物理量検出デバイス１００の励振電極に駆動信号がされる。駆動信号が与えられると、物理量検出素子７０の振動梁部７１ａ，７１ｂは、所定の周波数で屈曲振動（共振）する。そして、物理量検出器３００は、印加される加速度α１，α２に応じて変化する物理量検出素子７０から出力される共振周波数を電子回路３７０で増幅して外部端子３４４から物理量検出器３００の外部に出力することができる。
物理量検出器３００において、電子回路３７０から内部端子３４０、固定部接続端子７９などを経由して、物理量検出デバイス１００の励振電極に駆動信号がされる。駆動信号が与えられると、物理量検出素子７０の振動梁部７１ａ，７１ｂは、所定の周波数で屈曲振動（共振）する。そして、物理量検出器３００は、印加される加速度α１，α２に応じて変化する物理量検出素子７０から出力される共振周波数を電子回路３７０で増幅して外部端子３４４から物理量検出器３００の外部に出力することができる。
なお、物理量として傾斜を検出する物理量検出器３００に物理量検出デバイス１００を用いた場合には、物理量検出器３００の姿勢（傾斜）の変化に応じて、重力加速度が加わる方向が変化し、搭載されている物理量検出デバイス１００の振動梁部７１ａ，７１ｂに引っ張り応力や圧縮応力が生じる。そして、振動梁部７１ａ，７１ｂの共振周波数が変化する。物理量検出器３００は、当該共振周波数の変化を姿勢（傾斜）の変化として検出するものである。
上述した第２実施形態によれば、以下の効果が得られる。
本実施形態の物理量検出器３００は、第１実施形態で上述した物理量検出デバイス１００が搭載されることで、各固定部（２９，３９，５９，６９）がパッケージ３１０に接続される際に用いられる接合材３４３が、各腕部（２２，３２，５２，６２）に当接することを抑制することができる。また、各固定部（２９，３９，５９，６９）がパッケージ３１０に接続される面積を一定に保つことができる。換言すると、各支持部（２０，３０，５０，６０）がパッケージ３１０に接続される際に、各支持部（２０，３０，５０，６０）とパッケージ３１０との当接を抑制することができる。
従って、物理量検出素子７０から生じるスプリアスが基部１０を介して支持部に伝搬された場合においても、各支持部（２０，３０，５０，６０）が固定される面積及び位置が一定となるため、スプリアスの共振周波数を一定に保つことができる。
本実施形態の物理量検出器３００は、第１実施形態で上述した物理量検出デバイス１００が搭載されることで、各固定部（２９，３９，５９，６９）がパッケージ３１０に接続される際に用いられる接合材３４３が、各腕部（２２，３２，５２，６２）に当接することを抑制することができる。また、各固定部（２９，３９，５９，６９）がパッケージ３１０に接続される面積を一定に保つことができる。換言すると、各支持部（２０，３０，５０，６０）がパッケージ３１０に接続される際に、各支持部（２０，３０，５０，６０）とパッケージ３１０との当接を抑制することができる。
従って、物理量検出素子７０から生じるスプリアスが基部１０を介して支持部に伝搬された場合においても、各支持部（２０，３０，５０，６０）が固定される面積及び位置が一定となるため、スプリアスの共振周波数を一定に保つことができる。
また、本実施形態の物理量検出器３００における物理量検出素子７０は、基部１０と、可動部１４とに固定（接続）され、各支持部（２０，３０，５０，６０）を介して接合材３４３によってパッケージ３１０に接続されている。これにより、物理量検出素子７０は、その両端が固定されているため、物理量検出素子７０の振動以外の振動がノイズとして検出されることを抑制することができる。また、接合材３４３の歪み、及びパッケージ３１０との熱膨張率の違いによる歪みの影響を抑制し、物理量検出器３００の破損を抑制することができる。
（実施例）
次いで、本発明の一実施形態に係る物理量検出器３００を適用した実施例について、図９から図１２に基づき説明する。
次いで、本発明の一実施形態に係る物理量検出器３００を適用した実施例について、図９から図１２に基づき説明する。
［電子機器］
先ず、本発明の一実施形態に係る物理量検出デバイス１００を搭載した物理量検出器３００を適用した電子機器について、図９から図１１に基づき、詳細に説明する。
先ず、本発明の一実施形態に係る物理量検出デバイス１００を搭載した物理量検出器３００を適用した電子機器について、図９から図１１に基づき、詳細に説明する。
図９は、本発明の一実施形態に係る物理量検出器を備える電子機器としてのノート型（又はモバイル型）のパーソナルコンピューターの構成の概略を示す斜視図である。この図において、ノート型パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部１００８を備えた表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなノート型パーソナルコンピューター１１００には、表示ユニット１１０６の開閉を検知や、開閉の角度を検知するための傾斜センサー等として機能する物理量検出器３００が内蔵されている。
図１０は、本発明の一実施形態に係る物理量検出器３００を備える電子機器としての携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成の概略を示す斜視図である。この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４及び送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１２０８が配置されている。このような携帯電話機１２００には、表示部１２０８に表示される画像等の表示方向判断するために、表示部１２０８の傾きを検知するセンサーとして機能する物理量検出器３００が内蔵されている。
図１１は、本発明の一実施形態に係る物理量検出器３００を備える電子機器としてのデジタルスチールカメラの構成の概略を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、デジタルスチールカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
デジタルスチールカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部１３０８が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１３０８は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤ等を含む受光ユニット１３０４が設けられている。
撮影者が表示部１３０８に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３１０に転送・格納される。また、このデジタルスチールカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニター１４３０が、データ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー１３１０に格納された撮像信号が、テレビモニター１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。このようなデジタルスチールカメラ１３００には、被写体像を水平に撮影するため、撮影者にデジタルスチールカメラ１３００の傾きを知らせるため傾斜センサー等として機能する物理量検出器３００が内蔵されている。
デジタルスチールカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部１３０８が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１３０８は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤ等を含む受光ユニット１３０４が設けられている。
撮影者が表示部１３０８に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３１０に転送・格納される。また、このデジタルスチールカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニター１４３０が、データ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー１３１０に格納された撮像信号が、テレビモニター１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。このようなデジタルスチールカメラ１３００には、被写体像を水平に撮影するため、撮影者にデジタルスチールカメラ１３００の傾きを知らせるため傾斜センサー等として機能する物理量検出器３００が内蔵されている。
なお、本発明の一実施形態に係る物理量検出器３００は、図９のパーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）、図１０の携帯電話機、図１１のデジタルスチールカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター等の電子機器に適用することができる。
［移動体］
図１２は移動体の一例としての自動車を概略的に示す斜視図である。自動車１５００には本発明に係る物理量検出デバイス１００を備える物理量検出器３００が搭載されている。例えば、同図に示すように、移動体としての自動車１５００には、当該自動車１５００の傾きを検知する物理量検出器３００を内蔵してサスペンション１５０９を駆動させて車体の姿勢制御をする電子制御ユニット１５０８が車体１５０７に搭載されている。また、物理量検出器３００は、他にも、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）、エンジンコントロール等の電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）に広く適用できる。
図１２は移動体の一例としての自動車を概略的に示す斜視図である。自動車１５００には本発明に係る物理量検出デバイス１００を備える物理量検出器３００が搭載されている。例えば、同図に示すように、移動体としての自動車１５００には、当該自動車１５００の傾きを検知する物理量検出器３００を内蔵してサスペンション１５０９を駆動させて車体の姿勢制御をする電子制御ユニット１５０８が車体１５０７に搭載されている。また、物理量検出器３００は、他にも、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）、エンジンコントロール等の電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）に広く適用できる。
１０…基部、１２…継手部、１４…可動部、２０…第１支持部、２２…腕部、２２ａ…第１腕部、２２ｂ…第２腕部、２２ｒ…第１曲部、２２ｔ…凹部、２９…第１固定部、３０…第２支持部、３２…腕部、３２ａ…第３腕部、３２ｂ…第４腕部、３２ｒ…第２曲部、３２ｔ…凹部、３９…第２固定部、４０…連結部、５０…第３支持部、５２…腕部、５２ａ…第５腕部、５２ｂ…第６腕部、５２ｒ…第３曲部、５２ｔ…凹部、５９…第３固定部、６０…第４支持部、６２…腕部、６２ａ…第７腕部、６２ｂ…第８腕部、６２ｒ…第４曲部、６２ｔ…凹部、６９…第４支持部、７０…物理量検出素子、８０，８２…質量部、１００…物理量検出デバイス、３００…物理量検出器、３１０…パッケージ、３２０…パッケージベース、３２３…凹部、３４３…接合材、３７０…電子回路、１１００…パーソナルコンピューター、１２００…携帯電話機、１３００…デジタルスチールカメラ、１５００…自動車。
Claims (8)
- 基部と、
前記基部から延在して設けられている可動部と、
前記基部と前記可動部とに接続されている物理量検出素子と、
前記基部から延在して先端側に固定部が設けられている支持部と、を備え、
前記支持部は、前記固定部と前記基部との間であって前記物理量検出素子が前記基部に接続された面と反対の面に凹部を有し、前記凹部が前記基部に沿うように配置されていること、を特徴とする物理量検出デバイス。 - 前記支持部が４つあって、４つの前記凹部が前記可動部を囲んでいることを特徴とする請求項１に記載の物理量検出デバイス。
- 前記凹部の板厚が前記固定部の板厚の４０％以上６０％以下の範囲にあることを特徴とする請求項１または２に記載の物理量検出デバイス。
- 平面視で前記凹部が曲がっていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の物理量検出デバイス。
- 基部と、
前記基部から延在して設けられている可動部と、
前記基部と前記可動部とに接続されている物理量検出素子と、
前記基部から延在して先端側に固定部が設けられている支持部と、
前記固定部が接合材によって接続されているパッケージと、を備え、
前記支持部は、前記固定部と前記基部との間であって前記固定部が前記パッケージと接続される側の面に凹部を有し、前記凹部が前記基部に沿うように配置されていること、を特徴とする物理量検出器。 - 前記物理量検出素子から出力される信号の処理を行う電子回路を備えていることを特徴とする請求項５に記載の物理量検出器。
- 請求項５または請求項６に記載の物理量検出器を搭載されていることを特徴とする電子機器。
- 請求項５または請求項６に記載の物理量検出器を搭載されていることを特徴とする移動体。
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