JP2014240762A - Physical quantity detection sensor, acceleration sensor, electronic apparatus, and movable body - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a physical quantity detection sensor with shock resistance.SOLUTION: A physical quantity detection sensor includes: a cantilever part 101 having a base part 10, a movable part 14 connected to the base part 10 via a joint part 12, arm parts 20 extended from the base part 10, first fixing parts 30 provided on the arm parts 20, and a second fixing part 30d provided on the base part 10; a physical quantity detection element 70 connected to the base part 10 and the movable part 14; and a base substrate 102 to which the first fixing parts 30 and the second fixing part 30d are connected.

Description

本発明は、物理量検出センサー、加速度センサー、電子機器、および移動体に関するものである。   The present invention relates to a physical quantity detection sensor, an acceleration sensor, an electronic device, and a moving object.

従来から、物理量を電気信号に変換する加速度センサーが電子機器、および移動体等に用いられている。自動車、ロボット、および各種精密機器の電子化に伴って多種多様な監視、判断、および制御等の開発が進み、加速度センサーに対する用途が広がっている。また、自動車では、安全性や操縦安定性(車体制御)等の追求のために、加速度センサーを利用した開発が進んでいる。
この加速度センサーの一例として、矩形枠状のフレーム部の内側に歪みゲージ(ピエゾ抵抗素子)が設けられた撓み部と、撓み部に連結されて支持された矩形板状の重り部とを備えた半導体加速度センサー(加速度センサー)が開示されている(特許文献1参照)。この加速度センサーでは、加速度によって重り部が所定の方向に動くことによって、撓み部に歪みが生じる。この撓み部は、歪みによって破損しやすいため、撓み部を補強する対応策が提示されている。
Conventionally, an acceleration sensor that converts a physical quantity into an electrical signal has been used in electronic devices, moving objects, and the like. Along with the digitization of automobiles, robots, and various precision devices, development of a wide variety of monitoring, judgment, control, and the like has progressed, and applications for acceleration sensors are expanding. In automobiles, development using acceleration sensors is progressing in order to pursue safety and steering stability (body control).
As an example of the acceleration sensor, a bending portion provided with a strain gauge (piezoresistive element) inside a rectangular frame-shaped frame portion, and a rectangular plate-like weight portion connected to and supported by the bending portion are provided. A semiconductor acceleration sensor (acceleration sensor) is disclosed (see Patent Document 1). In this acceleration sensor, the weight portion is moved in a predetermined direction by the acceleration, so that the bending portion is distorted. Since this flexible part is easily damaged by strain, a countermeasure for reinforcing the flexible part has been proposed.

特開2003−156510号公報JP 2003-156510 A

しかしながら、特許文献1に記載の半導体加速度センサーの基板は、シリコン(Si)から構成され、エッチングにより形成されている。この半導体加速度センサーの基板は、製造工程において、シリコンへの異方性エッチングによりエッチング残渣が生じているおそれがある。
たとえば、この半導体加速度センサーに大きな衝撃が加えられた場合は、エッチング残渣の交差部に応力が集中し、基板にクラック等を生じさせるおそれがあった。また、エッチング残渣が、重り部と接続されている撓み部に生じている場合は、撓み部の動作が鈍くなり、歪みゲージが加速度を高い検出精度で測定することができなくなっていた。
つまり、従来の半導体加速度センサーにおいては、応力集中による基板の破損、および加速度の測定ができなくなるという課題があった。
However, the substrate of the semiconductor acceleration sensor described in Patent Document 1 is made of silicon (Si) and is formed by etching. In the semiconductor acceleration sensor substrate, there is a possibility that an etching residue is generated due to anisotropic etching to silicon in the manufacturing process.
For example, when a large impact is applied to this semiconductor acceleration sensor, stress concentrates at the intersection of etching residues, which may cause cracks in the substrate. Moreover, when the etching residue has arisen in the bending part connected with the weight part, operation | movement of the bending part became dull and it became impossible for a strain gauge to measure an acceleration with high detection accuracy.
That is, the conventional semiconductor acceleration sensor has a problem that the substrate is damaged due to stress concentration and the acceleration cannot be measured.

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。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

[適用例1]本適用例にかかる物理量検出センサーは、ベース部と、継手部を介して前記ベース部と接続されている可動部と、前記ベース部から延在されている腕部と、前記腕部に設けられている第1固定部と、前記ベース部に設けられている第2固定部と、を有しているカンチレバー部と、前記ベース部、および前記可動部に接続されている物理量検出素子と、前記第1固定部、および前記第2固定部が接続されているベース基板と、を備えていることを特徴とする。   Application Example 1 A physical quantity detection sensor according to this application example includes a base part, a movable part connected to the base part via a joint part, an arm part extending from the base part, A cantilever part having a first fixed part provided in the arm part and a second fixed part provided in the base part, a physical quantity connected to the base part and the movable part A detection element, and a base substrate to which the first fixing portion and the second fixing portion are connected are provided.

本適用例によれば、物理量検出素子が接続されているベース部は、第2固定部によって、ベース基板と直接接続されることで、接続強度が向上する。これにより、衝撃などを受けた場合でも、ベース部とベース基板とが、はがれにくくなり、強固な接続を維持することができる。言い換えれば、カンチレバー部とベース基板との接続強度を向上させることができ、物理量検出センサーの耐衝撃性を向上させることが可能となる。
また、物理量検出素子が接続されているベース部は、ベース部から延在されている腕部に設けられている第1固定部によって、ベース基板に接続されている。腕部は、変形し易く(撓み易く)、この変形(撓み)により、ベース部とベース基板との、熱膨張率の相違等により発生する応力を緩和させ、応力の影響が物理量検出素子におよぶことを抑制できる。これにより、物理量検出素子は、検出精度の高い物理量の測定を行うことができる。
これらにより、耐衝撃性を備え、検出精度の高い物理量の測定を行うことが可能な物理量検出センサーを提供することが可能となる。
According to this application example, the base portion to which the physical quantity detection element is connected is directly connected to the base substrate by the second fixing portion, thereby improving the connection strength. Thereby, even when subjected to an impact or the like, the base portion and the base substrate are not easily peeled off, and a strong connection can be maintained. In other words, the connection strength between the cantilever part and the base substrate can be improved, and the impact resistance of the physical quantity detection sensor can be improved.
Further, the base part to which the physical quantity detection element is connected is connected to the base substrate by a first fixing part provided on an arm part extending from the base part. The arm portion is easily deformed (easy to bend), and this deformation (deflection) relieves stress generated due to a difference in thermal expansion coefficient between the base portion and the base substrate, and the influence of the stress affects the physical quantity detection element. This can be suppressed. Thereby, the physical quantity detection element can measure a physical quantity with high detection accuracy.
Accordingly, it is possible to provide a physical quantity detection sensor that has impact resistance and can measure a physical quantity with high detection accuracy.

[適用例2]上記適用例にかかる物理量検出センサーにおいて、前記物理量検出素子は、2つの基部と、2つの前記基部の間に設けられ、前記継手部を跨いで配置されている振動梁部とを有し、一方の前記基部が前記ベース部に接続され、他方の前記基部が前記可動部に接続されていることを特徴とする。   Application Example 2 In the physical quantity detection sensor according to the application example, the physical quantity detection element includes two base portions and a vibrating beam portion provided between the two base portions and disposed across the joint portion. The one base is connected to the base, and the other base is connected to the movable part.

本適用例によれば、物理量検出素子は、2つの基部の間に振動梁部が設けられ、一方の基部がベース部に接続され、他方の基部が可動部に接続されているため、物理量が加えられた場合に、可動部が変位することで、振動梁部に応力が生じ、振動梁部の振動周波数が変化する。このように、ベース部と可動部との間に接続されている物理量検出素子があることによって、物理量を振動周波数の変化として測定することができる。   According to this application example, the physical quantity detection element is provided with the vibrating beam portion between the two base portions, one base portion is connected to the base portion, and the other base portion is connected to the movable portion. When added, the movable part is displaced, whereby stress is generated in the vibrating beam part, and the vibration frequency of the vibrating beam part is changed. As described above, since there is a physical quantity detection element connected between the base part and the movable part, the physical quantity can be measured as a change in the vibration frequency.

[適用例3]上記適用例にかかる物理量検出センサーにおいて、前記第1固定部と、前記第2固定部とは、平面視で2つの前記基部の中心を通る第1の中心線と直交し、かつ前記カンチレバー部の中心を通る第2の中心線に対して、非対称の位置に配置されていることを特徴とする。   Application Example 3 In the physical quantity detection sensor according to the application example, the first fixing part and the second fixing part are orthogonal to a first center line passing through the centers of the two base parts in plan view, And it is arrange | positioned in the asymmetrical position with respect to the 2nd centerline which passes along the center of the said cantilever part.

本適用例によれば、ベース基板と接続されている腕部の第1固定部の位置と、ベース部の第2固定部の位置とは、平面視で2つの基部の中心を通る第1の中心線と直交し、かつカンチレバー部の中心を通る第2の中心線に対して、非対称に設けられているため、物理量検出素子の振動が腕部を介して第1固定部に伝播される、いわゆる振動漏れを抑制することが可能であり、検出精度の高い物理量の測定を行うことができる。   According to this application example, the position of the first fixing portion of the arm portion connected to the base substrate and the position of the second fixing portion of the base portion are the first passing through the centers of the two base portions in plan view. Since the second center line that is orthogonal to the center line and passes through the center of the cantilever part is provided asymmetrically, the vibration of the physical quantity detection element is propagated to the first fixed part via the arm part. It is possible to suppress so-called vibration leakage and perform physical quantity measurement with high detection accuracy.

[適用例4]上記適用例にかかる物理量検出センサーにおいて、平面視で前記第2の中心線に対して一方の側である第1の領域に位置する前記カンチレバー部に設けられている前記腕部の数と、他方の側である第2の領域に位置する前記カンチレバー部に設けられている前記腕部の数とが異なっていることを特徴とする。   Application Example 4 In the physical quantity detection sensor according to the application example described above, the arm part provided in the cantilever part located in the first region on one side with respect to the second center line in a plan view. And the number of the arm portions provided in the cantilever portion located in the second region on the other side are different from each other.

本適用例によれば、第2の領域に位置するカンチレバー部のベース部には、腕部の第1固定部より大きな面積の第2固定部が設けられている。即ち、カンチレバー部とベース基板とを接続し、物理量検出センサーに物理量が加えられたときは、回転運動によるカンチレバー部の歪みの影響を抑制することが可能であり、カンチレバー部の強度の確保、および応力集中による破損の抑制が可能となる。これにより、検出精度の高い物理量の測定を行うことができる。   According to this application example, the base part of the cantilever part located in the second region is provided with the second fixing part having a larger area than the first fixing part of the arm part. That is, when a physical quantity is applied to the physical quantity detection sensor by connecting the cantilever part and the base substrate, it is possible to suppress the influence of distortion of the cantilever part due to the rotational motion, ensuring the strength of the cantilever part, and It is possible to suppress damage due to stress concentration. Thereby, a physical quantity with high detection accuracy can be measured.

[適用例5]上記適用例にかかる物理量検出センサーにおいて、前記カンチレバー部は、水晶でありウェットエッチングの処理を受けていることを特徴とする。   Application Example 5 In the physical quantity detection sensor according to the application example described above, the cantilever part is made of quartz and is subjected to a wet etching process.

本適用例によれば、カンチレバー部は水晶であるため、経年変化が少なく、機械変形による再現性が高い(ヒステリシスが少ない)。また、カンチレバー部の厚みを厳密に管理することが容易であり、均一な板厚のカンチレバー部が得られる。水晶を異方性ウェットエッチングの処理を受けていることにより、カンチレバー部を構成するベース部、可動部、継手部、および腕部を精密に形成することができる。   According to this application example, since the cantilever part is made of quartz, there is little secular change and high reproducibility due to mechanical deformation (less hysteresis). Further, it is easy to strictly manage the thickness of the cantilever part, and a cantilever part having a uniform plate thickness can be obtained. Since the crystal is subjected to anisotropic wet etching, the base portion, the movable portion, the joint portion, and the arm portion constituting the cantilever portion can be precisely formed.

[適用例6]上記適用例にかかる物理量検出センサーにおいて、前記水晶は、Zカットで切り出されていることを特徴とする。   Application Example 6 In the physical quantity detection sensor according to the application example, the crystal is cut out by a Z cut.

本適用例によれば、水晶は、原石(ランバード)等から、電気軸と呼ばれるX軸、機械軸と呼ばれるY軸、および光学軸と呼ばれるZ軸を有し、水晶結晶軸において直交するX軸、および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たZカットの水晶基板から形成されている。Zカットの水晶基板は、その特性によりエッチング加工が容易になり、物理量検出センサーを構成する部品等を精密に形成することができる。たとえば、カンチレバー部の厚み方向の切り出し角度と、物理量検出素子の厚み方向の切り出し角度とを、同じZカットにすることで線膨張係数(熱膨張率)を近似させることができる。線膨張係数が近似した材料が用いられることで、カンチレバー部と、物理量検出素子との周囲の温度変化に伴う両者間の熱応力が抑制される。即ち、熱応力を抑制した検出精度の高い物理量の測定を行うことが可能な物理量検出センサーを提供することが可能となる。   According to this application example, the quartz crystal has an X axis called an electric axis, a Y axis called a mechanical axis, and a Z axis called an optical axis from a rough stone (Lambert) or the like, and an X axis orthogonal to the crystal crystal axis And a Z-cut quartz crystal substrate cut out along a plane defined by the Y axis and processed into a flat plate shape. A Z-cut quartz substrate can be easily etched due to its characteristics, and components and the like constituting a physical quantity detection sensor can be precisely formed. For example, the linear expansion coefficient (thermal expansion coefficient) can be approximated by making the cut-out angle in the thickness direction of the cantilever part and the cut-out angle in the thickness direction of the physical quantity detection element the same Z-cut. By using a material having an approximate linear expansion coefficient, thermal stress between the cantilever part and the physical quantity detection element due to a change in the ambient temperature is suppressed. That is, it is possible to provide a physical quantity detection sensor capable of measuring a physical quantity with high detection accuracy while suppressing thermal stress.

[適用例7]上記適用例にかかる物理量検出センサーにおいて、前記継手部は、平面視で前記第2の中心線の方向に沿って設けられている溝部を有し、前記溝部の伸びる方向と交差する方向に沿って前記振動梁部が配置されていることを特徴とする。   Application Example 7 In the physical quantity detection sensor according to the application example described above, the joint portion includes a groove portion provided along the direction of the second center line in a plan view, and intersects with the direction in which the groove portion extends. The vibrating beam portion is arranged along the direction of the movement.

本適用例によれば、平面視で、カンチレバー部の継手部の溝部は、第2の中心線の方向に沿って設けられている。物理量検出素子は、溝部の伸びる方向と交差する方向に沿って振動梁部が配置されている。これにより、たとえば、物理量検出センサーに物理量が加えられたときにカンチレバー部の可動部の撓みをそのまま物理量検出素子の振動梁部に伝えることが可能となる。従って、わずかな可動部の撓みも振動梁部の共振周波数の変化として測定することが可能となり、検出感度の低下を防止することが可能となる。   According to this application example, the groove portion of the joint portion of the cantilever portion is provided along the direction of the second center line in plan view. In the physical quantity detection element, the vibrating beam portion is arranged along the direction intersecting the direction in which the groove portion extends. Thereby, for example, when a physical quantity is applied to the physical quantity detection sensor, it is possible to transmit the bending of the movable part of the cantilever part to the vibrating beam part of the physical quantity detection element as it is. Therefore, even a slight deflection of the movable part can be measured as a change in the resonance frequency of the vibrating beam part, and a decrease in detection sensitivity can be prevented.

[適用例8]上記適用例にかかる物理量検出センサーにおいて、平面視で前記第1の中心線に対して一方の側である第3の領域に前記第2固定部が設けられ、前記第3の領域の前記腕部の数が、他方の側である第4の領域に設けられている前記腕部の数より、少ないことを特徴とする。   Application Example 8 In the physical quantity detection sensor according to the application example, the second fixing portion is provided in a third region on one side with respect to the first center line in a plan view, The number of the arm portions in the region is smaller than the number of the arm portions provided in the fourth region on the other side.

本適用例によれば、平面視で、カンチレバー部は、第1の中心線に対して、第3の領域に第2固定部と腕部とが設けられ、第4の領域に設けられている腕部の数より、第3の領域に設けられている腕部の数が少なくなっている。第3の領域に設けられている腕部の数が少ないと、ベース部の面積を広げることが可能となる。第3の領域にあるベース部の面積は、第4の領域にあるベース部の面積より、大きくすることができる。従って、第3の領域にある第2固定部の面積を大きく設けることが可能となり、カンチレバー部をベース基板に大きな面積で接続することができ、カンチレバー部の強度の確保、および応力集中による破損の抑制が可能となる。これにより、検出精度の高い物理量の測定を行うことができる。   According to this application example, the cantilever portion is provided in the fourth region with the second fixing portion and the arm portion provided in the third region with respect to the first center line in plan view. The number of arm portions provided in the third region is smaller than the number of arm portions. If the number of arm portions provided in the third region is small, the area of the base portion can be increased. The area of the base portion in the third region can be larger than the area of the base portion in the fourth region. Accordingly, the area of the second fixing portion in the third region can be increased, the cantilever portion can be connected to the base substrate in a large area, the strength of the cantilever portion can be ensured, and damage due to stress concentration can be prevented. Suppression is possible. Thereby, a physical quantity with high detection accuracy can be measured.

[適用例9]本適用例にかかる加速度センサーは、適用例1乃至8に記載の物理量検出センサーを備え、加速度が計測されることを特徴とする。   Application Example 9 An acceleration sensor according to this application example includes the physical quantity detection sensor described in Application Examples 1 to 8, and is characterized in that acceleration is measured.

本適用例によれば、上記適用例に記載の加速度センサーは、上記適用例の物理量検出センサーが搭載されている。この物理量検出センサーは、可動部が加えられた物理量に応じて正確な変位をすることにより、物理量を精緻に検出することが可能である。このような物理量検出センサーが搭載されている加速度センサーは、計測された加速度の信頼性の向上が図れる。   According to this application example, the acceleration sensor described in the application example includes the physical quantity detection sensor of the application example. The physical quantity detection sensor can accurately detect the physical quantity by accurately displacing the movable part according to the physical quantity to which the movable part is added. An acceleration sensor equipped with such a physical quantity detection sensor can improve the reliability of measured acceleration.

[適用例10]本適用例にかかる電子機器は、適用例9に記載の加速度センサーが搭載されていることを特徴とする。   Application Example 10 An electronic device according to this application example is characterized in that the acceleration sensor described in Application Example 9 is mounted.

本適用例によれば、上記適用例に記載の電子機器は、上記適用例の加速度センサーが搭載されている。この加速度センサーは、加えられた加速度を精緻に検出することが可能である。このような加速度センサーが搭載されている電子機器は、機器としての特性、および信頼性の向上が図れる。   According to this application example, the electronic device described in the application example includes the acceleration sensor of the application example. This acceleration sensor can accurately detect the applied acceleration. An electronic device equipped with such an acceleration sensor can improve the characteristics and reliability of the device.

[適用例11]本適用例にかかる移動体は、適用例9に記載の加速度センサーが搭載されていることを特徴とする。   Application Example 11 A moving object according to this application example is characterized in that the acceleration sensor described in Application Example 9 is mounted.

本適用例によれば、上記適用例に記載の移動体は、上記適用例の加速度センサーが搭載されている。この加速度センサーは、加えられた加速度を精緻に検出することが可能である。このような加速度センサーが搭載されている移動体は、加速度センサーの検出機能により移動状態や姿勢等の把握が確実にでき、安全で安定した移動をすることが可能である。   According to this application example, the mobile body described in the application example includes the acceleration sensor of the application example. This acceleration sensor can accurately detect the applied acceleration. A moving body equipped with such an acceleration sensor can surely grasp the moving state, posture, and the like by the detection function of the acceleration sensor, and can move safely and stably.

第1実施形態にかかる物理量検出センサーの平面図。The top view of the physical quantity detection sensor concerning 1st Embodiment. 図1の線分B−B’における部分断面図。FIG. 3 is a partial cross-sectional view taken along line B-B ′ in FIG. 1. 図1の線分A−A’における断面図。Sectional drawing in line segment A-A 'of FIG. 図1の物理量検出センサーが備えている物理量検出デバイスを示す斜視図。The perspective view which shows the physical quantity detection device with which the physical quantity detection sensor of FIG. 1 is provided. 図4の線分C−C’における断面図。Sectional drawing in line segment C-C 'of FIG. (a),(b)は、図4の線分C−C’における物理量検出デバイスの動作を示す断面図。(A), (b) is sectional drawing which shows operation | movement of the physical quantity detection device in line segment C-C 'of FIG. (a),(b)は、物理量検出センサーが備えているカンチレバーの平面図。(A), (b) is a top view of the cantilever with which the physical quantity detection sensor is provided. 図1の物理量検出センサーが備えているカンチレバー部の一例を示す平面図。The top view which shows an example of the cantilever part with which the physical quantity detection sensor of FIG. 1 is provided. 図1の物理量検出センサーが電子回路を備えている状態の線分A−A’における断面図。Sectional drawing in line segment A-A 'of the state with which the physical quantity detection sensor of FIG. 1 is equipped with the electronic circuit. 第2実施形態にかかる物理量検出センサーの平面図。The top view of the physical quantity detection sensor concerning 2nd Embodiment. 図10の線分D−D’における断面図。FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line D-D ′ in FIG. 10. (a)物理量検出センサーが搭載されている電子機器であるビデオカメラを示す斜視図、(b)物理量検出センサーが搭載されている電子機器である携帯電話を示す斜視図、(c)物理量検出センサーが搭載されている移動体である自動車を示す斜視図。(A) Perspective view showing a video camera which is an electronic device equipped with a physical quantity detection sensor, (b) Perspective view showing a mobile phone which is an electronic equipment equipped with a physical quantity detection sensor, (c) Physical quantity detection sensor The perspective view which shows the motor vehicle which is a moving body by which is mounted.

以下、本発明にかかる一実施形態について図面を参照して説明する。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。   Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings. In each figure shown below, the size and ratio of each component may be described differently from the actual component in order to make each component large enough to be recognized on the drawing. is there.

(第1実施形態)
[物理量検出センサー]
第1実施形態にかかる物理量検出センサーについて、図1、および図3を用いて説明する。
図1は、第1実施形態にかかる物理量検出センサー100の構成を示す平面図である。図3は、物理量検出センサー100の構成を示す断面図であり、図1において線分A−A’で示す部分の断面図である。そして、図1、および図3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。
なお、説明の便宜上、図1では、リッド103の図示を省略している。
本実施形態においては、Z軸方向から物理量検出センサー100を見ることを平面視として説明する。
(First embodiment)
[Physical quantity detection sensor]
A physical quantity detection sensor according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 3.
FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a physical quantity detection sensor 100 according to the first embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of the physical quantity detection sensor 100, and is a cross-sectional view of a portion indicated by a line segment AA ′ in FIG. 1 and 3 show the X axis, the Y axis, and the Z axis as three axes orthogonal to each other. The Z axis is an axis indicating the direction in which gravity acts.
For convenience of explanation, the lid 103 is not shown in FIG.
In the present embodiment, viewing the physical quantity detection sensor 100 from the Z-axis direction will be described as a planar view.

物理量検出センサー100は、図1、および図3に示すように、物理量検出デバイス110と、パッケージ120とを有している。また、パッケージ120は、ベース基板102と、リッド103とを有している。
ベース基板102は、凹部106を有し、物理量検出デバイス110が凹部106内に収容されている。ベース基板102の形状は、物理量検出デバイス110を凹部106内に収容していることができれば、特に限定されない。
本実施形態において、ベース基板102としては、カンチレバー部101やリッド103の熱膨張係数と一致、あるいは極力近い熱膨張係数を備えた材料によって形成され、本例では、セラミックを用いている。しかし、これに限定されること無く、水晶、ガラス、シリコン等の材料を用いてもよい。
As shown in FIGS. 1 and 3, the physical quantity detection sensor 100 includes a physical quantity detection device 110 and a package 120. The package 120 includes a base substrate 102 and a lid 103.
The base substrate 102 has a recess 106, and the physical quantity detection device 110 is accommodated in the recess 106. The shape of the base substrate 102 is not particularly limited as long as the physical quantity detection device 110 can be accommodated in the recess 106.
In this embodiment, the base substrate 102 is formed of a material having a thermal expansion coefficient that matches or is as close as possible to that of the cantilever portion 101 and the lid 103, and in this example, ceramic is used. However, the present invention is not limited to this, and materials such as quartz, glass, and silicon may be used.

本実施形態のベース基板102は、凹部106の内側の底面である内底面109aと、内底面109aからリッド103側に突出している段差部108(108a,108b)と、を有している。   The base substrate 102 of the present embodiment includes an inner bottom surface 109a that is a bottom surface inside the recess 106, and a stepped portion 108 (108a, 108b) that protrudes from the inner bottom surface 109a to the lid 103 side.

段差部108a,108bは、後述する物理量検出デバイス110をベース基板102に固定するために設けられ、たとえば、凹部106の内壁の2方向に沿った略L字状の形状で設けられている。詳述すると、段差部108aは、平面視において、凹部106の−X軸方向の内壁と、−Y軸方向の内壁とに沿って、所定の幅を持って連続して設けられている。段差部108bは、平面視において、凹部106の+X軸方向の内壁と、−Y軸方向の内壁とに沿って、所定の幅を持って連続して設けられている。
また、平面視において、段差部108aの+Z軸方向の面には、後述する第1固定部30aに含まれた内部端子34aが設けられており、段差部108bの+Z軸方向の面には、後述する第1固定部30bに含まれた内部端子34bが設けられている。
The step portions 108 a and 108 b are provided to fix a physical quantity detection device 110 described later to the base substrate 102, and are provided in, for example, a substantially L shape along two directions of the inner wall of the recess 106. Specifically, the stepped portion 108a is continuously provided with a predetermined width along the inner wall in the −X-axis direction and the inner wall in the −Y-axis direction of the recess 106 in plan view. The step 108b is continuously provided with a predetermined width along the inner wall in the + X-axis direction and the inner wall in the −Y-axis direction of the recess 106 in plan view.
In plan view, an internal terminal 34a included in a first fixing portion 30a described later is provided on the surface in the + Z-axis direction of the step portion 108a, and a surface in the + Z-axis direction of the step portion 108b is provided on the surface in the + Z-axis direction. An internal terminal 34b included in a first fixing portion 30b described later is provided.

ベース基板102の内底面109aと反対側の面である外底面109bには、外部の部材に実装される際に用いられる外部端子107(107a,107b)が設けられている。外部端子107は、図示しない内部配線を介して内部端子34a,34bと電気的に接続されている。たとえば、外部端子107aは、内部端子34aと電気的に接続され、外部端子107bは、内部端子34bと電気的に接続されている。   External terminals 107 (107a, 107b) used for mounting on external members are provided on the outer bottom surface 109b, which is the surface opposite to the inner bottom surface 109a of the base substrate 102. The external terminal 107 is electrically connected to the internal terminals 34a and 34b via internal wiring (not shown). For example, the external terminal 107a is electrically connected to the internal terminal 34a, and the external terminal 107b is electrically connected to the internal terminal 34b.

内部端子34a,34b、および外部端子107a,107bは、たとえば、タングステン(W)等のメタライズ層に、ニッケル(Ni)、金(Au)等の薄膜をメッキ等の方法により被膜し積層した金属膜で構成されている。   The internal terminals 34a and 34b and the external terminals 107a and 107b are, for example, metal films formed by coating a metallized layer such as tungsten (W) with a thin film such as nickel (Ni) or gold (Au) by a method such as plating. It consists of

ベース基板102には、外底面109bから内底面109aまで貫通している貫通孔92が設けられ、ベース基板102に形成されている貫通孔92内には、パッケージ120の内部(キャビティー)を封止する封止部90が設けられている。図3に示す例では、貫通孔92は、外底面109b側の孔径が内底面109a側の孔径より大きい、段付きの形状を有している。封止部90は、貫通孔92に、たとえば、金(Au)とゲルマニウム(Ge)との合金、またはハンダ等からなる封止材を配置し、加熱溶融後、固化させて設けることができる。封止部90は、パッケージ120の内部を気密に封止するために設けられている。   The base substrate 102 is provided with a through hole 92 penetrating from the outer bottom surface 109b to the inner bottom surface 109a, and the inside (cavity) of the package 120 is sealed in the through hole 92 formed in the base substrate 102. The sealing part 90 which stops is provided. In the example shown in FIG. 3, the through hole 92 has a stepped shape in which the hole diameter on the outer bottom surface 109 b side is larger than the hole diameter on the inner bottom surface 109 a side. The sealing part 90 can be provided in the through-hole 92 by placing a sealing material made of, for example, an alloy of gold (Au) and germanium (Ge), solder, or the like, solidified after heating and melting. The sealing unit 90 is provided to hermetically seal the inside of the package 120.

リッド103は、ベース基板102の凹部106を覆って設けられている。リッド103の形状は、たとえば、板状である。リッド103としては、ベース基板102と同じ材料や、コバール、ステンレス鋼等の金属等が用いられる。リッド103は、リッド接合材105を介して、ベース基板102に接合されている。リッド接合材105としては、たとえば、シールリング、低融点ガラス、無機系接着剤等を用いてもよい。   The lid 103 is provided so as to cover the concave portion 106 of the base substrate 102. The shape of the lid 103 is, for example, a plate shape. As the lid 103, the same material as the base substrate 102, a metal such as Kovar or stainless steel, or the like is used. The lid 103 is bonded to the base substrate 102 via a lid bonding material 105. As the lid bonding material 105, for example, a seal ring, a low melting point glass, an inorganic adhesive, or the like may be used.

パッケージ120の内部は、ベース基板102と、リッド103との接合後、封止される。貫通孔92から凹部106内の空気を抜いて減圧し、貫通孔92を封止材等の封止部90で塞ぐ方法により封止され、これにより、物理量検出デバイス110は、減圧されて気密状態の凹部106内に載置される。なお、凹部106の内部は、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスが充填されていてもよい。また、リッド103が凹状に形成され、ベース基板102が平板であってもよい。   The interior of the package 120 is sealed after the base substrate 102 and the lid 103 are joined. The air in the recess 106 is extracted from the through-hole 92 and decompressed, and the through-hole 92 is sealed by a method of closing with a sealing portion 90 such as a sealing material, whereby the physical quantity detection device 110 is decompressed and airtight. Is placed in the concave portion 106. Note that the inside of the recess 106 may be filled with an inert gas such as nitrogen, helium, or argon. Further, the lid 103 may be formed in a concave shape, and the base substrate 102 may be a flat plate.

[物理量検出デバイス]
次に、物理量検出デバイス110について、図1から図8を用いて説明する。図2は、図1において線分B−B’で示す部分が拡大された断面図である。図4は、図1の物理量検出センサー100が備えている物理量検出デバイス110の構成を示す斜視図である。図5は、図4において線分C−C’で示す部分の断面図である。図6(a)、および図6(b)は、図4において線分C−C’で示す部分の断面図であり、物理量検出デバイス110にZ軸方向に物理量が加えられたときの動作状態を示している。図7(a)、および図7(b)は、物理量検出デバイス110が備えているカンチレバー部101を示す平面図である。図8は、物理量検出デバイス110が備えているカンチレバー部101の一例を示す平面図である。
そして、図2、および図4から図8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。
[Physical quantity detection device]
Next, the physical quantity detection device 110 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a portion indicated by a line segment BB ′ in FIG. FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the physical quantity detection device 110 provided in the physical quantity detection sensor 100 of FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of a portion indicated by a line segment CC ′ in FIG. 6A and 6B are cross-sectional views of a portion indicated by a line segment CC ′ in FIG. 4, and an operating state when a physical quantity is applied to the physical quantity detection device 110 in the Z-axis direction. Is shown. FIG. 7A and FIG. 7B are plan views showing the cantilever unit 101 provided in the physical quantity detection device 110. FIG. 8 is a plan view illustrating an example of the cantilever unit 101 included in the physical quantity detection device 110.
2 and FIGS. 4 to 8 illustrate the X axis, the Y axis, and the Z axis as three axes orthogonal to each other. The Z axis is an axis indicating the direction in which gravity acts.

物理量検出デバイス110は、図3、および図4に示すように、ベース基板102に固定されているカンチレバー部101と、カンチレバー部101に固定され、物理量、たとえば、加速度を検出するための物理量検出素子70と、カンチレバー部101に固定され錘の役目をする質量部80,82と、を有している。
物理量検出素子70は、カンチレバー部101の内底面109a側に配置されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the physical quantity detection device 110 is a cantilever part 101 fixed to the base substrate 102, and a physical quantity detection element that is fixed to the cantilever part 101 and detects a physical quantity, for example, acceleration. 70 and mass parts 80 and 82 which are fixed to the cantilever part 101 and serve as weights.
The physical quantity detection element 70 is disposed on the inner bottom surface 109 a side of the cantilever part 101.

まず、カンチレバー部101について、図1、図4、図7、および図8を用いて説明する。
カンチレバー部101は、ベース部10と、継手部12と、可動部14と、平坦部15と、腕部20(20a,20b,20c)と、第1固定部30(30a,30b,30c)、第2固定部30dと、抑止部40a,40bとを有している。
First, the cantilever part 101 is demonstrated using FIG.1, FIG.4, FIG.7 and FIG.
The cantilever part 101 includes a base part 10, a joint part 12, a movable part 14, a flat part 15, an arm part 20 (20a, 20b, 20c), a first fixing part 30 (30a, 30b, 30c), It has the 2nd fixing | fixed part 30d and the suppression parts 40a and 40b.

ベース部10は板状であり、平面視において中央部分に空隙を有している。その空隙には、同じく板状の可動部14が設けられ、継手部12を介して可動部14とベース部10とが接続されている。ベース部10の角部には、腕部20(20a,20b,20c)が設けられている。また、ベース部10は、互いに対向し表裏の関係である主面10a,10b(図4参照)を有している。詳述すると、主面10aは、ベース部10に対してリッド103側を向いており、主面10bは、ベース部10に対して内底面109a側を向いている。   The base portion 10 has a plate shape and has a gap in the center portion in plan view. Similarly, a plate-like movable portion 14 is provided in the gap, and the movable portion 14 and the base portion 10 are connected via the joint portion 12. Arms 20 (20a, 20b, 20c) are provided at the corners of the base 10. Moreover, the base part 10 has the main surfaces 10a and 10b (refer FIG. 4) which are mutually opposed and are the front and back relationship. Specifically, the main surface 10 a faces the lid 103 side with respect to the base portion 10, and the main surface 10 b faces the inner bottom surface 109 a side with respect to the base portion 10.

継手部12は、ベース部10と、可動部14との間に設けられ、ベース部10、および可動部14に接続されている。継手部12の厚さ(Z軸方向の長さ)は、ベース部10の厚さ、および可動部14の厚さと比して薄く(短く)設けられている。たとえば、継手部12は、後述する主面14a、および主面14bからの、いわゆるハーフエッチングの処理によって、有底の溝部12a,12b(図5参照)が形成されている。   The joint portion 12 is provided between the base portion 10 and the movable portion 14 and is connected to the base portion 10 and the movable portion 14. The thickness of the joint portion 12 (length in the Z-axis direction) is thinner (shorter) than the thickness of the base portion 10 and the thickness of the movable portion 14. For example, the joint portion 12 has bottomed groove portions 12a and 12b (see FIG. 5) formed by a so-called half-etching process from a main surface 14a and a main surface 14b described later.

本実施形態において、溝部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がベース部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。   In the present embodiment, the groove portions 12a and 12b are provided extending along the X-axis direction. When the movable part 14 is displaced (rotated) with respect to the base part 10, the joint part 12 serves as a rotation axis along the X-axis direction as a fulcrum (intermediate hinge).

可動部14は、ベース部10から延在して設けられている。詳述すると、可動部14は、ベース部10から継手部12を介して、Y軸方向に沿って設けられている。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(図5参照)を有している。また、主面14aは、可動部14に対してリッド103側を向いており、主面14bは、可動部14に対して内底面109a側を向いている。
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、たとえば、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)に変位が可能である。
The movable part 14 extends from the base part 10. Specifically, the movable portion 14 is provided along the Y-axis direction from the base portion 10 through the joint portion 12. The movable portion 14 has a plate shape, and has main surfaces 14a and 14b (see FIG. 5) that face each other and have a front-back relationship. Further, the main surface 14 a faces the lid 103 side with respect to the movable portion 14, and the main surface 14 b faces the inner bottom surface 109 a side with respect to the movable portion 14.
The movable portion 14 has a principal surface with the joint portion 12 as a fulcrum (rotation axis) according to a physical quantity applied in a direction (Z-axis direction) intersecting the principal surfaces 14a and 14b, for example, accelerations α1 and α2 (see FIG. 6). Displacement is possible in the direction intersecting 14a and 14b (Z-axis direction).

可動部14には、錘の役目をする質量部80,82が設けられている。詳述すると、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、平面視において質量部80と重なるように質量接合材86を介して主面14bに設けられている。
質量部80,82の形状としては板状であり、たとえば、図1に示すように、平面視において長手方向の一方の辺の一部が対向する辺側にくぼんだ凹型の形状が用いられているのが好適である。なお、質量部80,82の形状は、可動部14が所定の動作を行うことが可能であれば、上述した形状に限定されるものではない。
The movable portion 14 is provided with mass portions 80 and 82 that function as weights. Specifically, the mass portion 80 is provided on the main surface 14a via the mass bonding material 86, and the mass portion 82 is provided on the main surface 14b via the mass bonding material 86 so as to overlap the mass portion 80 in plan view. It has been.
The shape of the mass portions 80 and 82 is a plate shape. For example, as shown in FIG. 1, a concave shape in which a part of one side in the longitudinal direction is recessed on the opposite side in plan view is used. It is preferable. The shapes of the mass portions 80 and 82 are not limited to the shapes described above as long as the movable portion 14 can perform a predetermined operation.

質量部80,82の材質としては、たとえば、リン青銅(Cu−Sn−P)が用いられているのが好適である。なお、質量部80,82の材質は、リン青銅に限定されるものではない。たとえば、銅(Cu)、金(Au)等の金属が用いられてもよい。また、質量接合材86の材質としては、たとえば、シリコーン樹脂を含む熱硬化型接着剤が用いられてもよい。   For example, phosphor bronze (Cu—Sn—P) is preferably used as the material of the mass parts 80 and 82. In addition, the material of the mass parts 80 and 82 is not limited to phosphor bronze. For example, a metal such as copper (Cu) or gold (Au) may be used. Moreover, as a material of the mass bonding material 86, for example, a thermosetting adhesive containing a silicone resin may be used.

なお、本実施形態では可動部14の主面14a,14bのそれぞれに、質量部80,82がひとつずつ設けられている。しかし、これに限定されることなく、主面14a,14bのいずれか一方にひとつ、または複数の質量部80,82が設けられてもよいし、主面14a,14bのそれぞれに複数の質量部80,82が設けられてもよい。   In the present embodiment, each of the main surfaces 14 a and 14 b of the movable portion 14 is provided with one mass portion 80 and 82. However, the present invention is not limited to this, and one or a plurality of mass parts 80, 82 may be provided on either one of the main surfaces 14a, 14b, or a plurality of mass parts may be provided on each of the main surfaces 14a, 14b. 80 and 82 may be provided.

ここで、カンチレバー部101の腕部20a,20b,20cについて説明する。腕部20a,20b,20cは、平面視において略L字状で所定の幅で設けられている。   Here, the arm portions 20a, 20b, and 20c of the cantilever portion 101 will be described. The arm portions 20a, 20b, and 20c are substantially L-shaped in a plan view and are provided with a predetermined width.

腕部20aは、平面視において、ベース部10の+Y方向の端部から−X軸方向に延在して設けられ、−Y軸方向にベース部10の外周に沿って延在して設けられている。
腕部20aは、平面視において、腕部20aの先端と段差部108aとが重なっている位置の主面10b側に、第1固定部30aの設置領域を有している。第1固定部30aは、主面10b側に固定部接続端子36aと、接合材35と、段差部108aの内部端子34aとを含んで構成されている(図2参照)。また、固定部接続端子36aは、平面視において、接合材35を介して、内部端子34aと重なるように接続されている。
このことにより、腕部20a(カンチレバー部101)は、第1固定部30aを介して、段差部108a(ベース基板102)と接続されている。
The arm portion 20a is provided to extend in the −X axis direction from the + Y direction end of the base portion 10 in plan view, and is provided to extend along the outer periphery of the base portion 10 in the −Y axis direction. ing.
The arm portion 20a has an installation area for the first fixing portion 30a on the main surface 10b side at a position where the tip of the arm portion 20a and the stepped portion 108a overlap in plan view. The first fixing portion 30a includes a fixing portion connecting terminal 36a, a bonding material 35, and an internal terminal 34a of the step portion 108a on the main surface 10b side (see FIG. 2). Further, the fixed portion connection terminal 36a is connected so as to overlap the internal terminal 34a via the bonding material 35 in a plan view.
Accordingly, the arm portion 20a (cantilever portion 101) is connected to the step portion 108a (base substrate 102) via the first fixing portion 30a.

腕部20bは、平面視において、ベース部10の+Y方向の端部から+X軸方向に延在して設けられ、−Y軸方向にベース部10の外周に沿って延在して設けられている。
腕部20bは、平面視において、腕部20bの先端と段差部108bとが重なっている位置の主面10b側に、第1固定部30bの設置領域を有している。第1固定部30bは、主面10b側に固定部接続端子36bと、接合材35と、段差部108bの内部端子34bとを含んで構成されている(構成は図2と略同一なため、図2を参照)。また、固定部接続端子36bは、平面視において、接合材35を介して、内部端子34bと重なるように接続されている。
このことにより、腕部20b(カンチレバー部101)は、第1固定部30bを介して、段差部108b(ベース基板102)と接続されている。
The arm portion 20b is provided to extend in the + X-axis direction from the end portion in the + Y direction of the base portion 10 in plan view, and is provided to extend along the outer periphery of the base portion 10 in the -Y-axis direction. Yes.
The arm portion 20b has an installation area for the first fixing portion 30b on the main surface 10b side where the tip of the arm portion 20b and the stepped portion 108b overlap in plan view. The first fixing portion 30b is configured to include the fixing portion connecting terminal 36b, the bonding material 35, and the internal terminal 34b of the stepped portion 108b on the main surface 10b side (the configuration is substantially the same as FIG. (See FIG. 2). Further, the fixed portion connection terminal 36b is connected so as to overlap the internal terminal 34b through the bonding material 35 in plan view.
Thus, the arm portion 20b (cantilever portion 101) is connected to the step portion 108b (base substrate 102) via the first fixing portion 30b.

接合材35としては、たとえば、金属フィラー等の導電性物質を含むシリコーン樹脂系の導電性接着剤等が用いられてもよい。   As the bonding material 35, for example, a silicone resin-based conductive adhesive containing a conductive material such as a metal filler may be used.

腕部20cは、平面視において、ベース部10の−X軸方向の端部の略中央部から−Y軸方向に延在して設けられ、さらに+X軸の方向にベース部10の外周に沿って延在して設けられている。
腕部20cは、平面視において、腕部20cの先端と段差部108aとが重なっている位置の主面10b側に、ベース接合材52の設置領域であるベース接合部50bを有している。ベース接合部50bに設けられているベース接合材52とベース接合部50bとを含んで、第1固定部30cは構成されている。
このことにより、腕部20c(カンチレバー部101)は、第1固定部30cを介して、段差部108a(ベース基板102)と接続されている。
The arm portion 20c is provided so as to extend in the −Y axis direction from a substantially central portion of the end portion in the −X axis direction of the base portion 10 in plan view, and further along the outer periphery of the base portion 10 in the + X axis direction. It is extended and provided.
The arm portion 20c has a base joint portion 50b that is an installation region of the base joint material 52 on the main surface 10b side at a position where the tip of the arm portion 20c and the stepped portion 108a overlap in plan view. The 1st fixing | fixed part 30c is comprised including the base joining material 52 and the base joining part 50b provided in the base joining part 50b.
Accordingly, the arm portion 20c (cantilever portion 101) is connected to the step portion 108a (base substrate 102) via the first fixing portion 30c.

ベース部10は、平面視において、ベース部10の平坦部15と、段差部108bとが重なっている位置の主面10b側に、ベース接合材52の設置領域であるベース接合部50aを有している。ベース接合部50aに設けられているベース接合材52とベース接合部50aとを含んで、第2固定部30dは構成されている。
このことにより、ベース部10(カンチレバー部101)は、第2固定部30dを介して、段差部108b(ベース基板102)と接続されている。
The base portion 10 has a base joint portion 50a that is an installation region of the base joint material 52 on the main surface 10b side at a position where the flat portion 15 of the base portion 10 and the stepped portion 108b overlap in a plan view. ing. The second fixing portion 30d includes the base bonding material 52 and the base bonding portion 50a provided in the base bonding portion 50a.
Thus, the base portion 10 (cantilever portion 101) is connected to the step portion 108b (base substrate 102) through the second fixing portion 30d.

ベース接合材52は、たとえば、ビスマレイミド樹脂が用いられるのが好適である。   For the base bonding material 52, for example, a bismaleimide resin is preferably used.

ここで、図7(a)、および図7(b)を用いてカンチレバー部101の腕部20等の構成について説明する。
本説明では、平面視において、物理量検出素子70の2つの基部72の中心を通る第1の中心線L1と、第1の中心線L1と直交し、かつカンチレバー部101の中心を通る第2の中心線L2とを用いて説明する。
なお、説明の便宜上、図7の第1の中心線L1の+Y方向側を「上]、−Y方向側を「下」、第2の中心線L2の−X方向側を「左」、+X方向側を「右」という。
カンチレバー部101において、第2の中心線L2に対して、上側の領域を第1の領域S1、下側の領域を第2の領域S2、第1の中心線L1に対して、右側の領域を第3の領域S3、左側の領域を第4の領域S4とする。
第1の領域S1には、腕部20a、第1固定部30a、腕部20b、第1固定部30bが設けられ、第2の領域S2には、腕部20c、第1固定部30c、第2固定部30dが設けられている(図7(a)参照)。
また、第3の領域S3には、腕部20b、第1固定部30b、第2固定部30dが設けられ、第4の領域S4には、腕部20a、第1固定部30a、腕部20c、第1固定部30cが設けられている(図7(b)参照)。
Here, the configuration of the arm portion 20 and the like of the cantilever portion 101 will be described with reference to FIGS. 7A and 7B.
In this description, in plan view, the first center line L1 passing through the centers of the two bases 72 of the physical quantity detection element 70 and the second center line orthogonal to the first center line L1 and passing through the center of the cantilever part 101 are shown. This will be described using the center line L2.
For convenience of explanation, the + Y direction side of the first center line L1 in FIG. 7 is “upper”, the −Y direction side is “lower”, the −X direction side of the second centerline L2 is “left”, + X The direction side is called “right”.
In the cantilever portion 101, the upper region is the first region S1, the lower region is the second region S2, and the right region is the right region with respect to the first center line L1. The third region S3 and the left region are referred to as a fourth region S4.
The first region S1 is provided with an arm portion 20a, a first fixing portion 30a, an arm portion 20b, and a first fixing portion 30b. In the second region S2, the arm portion 20c, the first fixing portion 30c, and the first fixing portion 30b are provided. 2 fixing | fixed part 30d is provided (refer Fig.7 (a)).
Further, the arm portion 20b, the first fixing portion 30b, and the second fixing portion 30d are provided in the third region S3, and the arm portion 20a, the first fixing portion 30a, and the arm portion 20c are provided in the fourth region S4. The 1st fixing | fixed part 30c is provided (refer FIG.7 (b)).

ここでは、カンチレバー部101の各領域が有している各腕部、および各固定部について説明する。   Here, each arm part which each area | region of the cantilever part 101 has and each fixing | fixed part are demonstrated.

まず、各領域の各固定部について、図7(a)を用いて説明する。カンチレバー部101の平面視において、第1の領域S1(上側)にある腕部20aの第1固定部30aと腕部20bの第1固定部30bと、第2の領域S2(下側)にある腕部20cの第1固定部30cと第2固定部30dとは、第2の中心線L2に対して、非対称の位置に配置されている。また、第2固定部30dは、ベース部10に第1固定部30cより広い面積を有している。
腕部20の第1固定部30と、第2固定部30dが第2の中心線L2に対して非対称の位置に配置されていることで、物理量検出素子70の振動は、腕部20を介して第1固定部30に伝搬され、いわゆる振動漏れを抑制することが可能であり、物理量、たとえば、加速度の測定を行うことができる。
物理量検出センサー100に加速度が加えられたときは、第2の領域S2の第2固定部30dが広い面積で、ベース部10と接続されているために回転運動によるカンチレバー部101の歪みを、抑制することができる。
First, each fixing part in each region will be described with reference to FIG. In a plan view of the cantilever part 101, the first fixing part 30a of the arm part 20a in the first area S1 (upper side), the first fixing part 30b of the arm part 20b, and the second area S2 (lower side). The first fixing portion 30c and the second fixing portion 30d of the arm portion 20c are disposed at asymmetric positions with respect to the second center line L2. The second fixing portion 30d has a larger area in the base portion 10 than the first fixing portion 30c.
Since the first fixed portion 30 and the second fixed portion 30d of the arm portion 20 are disposed at asymmetric positions with respect to the second center line L2, the vibration of the physical quantity detection element 70 is transmitted via the arm portion 20. Therefore, it is possible to suppress so-called vibration leakage and to measure a physical quantity, for example, acceleration.
When acceleration is applied to the physical quantity detection sensor 100, the second fixed portion 30d of the second region S2 has a large area and is connected to the base portion 10, so that distortion of the cantilever portion 101 due to rotational movement is suppressed. can do.

次に、各領域の各腕部について図7(a)を用いて説明する。
カンチレバー部101の平面視において、第1の領域S1(上側)にある腕部20aと腕部20bと、第2の領域S2(下側)にある腕部20cとは、第2の中心線L2に対して、腕部20の数が異なっている。ベース基板102と接続されている第1固定部30を備えた腕部20が、平面視で第2の中心線L2に対して第1の領域S1と、第2の領域S2とで数が異なるように設けられている。
第2の領域S2にある腕部20は、第1の領域S1にある腕部20と比して数が少ないために、ベース部10の第2固定部30dの面積が増加し、ベース基板102との接続する面積も増加するということである。物理量検出センサー100に物理量、たとえば、加速度が加えられたときは、第1固定部30を備えた腕部20の数が少ない側に、ベース部10の第2固定部30dが設けられていることで、回転運動によるカンチレバー部101の歪みの影響を、ベース部10の第2固定部30dによって抑制することができる。
Next, each arm part in each region will be described with reference to FIG.
In plan view of the cantilever portion 101, the arm portion 20a and the arm portion 20b in the first region S1 (upper side) and the arm portion 20c in the second region S2 (lower side) have a second center line L2. On the other hand, the number of arms 20 is different. The number of the arm portions 20 including the first fixing portions 30 connected to the base substrate 102 is different between the first region S1 and the second region S2 with respect to the second center line L2 in plan view. It is provided as follows.
Since the number of the arm portions 20 in the second region S2 is smaller than that of the arm portions 20 in the first region S1, the area of the second fixing portion 30d of the base portion 10 increases, and the base substrate 102 is increased. This means that the area to connect with increases. When a physical quantity, for example, acceleration is applied to the physical quantity detection sensor 100, the second fixing portion 30d of the base portion 10 is provided on the side where the number of the arm portions 20 including the first fixing portion 30 is small. Thus, the influence of the distortion of the cantilever portion 101 due to the rotational motion can be suppressed by the second fixing portion 30 d of the base portion 10.

各領域の各腕部の数について、図7(b)を用いて説明する。
本説明では、平面視において、第1の中心線L1に対して第3の領域S3(右側)と、第4の領域S4(左側)とを用いて説明する。第3の領域S3にある腕部20の数は、第4の領域S4にある腕部20の数と比して少なくなっている。第3の領域S3には、腕部20の数が少ない代わりに第2固定部30dが設けられている。第3の領域S3にある腕部20の数を少なくし、腕部20が形成されている空隙を無くすことで、第3の領域S3にあるベース部10を広げることができる。第3の領域S3にあるベース部10を広げることで、ベース部10の剛性が高められ、かつ、第2固定部30dの面積が広く設けられることで、ベース基板102とカンチレバー部101との接続の強度が保たれる。
The number of arms in each area will be described with reference to FIG.
In this description, the description will be made using the third region S3 (right side) and the fourth region S4 (left side) with respect to the first center line L1 in plan view. The number of arm portions 20 in the third region S3 is smaller than the number of arm portions 20 in the fourth region S4. In the third region S3, a second fixing portion 30d is provided instead of a small number of arm portions 20. By reducing the number of arm portions 20 in the third region S3 and eliminating the gaps in which the arm portions 20 are formed, the base portion 10 in the third region S3 can be expanded. By expanding the base portion 10 in the third region S3, the rigidity of the base portion 10 is increased and the area of the second fixing portion 30d is widened, so that the connection between the base substrate 102 and the cantilever portion 101 is achieved. The strength of is maintained.

カンチレバー部101は、たとえば、水晶基板等に、ウェットエッチング等の処理を受けることで、ベース部10、可動部14、継手部12、および腕部20(20a,20b,20c)が形成されている。材料としては、X−Y平面に沿って位置する板状の水晶基板(「Zカット板」ともいう)が用いられている。   For example, the cantilever portion 101 is subjected to a process such as wet etching on a quartz substrate or the like, so that the base portion 10, the movable portion 14, the joint portion 12, and the arm portion 20 (20a, 20b, 20c) are formed. . As the material, a plate-shaped quartz substrate (also referred to as “Z cut plate”) positioned along the XY plane is used.

上述した水晶基板は、ウェットエッチングの処理を受け、腕部20等が設けられている。水晶基板が、ウェットエッチングの処理を受けると、Z軸に沿ってエッチングが進行していく。水晶は、各結晶軸の方向に応じてエッチングの速度が変わるという水晶特有のエッチング異方性を有しているため、ウェットエッチングの処理を受けた後に水晶基板の空隙にエッチング残渣140(いわゆる「ヒレ」)が発生する(図8参照)。エッチング残渣140は、たとえば、水晶基板がZカット板の場合、+X軸の方向と、±Y軸の方向との交差部から、−X軸方向に向かって発生する。   The above-described quartz substrate is subjected to wet etching and is provided with an arm portion 20 and the like. When the quartz substrate is subjected to wet etching, etching proceeds along the Z-axis. Since the crystal has an etching anisotropy peculiar to the crystal in which the etching speed changes depending on the direction of each crystal axis, the etching residue 140 (so-called “so-called“ Fin ") occurs (see FIG. 8). For example, when the quartz substrate is a Z-cut plate, the etching residue 140 is generated from the intersection of the + X axis direction and the ± Y axis direction toward the −X axis direction.

エッチング残渣140の発生しているカンチレバー部101に、たとえば、衝撃が加えられた場合、エッチング残渣140の発生している箇所に衝撃の応力が集中する。この応力集中のために、カンチレバー部101は、破損してしまうことがある。   For example, when an impact is applied to the cantilever portion 101 where the etching residue 140 is generated, the stress of the impact is concentrated at a location where the etching residue 140 is generated. Due to this stress concentration, the cantilever portion 101 may be damaged.

したがって、上述したような、カンチレバー部101は、エッチング残渣140が発生する箇所の剛性を高める必要がある。たとえば、カンチレバー部101の腕部20a,20b,20cを幅広にするとともに、形状的にエッチング残渣140が発生しやすいベース部10をソリッド化することである。   Therefore, the cantilever part 101 as described above needs to increase the rigidity of the portion where the etching residue 140 is generated. For example, the arm portions 20a, 20b, and 20c of the cantilever portion 101 are widened, and the base portion 10 in which the etching residue 140 is easily generated is solidified.

カンチレバー部101において、エッチング残渣140が発生しやすい箇所の説明をする。
本説明では、リッド103側からの平面視において、第1の中心線L1に対して、+X軸方向の第3の領域S3と、−X軸方向の第4の領域S4とを用いて説明する。
エッチング残渣140は、上述したように、水晶基板がZカット板の場合、+X軸方向と、±Y軸方向との交差部から、−X軸方向に向かって発生する。このことにより、エッチング残渣140は、カンチレバー部101の第3の領域S3にあるベース部10で発生しやすくなる。
In the cantilever part 101, the part where the etching residue 140 is likely to be generated will be described.
In this description, in the plan view from the lid 103 side, the third region S3 in the + X axis direction and the fourth region S4 in the −X axis direction are described with respect to the first center line L1. .
As described above, the etching residue 140 is generated in the −X axis direction from the intersection between the + X axis direction and the ± Y axis direction when the quartz substrate is a Z-cut plate. Accordingly, the etching residue 140 is likely to be generated in the base portion 10 in the third region S3 of the cantilever portion 101.

本実施形態では、第3の領域S3にあるベース部10に平坦部15が設けられていることで、ベース部10に発生するエッチング残渣140が少なくなり、応力の集中によるカンチレバー部101の破損が抑制される。また、第3の領域S3にあるベース部10に、平坦部15、および第2固定部30dが設けられていることで、第4の領域S4に設けられている腕部の数と、第3の領域S3に設けられている腕部の数とは異なることになる。
なお、本実施形態では、第3の領域S3にあるベース部10に平坦部15が設けられているが、第4の領域S4、または第3の領域S3と、第4の領域S4との両側のベース部10に平坦部15が設けられていてもよい。
In the present embodiment, since the flat portion 15 is provided in the base portion 10 in the third region S3, the etching residue 140 generated in the base portion 10 is reduced, and the cantilever portion 101 is not damaged due to stress concentration. It is suppressed. Further, since the base portion 10 in the third region S3 is provided with the flat portion 15 and the second fixing portion 30d, the number of arm portions provided in the fourth region S4 and the third portion This is different from the number of arms provided in the region S3.
In the present embodiment, the flat portion 15 is provided in the base portion 10 in the third region S3. However, both sides of the fourth region S4 or the third region S3 and the fourth region S4 are provided. A flat portion 15 may be provided on the base portion 10.

本実施形態の物理量検出デバイス110は、たとえば、物理量検出デバイス110に加えられた物理量、たとえば、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が接続されているベース部10、および腕部20aに伝搬され、第1固定部30aに到達する。
ここで、第1固定部30aは、段差部108a(ベース基板102)と接続される主面10b側に、設けられている。第1固定部30aの固定部接続端子36aは、接合材35を介して、段差部108aの内部端子34aと平面視において重なるように接続されている。よって、段差部108aと、第1固定部30aとが接続される際に第1固定部30aは、主面10b側と、段差部108aとを選択的に接続させることができる。
The physical quantity detection device 110 of this embodiment detects, for example, physical quantities applied to the physical quantity detection device 110, for example, accelerations α1 and α2 (see FIG. 6). It is repeating. The vibration is propagated as parasitic vibration (spurious) to the base portion 10 to which the physical quantity detection element 70 is connected and the arm portion 20a, and reaches the first fixed portion 30a.
Here, the 1st fixing | fixed part 30a is provided in the main surface 10b side connected with the level | step-difference part 108a (base substrate 102). The fixed portion connection terminal 36a of the first fixed portion 30a is connected via the bonding material 35 so as to overlap with the internal terminal 34a of the stepped portion 108a in plan view. Therefore, when the step portion 108a and the first fixing portion 30a are connected, the first fixing portion 30a can selectively connect the main surface 10b side and the step portion 108a.

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)がベース部10を介して腕部20aに伝搬される場合において、腕部20aが段差部108aに固定される位置が一定となるため、腕部20aにおけるスプリアスの共振周波数が一定に保たれる。
なお、腕部20bの構造は、腕部20aと同一であるため、腕部20bの詳しい説明は省略する。また、第1固定部30bの構造も、第1固定部30aと同一であるため、第1固定部30bの詳しい説明は省略する。
Therefore, when spurious (parasitic vibration) generated from the physical quantity detection element 70 is propagated to the arm portion 20a via the base portion 10, the position where the arm portion 20a is fixed to the step portion 108a is constant. The spurious resonance frequency at 20a is kept constant.
In addition, since the structure of the arm part 20b is the same as the arm part 20a, detailed description of the arm part 20b is abbreviate | omitted. Moreover, since the structure of the 1st fixing | fixed part 30b is also the same as the 1st fixing | fixed part 30a, detailed description of the 1st fixing | fixed part 30b is abbreviate | omitted.

腕部20cにおいて、第1固定部30cは、前述したように主面10b側と、段差部108b(ベース基板102)とがベース接合材52を介して選択的に接続されている。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)がベース部10を介して腕部20cに伝搬される場合において、腕部20cが段差部108bに固定される位置が一定となるため、腕部20cにおけるスプリアスの共振周波数が一定に保たれる。   In the arm portion 20 c, the first fixing portion 30 c is selectively connected to the main surface 10 b side and the stepped portion 108 b (base substrate 102) via the base bonding material 52 as described above. Accordingly, when spurious (parasitic vibration) generated from the physical quantity detection element 70 is propagated to the arm portion 20c via the base portion 10, the position where the arm portion 20c is fixed to the stepped portion 108b is constant. The spurious resonance frequency at 20c is kept constant.

また、ベース部10と、ベース基板102との熱膨張率の相違等によって生じる歪みの応力が、物理量検出素子70に伝搬される場合がある。その場合には、ベース部10から延在されている腕部20a,20b,20cの弾性構造によって変形し易く(撓み易く)、この変形(撓み)により、応力を緩和することができる。   In addition, a distortion stress generated due to a difference in thermal expansion coefficient between the base unit 10 and the base substrate 102 may be transmitted to the physical quantity detection element 70. In that case, the elastic structure of the arm portions 20a, 20b, 20c extending from the base portion 10 makes it easy to be deformed (easy to bend), and the stress can be relieved by this deformation (deflection).

次に、抑止部40a,40bについて説明する。ベース部10には、腕部20aのベース部10寄りに抑止部40aが設けられ、腕部20bのベース部10寄りに抑止部40bが設けられている。抑止部40a,40bの作用については、後述する。   Next, the suppression units 40a and 40b will be described. The base portion 10 is provided with a restraining portion 40a near the base portion 10 of the arm portion 20a, and is provided with a restraining portion 40b near the base portion 10 of the arm portion 20b. The effect | action of the suppression parts 40a and 40b is mentioned later.

[物理量検出素子]
図1、図3、および図4に示すように物理量検出素子70は、2つの基部72(72a,72b)と、基部72a,72b間に設けられている振動梁部71(71a,71b)と、を有し、2つの基部72が、それぞれベース部10(主面10b)と、可動部14(主面14b)とに接続されることで、継手部12を跨いで設けられている。
本実施形態の物理量検出素子70は、たとえば、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、一対の基部72a,72bと、を有している双音叉素子(双音叉型振動素子)である。
[Physical quantity detection element]
As shown in FIGS. 1, 3, and 4, the physical quantity detection element 70 includes two base parts 72 (72 a, 72 b) and a vibrating beam part 71 (71 a, 71 b) provided between the base parts 72 a, 72 b. The two base portions 72 are provided across the joint portion 12 by being connected to the base portion 10 (main surface 10b) and the movable portion 14 (main surface 14b), respectively.
In the physical quantity detection element 70 of the present embodiment, for example, when the movable part 14 is displaced according to the physical quantity, stress is generated in the vibrating beam parts 71a and 71b, and the physical quantity detection information generated in the vibrating beam parts 71a and 71b changes. To do. In other words, the vibration frequency (resonance frequency) of the vibrating beam portions 71a and 71b changes. In the present embodiment, the physical quantity detection element 70 is a double tuning fork element (double tuning fork type vibration element) having two vibrating beam portions 71a and 71b and a pair of base portions 72a and 72b.

振動梁部71a,71bは、可動部14の延在するY軸方向に沿って基部72aと、基部72bとの間に延在して設けられている。振動梁部71a,71bの形状は、たとえば、角柱状である。振動梁部71a,71bは、振動梁部71a,71bに設けられている励振電極(図示省略)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、または近接するように屈曲振動をする。   The vibrating beam portions 71a and 71b are provided to extend between the base portion 72a and the base portion 72b along the Y-axis direction in which the movable portion 14 extends. The shape of the vibrating beam portions 71a and 71b is, for example, a prismatic shape. The vibration beam portions 71a and 71b are bent so as to be separated from or close to each other along the X-axis direction when a drive signal is applied to excitation electrodes (not shown) provided on the vibration beam portions 71a and 71b. Vibrate.

基部72a,72bは、振動梁部71a,71bの延在方向の両端に接続されている。基部72aは、ベース部10の主面10bに検出素子接合材84を介して接続されている。基部72bは、可動部14の主面14b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、たとえば、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てもよい。   The bases 72a and 72b are connected to both ends in the extending direction of the vibrating beam portions 71a and 71b. The base portion 72 a is connected to the main surface 10 b of the base portion 10 via the detection element bonding material 84. The base portion 72 b is connected to the main surface 14 b of the movable portion 14 via the detection element bonding material 84. As the detection element bonding material 84, for example, a low melting point glass or an alloy film of gold (Au) and tin (Sn) capable of eutectic bonding may be used.

本実施形態における物理量検出素子70は、たとえば、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、およ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、および基部72a,72bを、一体に形成することができる。   The physical quantity detection element 70 in the present embodiment is formed, for example, by patterning a quartz substrate cut out from a so-called quartz ore at a predetermined angle by a photolithography technique and an etching technique. Thereby, the vibrating beam portions 71a and 71b and the base portions 72a and 72b can be integrally formed.

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ではない。たとえば、タンタル酸リチウム(LiTaO3)、四ホウ酸リチウム(Li247)、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てもよい。また、酸化亜鉛(ZnO)、窒化アルミニウム(AlN)等の圧電体(圧電材料)被膜を備えたシリコン等の半導体材料を用いてもよい。 Note that the material of the physical quantity detection element 70 is not limited to the above-described quartz substrate. For example, lithium tantalate (LiTaO 3 ), lithium tetraborate (Li 2 B 4 O 7 ), lithium niobate (LiNbO 3 ), lead zirconate titanate (PZT), zinc oxide (ZnO), aluminum nitride (AlN) A piezoelectric material such as) may be used. Alternatively, a semiconductor material such as silicon provided with a piezoelectric (piezoelectric material) film such as zinc oxide (ZnO) or aluminum nitride (AlN) may be used.

物理量検出素子70の基部72a上には、たとえば、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に設けられている励振電極(図示省略)と電気的に接続されている。
引き出し電極は、たとえば、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、ベース部10の主面10bに設けられている接続端子(図示省略)と電気的に接続されている。
On the base portion 72a of the physical quantity detection element 70, for example, an extraction electrode (not shown) is provided. The extraction electrode is electrically connected to excitation electrodes (not shown) provided on the vibrating beam portions 71a and 71b.
The lead electrode is electrically connected to a connection terminal (not shown) provided on the main surface 10b of the base portion 10 by, for example, a metal wire (not shown) such as gold (Au) or aluminum (Al). Yes.

接続端子は、図示しない配線によって、固定部接続端子36a,36bと電気的に接続されている。   The connection terminals are electrically connected to the fixed portion connection terminals 36a and 36b by wiring (not shown).

励振電極、引き出し電極、接続端子、および固定部接続端子36a,36bは、たとえば、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が用いられている。励振電極、引き出し電極、接続端子、および固定部接続端子36a,36bは、たとえば、スパッタ法等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。   As the excitation electrode, the lead electrode, the connection terminal, and the fixed portion connection terminals 36a and 36b, for example, a laminate in which a chromium (Cr) layer is used as a base and a gold (Au) layer is stacked thereon is used. The excitation electrode, the lead electrode, the connection terminal, and the fixed portion connection terminals 36a and 36b are provided by forming a conductive layer by, for example, sputtering, and patterning the conductive layer.

本実施形態における物理量検出素子70は、2つの基部72a,72bの間に設けられている振動梁部71a,71bが継手部12と交差(直交)させて配置されている。換言すれば、溝部12a,12bの伸びる方向と交差する方向に沿って、振動梁部71a,71bが配置されている。これにより、たとえば、加速度が加えられたときの可動部14の撓みをそのまま振動梁部71a,71bに伝えることが可能となる。従って、わずかな可動部14の撓みも振動梁部71a,71bの共振周波数の変化として検出されることが可能となり、検出感度の低下を防止することが可能となる。   In the physical quantity detection element 70 in the present embodiment, vibration beam portions 71a and 71b provided between two base portions 72a and 72b are arranged so as to intersect (orthogonal) the joint portion 12. In other words, the vibrating beam portions 71a and 71b are arranged along the direction intersecting with the extending direction of the groove portions 12a and 12b. Thereby, for example, the bending of the movable portion 14 when acceleration is applied can be transmitted to the vibrating beam portions 71a and 71b as it is. Therefore, even slight bending of the movable portion 14 can be detected as a change in the resonance frequency of the vibrating beam portions 71a and 71b, and a reduction in detection sensitivity can be prevented.

なお、物理量検出素子70は、ベース部10に対して内底面109a側の主面10bと、主面14bとに設けられているが、ベース部10に対してリッド103側の主面10aと、主面14aとに設けられている構成も考えられる。   The physical quantity detection element 70 is provided on the main surface 10b on the inner bottom surface 109a side and the main surface 14b with respect to the base portion 10, but on the main surface 10a on the lid 103 side with respect to the base portion 10, A configuration provided on the main surface 14a is also conceivable.

[物理量検出デバイスの動作]
次に、物理量検出デバイス110の動作について説明する。
図6は、物理量検出デバイス110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。
[Physical quantity detection device operation]
Next, the operation of the physical quantity detection device 110 will be described.
FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining the operation of the physical quantity detection device 110. In FIG. 6, an X axis, a Y axis, and a Z axis are illustrated as three axes orthogonal to each other. The Z axis is an axis indicating the direction in which gravity acts.

図6(a)に示すように、たとえば、物理量検出デバイス110に、−Z軸方向に加速度α1(重力方向に加えられる加速度)が加えられると、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軸に沿って基部72aと、基部72bとに矢印β1(互いに離れる)方向の力(張力)が加えられ、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。   As shown in FIG. 6A, for example, when an acceleration α1 (acceleration applied in the direction of gravity) is applied to the physical quantity detection device 110 in the −Z-axis direction, the movable portion 14 is connected to the joint portion according to the acceleration α1. Displacement in the −Z-axis direction with 12 as a fulcrum. As a result, a force (tension) in the direction of arrow β1 (away from each other) is applied to the base 72a and the base 72b along the Y axis in the physical quantity detection element 70, and the direction of the arrow β1 is applied to the vibrating beam portions 71a and 71b. Tensile stress is generated. Therefore, the vibration frequency (resonance frequency) of the vibration beam portions 71a and 71b is increased.

一方、図6(b)に示すように、たとえば、物理量検出デバイス110に、+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)が加えられると、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軸に沿って基部72aと、基部72bとに矢印β2(互いに近づく)方向の力(圧縮力)が加えられ、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。   On the other hand, as shown in FIG. 6B, for example, when an acceleration α2 (acceleration applied in the direction opposite to the gravity direction) is applied to the physical quantity detection device 110 in the + Z-axis direction, 14 is displaced in the + Z-axis direction with the joint portion 12 as a fulcrum. Thereby, a force (compression force) in the direction of arrow β2 (approaching each other) is applied to the base 72a and the base 72b along the Y axis in the physical quantity detection element 70, and the arrow β2 is applied to the vibrating beam portions 71a and 71b. Compressive stress in the direction is generated. Therefore, the vibration frequency (resonance frequency) of the vibrating beam portions 71a and 71b is lowered.

抑止部40a,40b(図1、図4、および図5参照)は、図6(a)、図6(b)に示すように、たとえば、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、可動部14が変位し、可動部14に接続されている質量部80,82と接触する。そのため、Z軸方向の可動部14の変位は、抑止部40a,40bによって所定の範囲内に規制されている。これにより、可動部14の過度の変位によって生じる、物理量検出デバイス110(カンチレバー部101)の破損が抑制される。   As shown in FIGS. 6 (a), 6 (b), the suppression units 40a, 40b (see FIGS. 1, 4, and 5), for example, have accelerations α1, α2 applied in the Z-axis direction having a predetermined magnitude. If it is larger, the movable part 14 is displaced and comes into contact with the mass parts 80 and 82 connected to the movable part 14. Therefore, the displacement of the movable part 14 in the Z-axis direction is restricted within a predetermined range by the restraining parts 40a and 40b. Thereby, damage to the physical quantity detection device 110 (cantilever part 101) caused by excessive displacement of the movable part 14 is suppressed.

また、物理量検出センサー100には、物理量検出デバイス110から出力される出力信号を処理する電子回路150が搭載されていてもよい。ここで、図9を用いて電子回路150が搭載されている物理量検出センサー100について説明する。図9は、本実施形態の物理量検出センサー100の電子回路150が搭載されている状態の図1の線分A−A’で示す部分の断面図である。そして、図9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。   The physical quantity detection sensor 100 may be equipped with an electronic circuit 150 that processes an output signal output from the physical quantity detection device 110. Here, the physical quantity detection sensor 100 on which the electronic circuit 150 is mounted will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view of a portion indicated by line A-A ′ in FIG. 1 in a state where the electronic circuit 150 of the physical quantity detection sensor 100 of the present embodiment is mounted. In FIG. 9, an X axis, a Y axis, and a Z axis are illustrated as three axes orthogonal to each other. The Z axis is an axis indicating the direction in which gravity acts.

図9に示す物理量検出センサー100には、ベース基板102の凹部106内に電子回路150が設けられている。
物理量検出センサー100において、電子回路150から内部端子34a,34b(図示省略)を経由して、物理量検出デバイス110の励振電極(図示省略)に駆動信号が与えられる。
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、物理量検出センサー100は、印加される加速度α1,α2に応じて物理量検出素子70が変化する。変化することで物理量検出素子70から出力される共振周波数は、電子回路150で増幅し、図示しない配線によって外部端子107a,107bから物理量検出センサー100の外部に出力される。
In the physical quantity detection sensor 100 shown in FIG. 9, an electronic circuit 150 is provided in the recess 106 of the base substrate 102.
In the physical quantity detection sensor 100, a drive signal is given from the electronic circuit 150 to the excitation electrode (not shown) of the physical quantity detection device 110 via the internal terminals 34a and 34b (not shown).
When a drive signal is given, the vibrating beam portions 71a and 71b of the physical quantity detection element 70 bend and vibrate (resonate) at a predetermined frequency. In the physical quantity detection sensor 100, the physical quantity detection element 70 changes according to the applied accelerations α1 and α2. The resonance frequency output from the physical quantity detection element 70 due to the change is amplified by the electronic circuit 150 and is output from the external terminals 107a and 107b to the outside of the physical quantity detection sensor 100 through wiring not shown.

なお、物理量検出センサー100は、上述した加速度の検出が可能な加速度センサーとして用いられるほかに、傾斜センサーとして用いられてもよい。傾斜センサーとしての物理量検出センサー100は、傾斜による姿勢の変化に応じて、物理量検出センサー100に対する、重力加速度が加わる方向が変化すると、質量部80,82の重みによって可動部14が撓み、物理量検出素子70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。その変化に基づいて、傾斜による姿勢の状態が導出される。   The physical quantity detection sensor 100 may be used as an inclination sensor in addition to the acceleration sensor capable of detecting the acceleration described above. When the direction in which gravity acceleration is applied to the physical quantity detection sensor 100 changes according to the change in posture due to the tilt, the physical quantity detection sensor 100 as the tilt sensor bends due to the weight of the mass parts 80 and 82, and the physical quantity detection sensor 100 detects the physical quantity. Tensile stress and compressive stress are generated in the vibrating beam portions 71 a and 71 b of the element 70. Then, the resonance frequencies of the vibrating beam portions 71a and 71b change. Based on the change, the posture state due to the inclination is derived.

以上述べたように、第1実施形態にかかる物理量検出センサー100によれば、以下の効果が得られる。   As described above, according to the physical quantity detection sensor 100 according to the first embodiment, the following effects can be obtained.

第1実施形態によれば、ベース部10は、形状的にエッチング残渣140の発生する場所をソリッド化(平坦部15)することで、ベース部10の剛性を高められる。ベース部10の主面10bには、第2固定部30d(ベース接合材52)が設けられ、ベース部10と、ベース基板102とは、第2固定部30dを介して直接接続されている。つまり、ベース部10と、ベース基板102は、ベース接合材52によって接続されている。従って、物理量検出センサー100に衝撃などが加えられた場合でも、ベース部10とベース基板102とが、はがれにくくなり、強固な接続を維持できる。これらにより、ベース基板102の変位と、回転のモーメントとを抑制させ、カンチレバー部101と、物理量検出素子70との破損を抑制させることが可能な物理量検出センサー100を提供することができる。   According to the first embodiment, the base portion 10 is solidified (flat portion 15) where the etching residue 140 is generated in shape, whereby the rigidity of the base portion 10 can be increased. The main surface 10b of the base part 10 is provided with a second fixing part 30d (base bonding material 52), and the base part 10 and the base substrate 102 are directly connected via the second fixing part 30d. That is, the base portion 10 and the base substrate 102 are connected by the base bonding material 52. Therefore, even when an impact or the like is applied to the physical quantity detection sensor 100, the base portion 10 and the base substrate 102 are difficult to peel off, and a strong connection can be maintained. Accordingly, it is possible to provide the physical quantity detection sensor 100 that can suppress the displacement of the base substrate 102 and the moment of rotation and suppress the breakage of the cantilever portion 101 and the physical quantity detection element 70.

また、ベース部10と、ベース基板102との熱膨張率の相違等によって生じる歪みの応力が、物理量検出素子70に伝搬される場合には、ベース部10から延在されている腕部20a,20b,20cの弾性構造によって変形し易く(撓み易く)、この変形(撓み)により、応力を緩和させることが可能な物理量検出センサー100を提供することができる。   Further, in the case where a strain stress caused by a difference in thermal expansion coefficient between the base portion 10 and the base substrate 102 is propagated to the physical quantity detection element 70, the arm portions 20a, It is possible to provide the physical quantity detection sensor 100 that can be easily deformed (easily bent) by the elastic structure of 20b and 20c, and that can relieve stress by the deformation (deflection).

また、本実施形態の物理量検出センサー100は、上述した物理量検出デバイス110を搭載することで、第1固定部30(30a,30b,30c)、および第2固定部30dに含まれる各接合材(接合材35、ベース接合材52)がベース基板102(段差部108a,108b)と、接続される面積が一定に保たれる。換言すると、第1固定部30(30a,30b,30c)、および第2固定部30dとベース基板102(段差部108a,108b)との接続面積が抑制される。   In addition, the physical quantity detection sensor 100 of the present embodiment is equipped with the physical quantity detection device 110 described above, so that each bonding material (30a, 30b, 30c) and each bonding material included in the second fixing part 30d ( The area where the bonding material 35 and the base bonding material 52 are connected to the base substrate 102 (steps 108a and 108b) is kept constant. In other words, the connection area between the first fixing part 30 (30a, 30b, 30c) and the second fixing part 30d and the base substrate 102 (step parts 108a, 108b) is suppressed.

従って、物理量検出素子70から生じるスプリアスがベース部10を介して第1固定部30(30a,30b,30c)、および第2固定部30dに伝搬される場合においても、固定される面積、および位置が一定となるため、スプリアスの共振周波数が一定に保たれる。   Therefore, even when the spurious generated from the physical quantity detection element 70 is propagated to the first fixing portion 30 (30a, 30b, 30c) and the second fixing portion 30d through the base portion 10, the area and position to be fixed are fixed. Therefore, the spurious resonance frequency is kept constant.

また、本実施形態の物理量検出センサー100における物理量検出素子70は、ベース部10と、可動部14とに接続(固定)されている。これにより、物理量検出素子70は、その両端(基部72a,72b)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が抑制される。また、検出素子接合材84の歪み、およびベース基板102との熱膨張率の違いによる歪みの影響を抑制し、物理量検出素子70の破損を抑制させることが可能な物理量検出センサー100を提供することができる。   In addition, the physical quantity detection element 70 in the physical quantity detection sensor 100 according to the present embodiment is connected (fixed) to the base unit 10 and the movable unit 14. Thereby, since both ends (bases 72a and 72b) of the physical quantity detection element 70 are fixed, the vibration other than the vibration of the physical quantity detection element 70 is prevented from being detected as noise. Further, it is possible to provide a physical quantity detection sensor 100 capable of suppressing the influence of the distortion of the detection element bonding material 84 and the distortion due to the difference in the thermal expansion coefficient from the base substrate 102 and suppressing the damage of the physical quantity detection element 70. Can do.

また、物理量検出センサー100は、加えられた物理量に応じて可動部14が変位し、その変位を物理量検出素子70が検出することが可能な検出精度が高いセンサーである。   The physical quantity detection sensor 100 is a sensor with high detection accuracy that allows the movable portion 14 to be displaced according to the applied physical quantity and the physical quantity detection element 70 to detect the displacement.

また、物理量検出デバイス110をパッケージ120に収容した物理量検出センサー100によれば、パッケージ120外の雰囲気や温度等の外乱要因による影響を抑制して物理量を検出することができ、検出センサーとしての安定した検出性能を維持することができる。   In addition, according to the physical quantity detection sensor 100 in which the physical quantity detection device 110 is housed in the package 120, the physical quantity can be detected while suppressing the influence of disturbance factors such as the atmosphere and temperature outside the package 120, and the stability as a detection sensor. Detection performance can be maintained.

(第2実施形態)
まず、図10、および図11を用いて第2実施形態の物理量検出センサーについて説明する。
図10は、第2実施形態にかかる物理量検出センサー200の構成を示す平面図であり、図11は、図10において線分D−D’で示す部分の断面図である。
(Second Embodiment)
First, the physical quantity detection sensor according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 10 and 11.
FIG. 10 is a plan view showing a configuration of a physical quantity detection sensor 200 according to the second embodiment, and FIG. 11 is a cross-sectional view of a portion indicated by a line segment DD ′ in FIG.

本実施形態の物理量検出センサー200について説明する。なお、説明にあたり、上述した第1実施形態の構成と同様の構成には、同様の符号を附して説明を簡略、または省略する。そして、図10、および図11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。
なお、説明の便宜上、図10ではリッド103の図示を省略している。
本実施形態においては、Z軸方向から物理量検出センサー200を見ることを平面視として説明する。
The physical quantity detection sensor 200 of this embodiment will be described. In the description, the same components as those of the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted. 10 and 11, the X axis, the Y axis, and the Z axis are illustrated as three axes orthogonal to each other. The Z axis is an axis indicating the direction in which gravity acts.
For convenience of explanation, the lid 103 is not shown in FIG.
In the present embodiment, viewing the physical quantity detection sensor 200 from the Z-axis direction will be described as a planar view.

物理量検出センサー200は、図10、および図11に示すように、物理量検出デバイス113と、パッケージ120とを有している。パッケージ120は、ベース基板102と、リッド103とを有している。物理量検出デバイス113は、カンチレバー部112と、物理量検出素子70と、質量部80,82とを含んで構成されている。   As shown in FIGS. 10 and 11, the physical quantity detection sensor 200 includes a physical quantity detection device 113 and a package 120. The package 120 includes a base substrate 102 and a lid 103. The physical quantity detection device 113 includes a cantilever part 112, a physical quantity detection element 70, and mass parts 80 and 82.

本実施形態のベース基板102は、凹部106の内側の底面である内底面109aと、内底面109aからリッド103側に突出している段差部108(108a,108b,108c)と、を有している。   The base substrate 102 of the present embodiment includes an inner bottom surface 109a that is a bottom surface inside the recess 106, and a stepped portion 108 (108a, 108b, 108c) protruding from the inner bottom surface 109a to the lid 103 side. .

段差部108a,108b,108cは、物理量検出デバイス113を固定するために設けられ、たとえば、凹部106の内壁に沿って設けられている。
詳述すると、段差部108aは、平面視において、略L字状の形状を有しており、凹部106の−X軸方向の内壁と、−Y軸方向の内壁とに沿って、所定の幅を持って連続して設けられている。段差部108bは、平面視において、略L字状の形状を有しており、凹部106の+X軸方向の内壁と、−Y軸方向の内壁とに沿って、所定の幅を持って連続して設けられている。段差部108cは、平面視において、段差部108aと、段差部108bとが接続されるように、凹部106の−Y軸方向の内壁に沿って、所定の幅を持って設けられている。
The step portions 108 a, 108 b and 108 c are provided for fixing the physical quantity detection device 113, and are provided along the inner wall of the recess 106, for example.
More specifically, the step portion 108a has a substantially L shape in plan view, and has a predetermined width along the inner wall in the −X axis direction and the inner wall in the −Y axis direction of the recess 106. Is provided continuously. The stepped portion 108b has a substantially L shape in plan view, and is continuous with a predetermined width along the inner wall in the + X-axis direction and the inner wall in the -Y-axis direction of the recess 106. Is provided. The step part 108c is provided with a predetermined width along the inner wall in the −Y-axis direction of the recess 106 so that the step part 108a and the step part 108b are connected in plan view.

ここで、本実施形態のカンチレバー部112について説明する。
カンチレバー部112の形状は、物理量検出素子70の基部72aの−Y軸方向に後述するベース延在部18が設けられていること以外は、第1実施形態のカンチレバー部101と略同様である。カンチレバー部112の腕部20(20a,20b,20c)は、第1実施形態のカンチレバー部101の腕部20(20a,20b,20c)と構成、および形状が同様であるために説明は省略する。また、カンチレバー部112の第1固定部30(30a,30b,30c)は、第1実施形態のカンチレバー部101の第1固定部30(30a,30b,30c)と構成、および形状が同様であるため説明は省略する。
Here, the cantilever part 112 of this embodiment will be described.
The shape of the cantilever part 112 is substantially the same as that of the cantilever part 101 of the first embodiment, except that a base extension part 18 described later is provided in the −Y-axis direction of the base part 72a of the physical quantity detection element 70. Since the arm part 20 (20a, 20b, 20c) of the cantilever part 112 has the same configuration and shape as the arm part 20 (20a, 20b, 20c) of the cantilever part 101 of the first embodiment, the description thereof is omitted. . Further, the first fixing part 30 (30a, 30b, 30c) of the cantilever part 112 has the same configuration and shape as the first fixing part 30 (30a, 30b, 30c) of the cantilever part 101 of the first embodiment. Therefore, explanation is omitted.

カンチレバー部112のベース部10には、主面10bに取り付けられた物理量検出素子70の基部72aの−Y軸の方向に、ベース延在部18が段差部108cと平面視において重なるように設けられている。   The base extending portion 18 is provided on the base portion 10 of the cantilever portion 112 so that the base extending portion 18 overlaps the stepped portion 108c in a plan view in the −Y-axis direction of the base portion 72a of the physical quantity detection element 70 attached to the main surface 10b. ing.

ベース延在部18と、段差部108cとが平面視において重なった位置に第2固定部30dが設けられている。第2固定部30dの主面10b側には、ベース接合材52の設置領域であるベース接合部52aがあり、ベース接合部52aに設けられているベース接合材52によって、段差部108c(ベース基板102)と、カンチレバー部112とが接続されている。   A second fixing portion 30d is provided at a position where the base extending portion 18 and the stepped portion 108c overlap each other in plan view. On the main surface 10b side of the second fixing portion 30d, there is a base joint portion 52a that is an installation region of the base joint material 52, and the step portion 108c (base substrate) is formed by the base joint material 52 provided in the base joint portion 52a. 102) and the cantilever part 112 are connected.

物理量検出デバイス113(カンチレバー部112)は、第1固定部30(30a,30b,30c)、および第2固定部30dを介して、ベース基板102(段差部108(108a,108b,108c))と接続されている。   The physical quantity detection device 113 (cantilever part 112) is connected to the base substrate 102 (step part 108 (108a, 108b, 108c)) via the first fixing part 30 (30a, 30b, 30c) and the second fixing part 30d. It is connected.

物理量検出デバイス113の動作については、第1実施形態の物理量検出デバイス110と同様であるために説明は省略する。   Since the operation of the physical quantity detection device 113 is the same as that of the physical quantity detection device 110 of the first embodiment, description thereof is omitted.

たとえば、物理量検出センサー200に物理量、たとえば、加速度が加えられた場合、物理量検出デバイス113(カンチレバー部112)に対して応力が生じる。ベース延在部18の主面10bに第2固定部30dが設けられ、ベース接合材52を介して接続されていることにより、ベース部10と、ベース基板102(段差部108c)とが強固に固定されている。このことにより、物理量検出センサー200に、物理量、たとえば、加速度が加えられた場合に生じるカンチレバー部112のベース部10の変位(揺れ)と、回転のモーメントとが抑制される。   For example, when a physical quantity, for example, acceleration is applied to the physical quantity detection sensor 200, stress is generated on the physical quantity detection device 113 (cantilever portion 112). The second fixing portion 30d is provided on the main surface 10b of the base extending portion 18 and is connected via the base bonding material 52, so that the base portion 10 and the base substrate 102 (stepped portion 108c) are strengthened. It is fixed. Thus, the displacement (swing) of the base portion 10 of the cantilever portion 112 and the moment of rotation that occur when a physical amount, for example, acceleration is applied to the physical amount detection sensor 200 are suppressed.

物理量検出センサー200は、第1実施形態で述べた加速度の検出が可能な加速度センサーとして用いられるほかに、傾斜センサーとしても用いられる。   The physical quantity detection sensor 200 is used not only as an acceleration sensor capable of detecting acceleration described in the first embodiment but also as a tilt sensor.

以上述べたように、第2実施形態にかかる物理量検出センサー200によれば、以下の効果が得られる。   As described above, according to the physical quantity detection sensor 200 according to the second embodiment, the following effects can be obtained.

第2実施形態によれば、物理量検出デバイス113におけるカンチレバー部112(ベース部10)の第2固定部30dは、カンチレバー部112のベース延在部18の主面10bに配置され、ベース基板102(段差部108c)とベース接合材52を介して接続されている。この物理量検出デバイス113に衝撃などが加えられた場合でも、ベース部10の腕部20a,20b,20c、および第1固定部30a,30b,30cは、第1実施形態の構成、および形状が同様であるために、第1実施形態と同様の効果が得られる。
従って、カンチレバー部112が、第2固定部30dの位置に固定されていることで応力が緩和させられる物理量検出センサー200が得られる。
According to the second embodiment, the second fixing part 30d of the cantilever part 112 (base part 10) in the physical quantity detection device 113 is disposed on the main surface 10b of the base extension part 18 of the cantilever part 112, and the base substrate 102 ( The step part 108 c) is connected to the base bonding material 52. Even when an impact or the like is applied to the physical quantity detection device 113, the arm portions 20a, 20b, and 20c of the base portion 10 and the first fixing portions 30a, 30b, and 30c have the same configuration and shape as in the first embodiment. Therefore, the same effect as the first embodiment can be obtained.
Therefore, the physical quantity detection sensor 200 that can relieve stress is obtained by fixing the cantilever part 112 at the position of the second fixing part 30d.

なお、カンチレバー部112と、ベース基板102との接続箇所(第2固定部30d)が、カンチレバー部112のベース延在部18の主面10bに設けられることで、耐衝撃性が備えられている物理量検出センサー200が得られる。   In addition, the connection part (2nd fixing | fixed part 30d) of the cantilever part 112 and the base board | substrate 102 is provided in the main surface 10b of the base extension part 18 of the cantilever part 112, and shock resistance is provided. The physical quantity detection sensor 200 is obtained.

なお、前述の実施形態では、物理量検出素子70として、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。
また、物理量検出素子70として、可動部14の変位に基づいて電気抵抗が変化し、物理量を検出する、いわゆる歪みゲージが用いられてもよい。なお、歪みゲージが用いられる場合は、前述した実施形態の振動周波数の変化による物理量の検出を、抵抗値の変化による物理量の検出に置き換えることができるので説明を省略する。
In the above-described embodiment, an example in which a double tuning fork element is used as the physical quantity detection element 70 has been described. However, if the vibration quantity changes based on the displacement of the movable portion 14 and the physical quantity can be detected, the physical quantity detection is performed. The form of the element 70 is not particularly limited.
Further, as the physical quantity detection element 70, a so-called strain gauge that detects the physical quantity by changing the electric resistance based on the displacement of the movable portion 14 may be used. In the case where a strain gauge is used, the description of the physical quantity detection based on the change in the vibration frequency according to the above-described embodiment can be replaced with the detection of the physical quantity based on the change in the resistance value.

(実施例)
次いで、本発明の一実施形態にかかる物理量検出センサー100を適用した実施例について、図12に基づき説明する。
図12(a)は、物理量検出センサー100が搭載されているビデオカメラを示す斜視図、図12(b)は、物理量検出センサー100が搭載されている携帯電話を示す斜視図であり、図12(c)は、物理量検出センサー100が搭載されている移動体である自動車を示す斜視図である。
(Example)
Next, an example in which the physical quantity detection sensor 100 according to an embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIG.
12A is a perspective view showing a video camera on which the physical quantity detection sensor 100 is mounted, and FIG. 12B is a perspective view showing a mobile phone on which the physical quantity detection sensor 100 is mounted. (C) is a perspective view showing an automobile which is a moving body on which the physical quantity detection sensor 100 is mounted.

[電子機器]
図12(a),(b)に示すように、電子機器としてのビデオカメラ500、および携帯電話600は、本実施形態にかかる物理量検出センサー100が搭載されている。
最初に、図12(a)に示すビデオカメラ500は、受像部501と、操作部502と、音声入力部503と、表示ユニット504と、が搭載されている。このビデオカメラ500は、物理量検出センサー100を備えており、たとえば、3つの物理量検出センサー100を備えていれば、X軸、Y軸、Z軸(不図示)の3方向の物理量、たとえば、加速度あるいは傾斜等を検出して、手ぶれ等を補正する機能を発揮できる。これにより、ビデオカメラ500は、鮮明な動画映像を記録することができる。
[Electronics]
As shown in FIGS. 12A and 12B, a video camera 500 as an electronic device and a mobile phone 600 are equipped with the physical quantity detection sensor 100 according to this embodiment.
First, a video camera 500 shown in FIG. 12A is equipped with an image receiving unit 501, an operation unit 502, an audio input unit 503, and a display unit 504. The video camera 500 includes a physical quantity detection sensor 100. For example, if the three physical quantity detection sensors 100 are provided, physical quantities in three directions of the X axis, the Y axis, and the Z axis (not shown), for example, acceleration Alternatively, it is possible to exhibit the function of detecting camera tilt and correcting camera shake. Thereby, the video camera 500 can record a clear moving image.

また、図12(b)に示す携帯電話600は、複数の操作ボタン601と、表示ユニット602と、カメラ機構603と、シャッターボタン604と、が搭載されていて、電話機、およびカメラとして機能する。この携帯電話600は、物理量検出センサー100が搭載されており、たとえば、3つの物理量検出センサー100が搭載されていれば、X軸、Y軸、Z軸(不図示)の3方向の物理量、たとえば、加速度あるいは傾斜等を検出することにより、カメラ機構603の手ぶれ等を補正する機能を発揮できる。これにより、携帯電話600は、カメラ機構603により鮮明な画像を記録することができる。   A cellular phone 600 illustrated in FIG. 12B includes a plurality of operation buttons 601, a display unit 602, a camera mechanism 603, and a shutter button 604, and functions as a telephone and a camera. This mobile phone 600 is equipped with a physical quantity detection sensor 100. For example, if three physical quantity detection sensors 100 are installed, physical quantities in three directions of the X axis, the Y axis, and the Z axis (not shown), for example, By detecting acceleration, inclination, or the like, a function of correcting camera shake or the like of the camera mechanism 603 can be exhibited. Thereby, the mobile phone 600 can record a clear image by the camera mechanism 603.

なお、本発明の一実施形態にかかる物理量検出センサー100は、図12(a)のビデオカメラ、図12(b)の携帯電話機の他にも、たとえば、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)、デジタルスチールカメラ、インクジェット式吐出装置(たとえば、インクジェットプリンター)、テレビ、ビデオレコーダー、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(たとえば、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(たとえば、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。   Note that the physical quantity detection sensor 100 according to the embodiment of the present invention includes, for example, a personal computer (mobile personal computer), digital, in addition to the video camera of FIG. 12A and the mobile phone of FIG. Still camera, inkjet discharge device (for example, inkjet printer), television, video recorder, car navigation device, pager, electronic notebook (including communication function), electronic dictionary, calculator, electronic game device, word processor, workstation, television Telephone, crime prevention TV monitor, electronic binoculars, POS terminal, medical equipment (for example, electronic thermometer, blood pressure monitor, blood glucose meter, electrocardiogram measuring device, ultrasonic diagnostic device, electronic endoscope), fish detector, various measuring devices, Instruments (eg, vehicle, aircraft, ship meter) S), can be applied to electronic equipment such as a flight simulator.

[移動体]
次に、物理量検出センサー100を用いた移動体について説明する。図12(c)に示すように、移動体700は自動車であって、物理量検出センサー100が搭載されていている。移動体700において、物理量検出センサー100は、車体701に搭載されている電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)703に内蔵されている。電子制御ユニット703は、たとえば、物理量検出センサー100が加速度センサーや傾斜センサーとして車体701の状態を検出することにより、移動体700の姿勢や移動状況等を把握し、サスペンション704、およびタイヤ702等の制御を的確に行うことができる。これにより、移動体700は、安全で安定した移動をすることができる。
[Moving object]
Next, a moving body using the physical quantity detection sensor 100 will be described. As shown in FIG. 12C, the moving body 700 is an automobile, and the physical quantity detection sensor 100 is mounted thereon. In the moving body 700, the physical quantity detection sensor 100 is built in an electronic control unit (ECU) 703 mounted on the vehicle body 701. The electronic control unit 703 detects, for example, the state of the vehicle body 701 by the physical quantity detection sensor 100 as an acceleration sensor or an inclination sensor, so as to grasp the posture or movement state of the moving body 700, and the suspension 704, the tire 702, and the like. Control can be performed accurately. Thereby, the moving body 700 can move safely and stably.

また、物理量検出センサー100は、既述した電子機器や移動体に搭載される以外に、キーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロック・ブレーキ・システム(ABS:Antilock Brake System)、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、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター、車体姿勢制御システム等の電子制御ユニットに搭載でき、広範な分野に適用可能である。   The physical quantity detection sensor 100 is not only mounted on the electronic devices and moving objects described above, but also includes a keyless entry, immobilizer, car navigation system, car air conditioner, antilock brake system (ABS), air It can be installed in electronic control units such as the back, tire pressure monitoring system (TPMS), engine control, battery monitors for hybrid and electric vehicles, and body posture control systems, and can be applied to a wide range of fields. is there.

10…ベース部、10a,10b…主面、12…継手部、12a,12b…溝部、14…可動部、14a,14b…主面、15…平坦部、18…ベース延在部、20a,20b,20c…腕部、30a,30b,30c…第1固定部、30d…第2固定部、34a,34b…内部端子、35…接合材、36a,36b…固定部接続端子、40a,40b…抑止部、50a,50b…ベース接合部、52…ベース接合材、70…物理量検出素子、71a,71b…振動梁部、72a,72b…基部、80,82…質量部、84…検出素子接合材、86…質量接合材、90…封止部、92…貫通孔、100,200…物理量検出センサー、101,112…カンチレバー部、102…ベース基板、103…リッド、105…リッド接合材、106…凹部、107a,107b…外部端子、108a,108b,108c…段差部、109a…内底面、109b…外底面、110…物理量検出デバイス、113…物理量検出デバイス、120…パッケージ、140…エッチング残渣、150…電子回路、500…ビデオカメラ、501…受像部、502…操作部、503…音声入力部、504…表示ユニット、600…携帯電話、601…複数の操作ボタン、602…表示ユニット、603…カメラ機構、604…シャッターボタン、700…移動体、701…車体、702…タイヤ、703…電子制御ユニット、704…サスペンション、L1…第1の中心線、L2…第2の中心線、S1…第1の領域、S2…第2の領域、S3…第3の領域、S4…第4の領域。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Base part, 10a, 10b ... Main surface, 12 ... Joint part, 12a, 12b ... Groove part, 14 ... Movable part, 14a, 14b ... Main surface, 15 ... Flat part, 18 ... Base extension part, 20a, 20b , 20c ... arm part, 30a, 30b, 30c ... first fixing part, 30d ... second fixing part, 34a, 34b ... internal terminal, 35 ... bonding material, 36a, 36b ... fixing part connecting terminal, 40a, 40b ... deterrence 50a, 50b ... base joint, 52 ... base joint, 70 ... physical quantity detection element, 71a, 71b ... vibrating beam, 72a, 72b ... base, 80,82 ... mass part, 84 ... detection element joint, 86 ... Mass bonding material, 90 ... Sealing part, 92 ... Through hole, 100, 200 ... Physical quantity detection sensor, 101, 112 ... Cantilever part, 102 ... Base substrate, 103 ... Lid, 105 ... Lid bonding material, 106 Recesses, 107a, 107b ... external terminals, 108a, 108b, 108c ... stepped portions, 109a ... inner bottom surface, 109b ... outer bottom surface, 110 ... physical quantity detection device, 113 ... physical quantity detection device, 120 ... package, 140 ... etching residue, 150 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Electronic circuit 500 ... Video camera 501 ... Image receiving unit 502 ... Operation unit 503 ... Audio input unit 504 ... Display unit 600 ... Mobile phone 601 ... Multiple operation buttons 602 ... Display unit 603 ... Camera Mechanism, 604 ... shutter button, 700 ... moving body, 701 ... vehicle body, 702 ... tire, 703 ... electronic control unit, 704 ... suspension, L1 ... first center line, L2 ... second center line, S1 ... first Region S2, second region, S3, third region, S4, fourth region.

Claims (11)

ベース部と、継手部を介して前記ベース部と接続されている可動部と、前記ベース部から延在されている腕部と、前記腕部に設けられている第1固定部と、前記ベース部に設けられている第2固定部と、を有しているカンチレバー部と、
前記ベース部、および前記可動部に接続されている物理量検出素子と、
前記第1固定部、および前記第2固定部が接続されているベース基板と、を備えていることを特徴とする物理量検出センサー。
A base part, a movable part connected to the base part via a joint part, an arm part extending from the base part, a first fixed part provided on the arm part, and the base A cantilever part having a second fixing part provided in the part,
A physical quantity detection element connected to the base part and the movable part;
A physical quantity detection sensor comprising: a base substrate to which the first fixing portion and the second fixing portion are connected.
前記物理量検出素子は、2つの基部と、2つの前記基部の間に設けられ、前記継手部を跨いで配置されている振動梁部とを有し、一方の前記基部が前記ベース部に接続され、他方の前記基部が前記可動部に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の物理量検出センサー。   The physical quantity detection element includes two base portions and a vibrating beam portion disposed between the two base portions and straddling the joint portion, and one of the base portions is connected to the base portion. The physical quantity detection sensor according to claim 1, wherein the other base portion is connected to the movable portion. 前記第1固定部と前記第2固定部とは、平面視で2つの前記基部の中心を通る第1の中心線と直交し、かつ前記カンチレバー部の中心を通る第2の中心線に対して、非対称の位置に配置されていることを特徴とする請求項2に記載の物理量検出センサー。   The first fixing part and the second fixing part are perpendicular to a first center line passing through the centers of the two base parts in a plan view, and with respect to a second center line passing through the center of the cantilever part. The physical quantity detection sensor according to claim 2, wherein the physical quantity detection sensor is disposed at an asymmetric position. 平面視で前記第2の中心線に対して一方の側である第1の領域に位置する前記カンチレバー部に設けられている前記腕部の数と、他方の側である第2の領域に位置する前記カンチレバー部に設けられている前記腕部の数とが異なっていることを特徴とする請求項3に記載の物理量検出センサー。   The number of the arm portions provided in the cantilever portion located in the first region on one side with respect to the second center line in a plan view, and the second region located on the other side The physical quantity detection sensor according to claim 3, wherein the number of the arm portions provided in the cantilever portion is different. 前記カンチレバー部は、水晶でありウェットエッチングの処理を受けていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の物理量検出センサー。   5. The physical quantity detection sensor according to claim 1, wherein the cantilever part is made of quartz and is subjected to a wet etching process. 6. 前記水晶は、Zカットで切り出されていることを特徴とする請求項5に記載の物理量検出センサー。   The physical quantity detection sensor according to claim 5, wherein the crystal is cut out by Z cut. 前記継手部は、平面視で前記第2の中心線の方向に沿って設けられている溝部を有し、
前記溝部の伸びる方向と交差する方向に沿って前記振動梁部が配置されていることを特徴とする請求項3乃至6のいずれか一項に記載の物理量検出センサー。
The joint has a groove provided along the direction of the second center line in plan view,
The physical quantity detection sensor according to claim 3, wherein the vibrating beam portion is arranged along a direction intersecting with a direction in which the groove portion extends.
平面視で前記第1の中心線に対して一方の側である第3の領域に前記第2固定部が設けられ、前記第3の領域の前記腕部の数が、他方の側である第4の領域に設けられている前記腕部の数より、少ないことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の物理量検出センサー。   The second fixing portion is provided in a third region on one side with respect to the first center line in a plan view, and the number of the arm portions in the third region is on the other side. The physical quantity detection sensor according to claim 1, wherein the physical quantity detection sensor is smaller than the number of the arm portions provided in the region of 4. 請求項1乃至8のいずれか一項に記載の物理量検出センサーを備え、加速度が計測されることを特徴とする加速度センサー。   An acceleration sensor comprising the physical quantity detection sensor according to claim 1, wherein acceleration is measured. 請求項9に記載の加速度センサーが搭載されていることを特徴とする電子機器。   An electronic device, wherein the acceleration sensor according to claim 9 is mounted. 請求項9に記載の加速度センサーが搭載されていることを特徴とする移動体。   A moving body on which the acceleration sensor according to claim 9 is mounted.
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