JP2019120562A - 物理量センサーデバイス、電子機器および移動体 - Google Patents
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Abstract
【課題】物理量センサーの破損を防止しつつ、物理量センサーを熱的に安定した状態で作動させることのできる物理量センサーデバイス、電子機器および移動体を提供する。【解決手段】物理量センサーデバイスは、物理量センサーと、前記物理量センサーを加熱する加熱部と、を有する。また、前記物理量センサーは、基板と、前記基板に固定されている固定部と、前記基板に対して変位可能な可動部と、前記固定部と前記可動部とを接続する接続部と、を有する。そして、前記基板の法線方向からの平面視で、前記加熱部は、前記固定部と重ならないように配置されている。【選択図】図1
Description
本発明は、物理量センサーデバイス、電子機器および移動体に関するものである。
例えば、特許文献1に記載の物理量センサーデバイス(MEMSモジュール)は、パッケージと、パッケージに収納された物理量センサー(MEMSデバイス)およびヒーターと、を有している。また、物理量センサーは、一対の基板と、これら基板に挟まれたセンサー基板と、を有している。このような物理量センサーデバイスは、ヒーターによって物理量センサーを加熱し、物理量センサーを周囲の環境よりも高い温度に保つことで、熱的に安定した状態で動作することができる。
しかしながら、特許文献1に記載されている物理量センサーデバイスでは、パッケージにヒーターが固定され、ヒーター上に物理量センサーが固定され、ヒーターと物理量センサー(より具体的には、一対の基板とセンサー基板との接合部分)とが重なって配置されている。そのため、ヒーターによって物理量センサーが直接的にかつ急峻に温められ、物理量センサー内に温度差が生じ易い。物理量センサー内に温度差が生じると、各部の熱膨張係数の差に起因した内部応力が生じ、当該内部応力によって物理量センサー(特に、前記接合部分)が破損するおそれがある。
本発明の目的は、物理量センサーの破損を防止しつつ、物理量センサーを熱的に安定した状態で作動させることのできる物理量センサーデバイス、電子機器および移動体を提供することにある。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の発明として実現することが可能である。
本発明の物理量センサーデバイスは、物理量センサーと、
前記物理量センサーを加熱する加熱部と、を有し、
前記物理量センサーは、
基板と、
前記基板に固定されている固定部と、
前記基板に対して変位可能な可動部と、
前記固定部と前記可動部とを接続する接続部と、を有し、
前記基板の法線方向からの平面視で、前記加熱部は、前記固定部と重ならないように配置されていることを特徴とする。
これにより、例えば、物理量センサーは、固定部の周囲から徐々に暖められ、固定部とその周囲との温度差を小さく抑えることができる。そのため、物理量センサーを熱的に安定した状態で作動させることができる。また、基板と固定部との接合部に過度な熱応力が加わり難くなり、固定部が基板から剥離してしまう等、物理量センサーの破損を効果的に抑制することができる。
前記物理量センサーを加熱する加熱部と、を有し、
前記物理量センサーは、
基板と、
前記基板に固定されている固定部と、
前記基板に対して変位可能な可動部と、
前記固定部と前記可動部とを接続する接続部と、を有し、
前記基板の法線方向からの平面視で、前記加熱部は、前記固定部と重ならないように配置されていることを特徴とする。
これにより、例えば、物理量センサーは、固定部の周囲から徐々に暖められ、固定部とその周囲との温度差を小さく抑えることができる。そのため、物理量センサーを熱的に安定した状態で作動させることができる。また、基板と固定部との接合部に過度な熱応力が加わり難くなり、固定部が基板から剥離してしまう等、物理量センサーの破損を効果的に抑制することができる。
本発明の物理量センサーデバイスでは、前記物理量センサーを収納する第1パッケージを有することが好ましい。
これにより、物理量センサーを埃、湿気(水分)等から保護することができる。また、第1パッケージが断熱材として機能し、物理量センサーが外界(使用環境)の温度の影響を受け難くなる。したがって、物理量センサーの温度を所定の温度に維持し易くなる。
これにより、物理量センサーを埃、湿気(水分)等から保護することができる。また、第1パッケージが断熱材として機能し、物理量センサーが外界(使用環境)の温度の影響を受け難くなる。したがって、物理量センサーの温度を所定の温度に維持し易くなる。
本発明の物理量センサーデバイスでは、前記加熱部は、前記第1パッケージの内側に設けられていることが好ましい。
これにより、例えば、物理量センサーを効率的に加熱することができ、物理量センサーデバイスの省電力化を図ることができる。
これにより、例えば、物理量センサーを効率的に加熱することができ、物理量センサーデバイスの省電力化を図ることができる。
本発明の物理量センサーデバイスでは、前記加熱部は、前記第1パッケージの外側に設けられていることが好ましい。
これにより、加熱部の熱が第1パッケージを介して物理量センサーに伝わるため、加熱部から物理量センサーへの熱の伝達経路を長くすることができ、加熱部からの熱を徐々に物理量センサーに伝えることができる。したがって、物理量センサー内の温度分布を小さく抑えることができ、物理量センサーの破損をより効果的に抑制することができる。
これにより、加熱部の熱が第1パッケージを介して物理量センサーに伝わるため、加熱部から物理量センサーへの熱の伝達経路を長くすることができ、加熱部からの熱を徐々に物理量センサーに伝えることができる。したがって、物理量センサー内の温度分布を小さく抑えることができ、物理量センサーの破損をより効果的に抑制することができる。
本発明の物理量センサーデバイスでは、前記加熱部は、前記第1パッケージの外壁に設けられていることが好ましい。
これにより、加熱部から物理量センサーへの熱の伝達経路をより長くすることができる。したがって、物理量センサー内の温度分布を小さく抑えることができ、物理量センサーの破損をより効果的に抑制することができる。
これにより、加熱部から物理量センサーへの熱の伝達経路をより長くすることができる。したがって、物理量センサー内の温度分布を小さく抑えることができ、物理量センサーの破損をより効果的に抑制することができる。
本発明の物理量センサーデバイスでは、前記物理量センサー、前記加熱部および前記第1パッケージを収納する第2パッケージを有することが好ましい。
これにより、物理量センサーおよび加熱部を埃、湿気(水分)等から保護することができる。また、第2パッケージが断熱材として機能し、物理量センサーが外界(使用環境)の温度の影響を受け難くなると共に、加熱部の熱を効率的に物理量センサーに伝達することができる。したがって、物理量センサーの温度を所定の温度に維持し易くなる。
これにより、物理量センサーおよび加熱部を埃、湿気(水分)等から保護することができる。また、第2パッケージが断熱材として機能し、物理量センサーが外界(使用環境)の温度の影響を受け難くなると共に、加熱部の熱を効率的に物理量センサーに伝達することができる。したがって、物理量センサーの温度を所定の温度に維持し易くなる。
本発明の物理量センサーデバイスでは、前記第2パッケージ内は、減圧状態となっていることが好ましい。
これにより、第2パッケージの断熱効果がより向上し、物理量センサーが外界の温度の影響をより受け難くなると共に、加熱部の熱を効率的に物理量センサーに伝達することができる。したがって、物理量センサーの温度を所定の温度に維持し易くなる。
これにより、第2パッケージの断熱効果がより向上し、物理量センサーが外界の温度の影響をより受け難くなると共に、加熱部の熱を効率的に物理量センサーに伝達することができる。したがって、物理量センサーの温度を所定の温度に維持し易くなる。
本発明の物理量センサーデバイスでは、前記第2パッケージは、前記第1パッケージよりも高い断熱性を有することが好ましい。
これにより、第2パッケージの断熱効果がより向上し、物理量センサーが外界の温度の影響をより受け難くなると共に、加熱部の熱を効率的に物理量センサーに伝達することができる。したがって、物理量センサーの温度を所定の温度に維持し易くなる。
これにより、第2パッケージの断熱効果がより向上し、物理量センサーが外界の温度の影響をより受け難くなると共に、加熱部の熱を効率的に物理量センサーに伝達することができる。したがって、物理量センサーの温度を所定の温度に維持し易くなる。
本発明の物理量センサーデバイスでは、前記加熱部は、前記基板に配置されていることが好ましい。
これにより、物理量センサーをより効率的に加熱することができる。
これにより、物理量センサーをより効率的に加熱することができる。
本発明の物理量センサーデバイスでは、前記物理量センサーを冷却する冷却部を有することが好ましい。
これにより、物理量センサーを所定温度に安定的に維持することができ、優れた温度安定性を発揮することができる。
これにより、物理量センサーを所定温度に安定的に維持することができ、優れた温度安定性を発揮することができる。
本発明の物理量センサーデバイスでは、前記基板の法線方向からの平面視で、前記加熱部は、前記物理量センサーの前記固定部以外の部分と重なっている部分を有することが好ましい。
これにより、物理量センサーをより効率的に加熱することができる。
これにより、物理量センサーをより効率的に加熱することができる。
本発明の物理量センサーデバイスでは、前記基板の法線方向からの平面視で、前記加熱部は、前記固定部の周囲の少なくとも一部に配置されていることが好ましい。
これにより、物理量センサーをその周囲から加熱することができ、物理量センサーをより均一に加熱することができる。
これにより、物理量センサーをその周囲から加熱することができ、物理量センサーをより均一に加熱することができる。
本発明の電子機器は、本発明の物理量センサーデバイスと、
前記物理量センサーデバイスから出力された検出信号に基づいて制御を行う制御部と、を有することを特徴とする。
これにより、本発明の物理量センサーデバイスの効果を享受でき、信頼性の高い電子機器が得られる。
前記物理量センサーデバイスから出力された検出信号に基づいて制御を行う制御部と、を有することを特徴とする。
これにより、本発明の物理量センサーデバイスの効果を享受でき、信頼性の高い電子機器が得られる。
本発明の移動体は、本発明の物理量センサーデバイスと、
前記物理量センサーデバイスから出力された検出信号に基づいて制御を行う制御部と、を有することを特徴とする。
これにより、本発明の物理量センサーデバイスの効果を享受でき、信頼性の高い移動体が得られる。
前記物理量センサーデバイスから出力された検出信号に基づいて制御を行う制御部と、を有することを特徴とする。
これにより、本発明の物理量センサーデバイスの効果を享受でき、信頼性の高い移動体が得られる。
以下、本発明の物理量センサーデバイス、電子機器および移動体を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
<第1実施形態>
まず、本発明の第1実施形態に係る物理量センサーデバイスについて説明する。
まず、本発明の第1実施形態に係る物理量センサーデバイスについて説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る物理量センサーデバイスの断面図である。図2は、図1に示す物理量センサーデバイスが有する物理量センサーの平面図である。図3は、図2中のA−A線断面図である。図4は、物理量センサーの駆動電圧を示す図である。図5は、図1に示す物理量センサーデバイスの平面図である。図6は、図1に示す物理量センサーデバイスが有するヒーターの斜視図である。
なお、以下では、説明の便宜上、互いに直交する3つの軸をX軸、Y軸およびZ軸とし、X軸に平行な方向を「X軸方向」、Y軸に平行な方向を「Y軸方向」、Z軸に平行な方向を「Z軸方向」とも言う。また、各軸の矢印方向先端側を「プラス側」とも言い、反対側を「マイナス側」とも言う。また、Z軸方向プラス側を「上」とも言い、Z軸方向マイナス側を「下」とも言う。
図1に示す物理量センサーデバイス1は、物理量センサー2と、物理量センサー2と電気的に接続された第1回路素子3と、物理量センサー2および第1回路素子3を収納する第1パッケージ4と、物理量センサー2を加熱するヒーター5(加熱部)と、ヒーター5の駆動を制御する第2回路素子6と、以上の各部を収納する第2パッケージ7と、を有している。このような物理量センサーデバイス1によれば、ヒーター5によって物理量センサー2を加熱し、物理量センサー2を所定温度に維持することができるため、外界(使用環境)の温度の影響を受け難くなり、優れた温度特性を発揮することができる。したがって、安定して、かつ高精度に所定の物理量(加速度Ax)を検出することができる。以下、これら各部について順次説明する。
[第1パッケージ4]
図1に示すように、第1パッケージ4は、キャビティ状のベース41と、ベース41の上面に接合された蓋体42と、を有している。また、ベース41は、その上面に開口する凹部411を有している。また、凹部411は、ベース41の上面に開口する第1凹部411aと、第1凹部411aの底面に開口する第2凹部411bと、を有している。一方、蓋体42は、板状であり、凹部411の開口を塞ぐようにしてベース41の上面に接合されている。
図1に示すように、第1パッケージ4は、キャビティ状のベース41と、ベース41の上面に接合された蓋体42と、を有している。また、ベース41は、その上面に開口する凹部411を有している。また、凹部411は、ベース41の上面に開口する第1凹部411aと、第1凹部411aの底面に開口する第2凹部411bと、を有している。一方、蓋体42は、板状であり、凹部411の開口を塞ぐようにしてベース41の上面に接合されている。
蓋体42によって凹部411の開口を塞ぐことにより、第1パッケージ4内に収納空間S’が形成され、この収納空間S’に物理量センサー2および第1回路素子3が収納されている。物理量センサー2および第1回路素子3を第1パッケージ4に収納することにより、物理量センサー2および第1回路素子3を埃、湿気(水分)等から保護することができる。また、第1パッケージ4が断熱材として機能し、物理量センサー2が外界(使用環境)の温度の影響を受け難くなる。したがって、物理量センサー2の温度を所定の温度に維持し易くなる。
収納空間S’は、気密封止されている。収納空間S’の雰囲気は、特に限定されず、例えば、物理量センサー2の収納空間Sと同じ雰囲気とすることができる。これにより、仮に収納空間Sの気密性が崩壊し、収納空間S、S’が連通してしまっても、収納空間Sの雰囲気をそのまま維持することができる。そのため、収納空間Sの雰囲気が変化することによる物理量センサー2の検出特性の変化を抑制することができ、安定した検出特性を発揮することができる。また、収納空間S’の雰囲気は、例えば、減圧状態(好ましくは真空状態もしくは真空状態に近い状態)とすることもできる。これにより、第1パッケージ4の断熱効果がより向上し、物理量センサー2が外界(使用環境)の温度の影響をより受け難くなる。
ベース41の構成材料としては、特に限定されず、例えば、アルミナ、ジルコニア、チタニア等の各種セラミックスを用いることができる。また、蓋体42の構成材料としては、特に限定されないが、ベース41の構成材料と線膨張係数が近似する部材であると良い。例えば、ベース41の構成材料を前述のようなセラミックスとした場合には、コバール等の合金を用いることが好ましい。
ベース41は、第1凹部411aの底面に配置された複数の内部端子44と、底面に配置された複数の外部端子45と、を有している。各内部端子44は、ベース41内に配置された図示しない内部配線を介して、所定の外部端子45と電気的に接続されている。
そして、凹部411の底面に、ダイアタッチ材(図示せず)を介して物理量センサー2が固定されており、さらに、物理量センサー2の上面に、ダイアタッチ材(図示せず)を介して第1回路素子3が配置されている。そして、ボンディングワイヤーBW1を介して物理量センサー2と第1回路素子3とが電気的に接続されており、ボンディングワイヤーBW2を介して第1回路素子3と内部端子44とが電気的に接続されている。
[物理量センサー2]
物理量センサー2は、X軸方向の加速度Axを検出することのできる加速度センサーである。このような物理量センサー2は、図1に示すように、基板21と、基板21に設けられ、X軸方向の加速度Ax(物理量)を検出するセンサー素子23と、センサー素子23を覆うように基板21に接合された蓋体26と、を有している。そして、基板21の下面がダイアタッチ材(図示せず)を介して第1パッケージ4に固定され、蓋体26の上面にダイアタッチ材(図示せず)を介して第1回路素子3が固定されている。
物理量センサー2は、X軸方向の加速度Axを検出することのできる加速度センサーである。このような物理量センサー2は、図1に示すように、基板21と、基板21に設けられ、X軸方向の加速度Ax(物理量)を検出するセンサー素子23と、センサー素子23を覆うように基板21に接合された蓋体26と、を有している。そして、基板21の下面がダイアタッチ材(図示せず)を介して第1パッケージ4に固定され、蓋体26の上面にダイアタッチ材(図示せず)を介して第1回路素子3が固定されている。
図2に示すように、基板21は、上面に開放する凹部211を有している。Z軸方向からの平面視で、凹部211は、センサー素子23と重なって形成されている。このような凹部211は、センサー素子23と基板21との接触を防止するための逃げ部として機能する。また、基板21は、上面に開放する溝部215、216、217を有しており、溝部215、216、217には配線275、276、277が配置されている。
配線275、276、277は、それぞれ、センサー素子23と電気的に接続されている。また、配線275、276、277の一端部は、それぞれ、蓋体26の外側に露出しており、蓋体26から露出した部分は、第1回路素子3との電気的な接続を行うための接続パッドPとして機能する。
このような基板21として、例えば、ナトリウムイオン等のアルカリ金属イオンを含むガラス材料(例えば、パイレックスガラス、テンパックスガラス(いずれも登録商標)のような硼珪酸ガラス)で構成されたガラス基板を用いることができる。
図3に示すように、蓋体26は、下面側に開放する凹部261を有している。蓋体26は、凹部261内にセンサー素子23を収納するようにして、基板21の上面に接合されている。そして、蓋体26および基板21によって、センサー素子23を収納する収納空間Sが形成されている。収納空間Sは、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスが封入されていて、使用温度(−40℃〜120℃程度)でほぼ大気圧であることが好ましい。収納空間Sを大気圧とすることで、粘性抵抗が増してダンピング効果が発揮され、センサー素子23の振動を速やかに収束させることができる。そのため、加速度Axの検出精度が向上する。
このような蓋体26は、シリコン基板から形成されている。ただし、蓋体26としては、シリコン基板に限定されず、例えば、ガラス基板やセラミックス基板から形成されていてもよい。また、基板21と蓋体26との接合方法としては、特に限定されず、基板21や蓋体26の材料によって適宜選択すればよいが、例えば、陽極接合、プラズマ照射によって活性化させた接合面同士を接合させる活性化接合、ガラスフリット等の接合材による接合、基板21の上面および蓋体26の下面に成膜した金属膜同士を接合する拡散接合等が挙げられる。なお、本実施形態では、図3に示すように、ガラスフリット28(低融点ガラス)を介して基板21と蓋体26とが接合されている。
図2に示すように、センサー素子23は、基板21の上面に設けられている。センサー素子23は、基板21に対して変位可能な可動構造体24と、基板21の上面に固定された固定構造体25と、を有している。また、可動構造体24は、基板21の上面に固定された一対の固定部241、242と、固定部241、242の間に配置され、凹部211上に位置する可動部243と、可動部243と固定部241、242とを接続する一対のばね部244、245(接続部)と、可動部243からY軸方向両側に突出している複数の可動電極指246と、を有している。このような可動構造体24では、X軸方向の加速度Axが加わることにより、ばね部244、245を弾性変形させつつ、可動部243がX軸方向に変位する。このように、可動構造体24が複数箇所(固定部241、242の2箇所)で基板21に固定されていることにより、衝撃に強く(各固定部241、242に衝撃が分散され)、壊れ難い可動構造体24となる。
一方、固定構造体25は、一端部が基板21の上面に固定され、Y軸方向に延在する複数の第1固定電極指251と、一端部が基板21の上面に固定され、Y軸方向に延在する複数の第2固定電極指252と、を有している。各第1固定電極指251は、対応する可動電極指246に対してX軸方向プラス側に位置して対向しており、各第2固定電極指252は、対応する可動電極指246に対してX軸方向マイナス側に位置して対向している。言い換えると、1組の第1、第2固定電極指251、252の間に1つの可動電極指246が配置されている。このように、第1、第2固定電極指251、252が、それぞれ、その一端部で基板21に固定されていることにより、衝撃に強く、壊れ難い固定構造体25となる。
そして、可動構造体24は、固定部241において配線275と電気的に接続され、各第1固定電極指251は、配線276と電気的に接続され、各第2固定電極指252は、配線277と電気的に接続されている。
このようなセンサー素子23は、例えば、リン(P)、ボロン(B)、砒素(As)等の不純物がドープされた導電性のシリコン基板をエッチング(特にドライエッチング)によってパターニングすることで形成することができる。また、センサー素子23は、陽極接合によって基板21の上面に接合されている。ただし、センサー素子23の材料や、センサー素子23と基板21との接合方法は、特に限定されない。
以上、物理量センサー2の構成について説明した。物理量センサー2の作動時には、例えば、配線275を介して可動構造体24に図4中の電圧V1が印加され、各第1固定電極指251および各第2固定電極指252は、配線276、277を介して、QVアンプ(電荷電圧変換回路)に接続される。そして、各第1固定電極指251と各可動電極指246との間に静電容量Caが形成され、各第2固定電極指252と各可動電極指246との間に静電容量Cbが形成される。
物理量センサー2に加速度Axが加わると、その加速度Axの大きさに基づいて、可動部243がばね部244、245を弾性変形させながらX軸方向に変位する。この変位に伴って、第1固定電極指251と可動電極指246とのギャップおよび第2固定電極指252と可動電極指246とのギャップがそれぞれ変化し、この変位に伴って、静電容量Ca、Cbがそれぞれ変化する。そのため、これら静電容量Ca、Cbの変化に基づいて加速度Axを検出することができる。
なお、静電容量Caが大きくなると静電容量Cbが小さくなり、反対に、静電容量Caが小さくなると静電容量Cbが大きくなる。そのため、配線276から得られる検出信号(静電容量Caの大きさに応じた信号)と、配線277から得られる検出信号(静電容量Cbの大きさに応じた信号)とを差動演算(減算処理:Ca−Cb)することで、ノイズをキャンセルすることができ、より精度よく加速度Axを検出することができる。
[第1回路素子3]
図1に示すように、第1回路素子3は、ダイアタッチ材(図示せず)を介して蓋体26の上面に固定されている。このような第1回路素子3には、例えば、センサー素子23に駆動電圧(電圧V1)を印加する駆動回路や、センサー素子23からの出力に基づいて加速度Axを検出する検出回路や、検出回路からの信号を所定の信号に変換して出力する出力回路等が必要に応じて含まれている。
図1に示すように、第1回路素子3は、ダイアタッチ材(図示せず)を介して蓋体26の上面に固定されている。このような第1回路素子3には、例えば、センサー素子23に駆動電圧(電圧V1)を印加する駆動回路や、センサー素子23からの出力に基づいて加速度Axを検出する検出回路や、検出回路からの信号を所定の信号に変換して出力する出力回路等が必要に応じて含まれている。
また、本実施形態では、第1回路素子3は、温度センサー31を有しており、この温度センサー31からの出力によって物理量センサー2の温度を検知できるようになっている。特に、本実施形態では、物理量センサー2の上面に第1回路素子3を配置しているため、温度センサー31を物理量センサー2の近傍に、かつ、熱的に接続された状態で配置することができる。そのため、温度センサー31によって、物理量センサー2の温度をより正確に検知することができる。
[第2パッケージ7]
図1に示すように、第2パッケージ7は、板状のベース71と、ベース71の上面に接合されたハット状の蓋体72と、を有している。蓋体72は、下面に開放する凹部721を有しており、この凹部721の開口を塞ぐようにしてベース71の上面に接合されている。ベース71によって凹部721の開口が塞がれることにより、第2パッケージ7内に収納空間S”が形成され、この収納空間S”に第1パッケージ4、ヒーター5および第2回路素子6が収納されている。このように、第1パッケージ4、ヒーター5および第2回路素子6を第2パッケージ7に収納することにより、第1パッケージ4、ヒーター5および第2回路素子6を埃、湿気(水分)等から保護することができる。また、第2パッケージ7が断熱材として機能し、物理量センサー2が外界の温度の影響を受け難くなる。したがって、物理量センサー2の温度を所定の温度に維持し易くなる。特に、本実施形態では、物理量センサー2を第1パッケージ4と第2パッケージ7とで二重に収納しているため、物理量センサー2が外界の温度の影響をより受け難くなる。
図1に示すように、第2パッケージ7は、板状のベース71と、ベース71の上面に接合されたハット状の蓋体72と、を有している。蓋体72は、下面に開放する凹部721を有しており、この凹部721の開口を塞ぐようにしてベース71の上面に接合されている。ベース71によって凹部721の開口が塞がれることにより、第2パッケージ7内に収納空間S”が形成され、この収納空間S”に第1パッケージ4、ヒーター5および第2回路素子6が収納されている。このように、第1パッケージ4、ヒーター5および第2回路素子6を第2パッケージ7に収納することにより、第1パッケージ4、ヒーター5および第2回路素子6を埃、湿気(水分)等から保護することができる。また、第2パッケージ7が断熱材として機能し、物理量センサー2が外界の温度の影響を受け難くなる。したがって、物理量センサー2の温度を所定の温度に維持し易くなる。特に、本実施形態では、物理量センサー2を第1パッケージ4と第2パッケージ7とで二重に収納しているため、物理量センサー2が外界の温度の影響をより受け難くなる。
収納空間S”は、気密封止されている。収納空間S”の雰囲気は、特に限定されないが、減圧状態(好ましくは真空状態もしくは真空状態に近い状態)となっている。これにより、第2パッケージ7の断熱効果がより向上し、物理量センサー2が外界の温度の影響をより受け難くなる。ただし、収納空間S”の雰囲気は、例えば、収納空間S、S’と同じ雰囲気とすることもできる。これにより、仮に収納空間S、S’の気密性が崩壊し、収納空間S、S’、S”が連通してしまっても、収納空間Sの雰囲気をそのまま維持することができる。そのため、収納空間Sの雰囲気が変化することによる物理量センサー2の検出特性の変化を抑制することができ、安定した検出特性を発揮することができる。
このような第2パッケージ7は、第1パッケージ4よりも高い断熱性を有している。すなわち、第2パッケージ7の外面と内面との間の熱通過率は、第1パッケージ4の外面と内面との間の熱通過率よりも低い。これより、第2パッケージ7の断熱効果がより向上し、物理量センサー2が外界の温度の影響をより受け難くなる。本実施形態では、ベース71および蓋体72は、それぞれ、内部が中空の断熱構造となっている。これにより、第2パッケージ7は、高い断熱性を発揮することができる。内部空間の雰囲気としては、特に限定されないが、減圧状態(好ましくは、真空状態もしくは真空状態に近い状態)とすることが好ましい。これにより、第2パッケージ7の断熱性が向上する。ただし、ベース71および蓋体72の構成としては、特に限定されず、中実(単板状)であってもよい。
また、ベース71および蓋体72の内周面(内部空間に臨む面)には、断熱材73が設けられている。これにより、第2パッケージ7の断熱性がさらに向上する。なお、断熱材73としては、特に限定されず、例えば、グラスウール、セルロースファイバー等の繊維系断熱材、ウレタンフォーム、ポリスチレンフォーム、フェノールフォーム等の発泡プラスチック系断熱材を用いることができる。ただし、断熱材73は、省略してもよいし、ベース71および蓋体72の外表面に設けられていてもよい。
ベース71および蓋体72の構成材料としては、特に限定されず、例えば、各種金属材料(合金を含む)、各種樹脂材料、各種セラミックス材料、各種ガラス材料等を用いることができ、本実施形態では、コバールを用いている。これにより、第2パッケージ7の剛性を高めることができる。そのため、揺れや振動による第2パッケージ7の変形を抑えることができ、揺れや振動が助長されて物理量センサー2に伝わってしまうことを効果的に抑制することができる。
また、図5に示すように、ベース71には配線74、75、76が設けられている。配線74は、導電性接合材81を介して物理量センサー2と電気的に接続されており、配線75は、ボンディングワイヤーBW3を介して第2回路素子6と電気的に接続されている。また、配線76は、ヒーター5と第2回路素子6とを電気的に接続している。また、配線74、75は、それぞれ、第2パッケージ7の外側に引き出されており、第2パッケージ7の外側に露出する部分が実装基板9との電気的な接続を行うための接続パッドP1として機能する。なお、前述したように、ベース71が金属材料で構成されているため、ベース71の表面に絶縁膜を配置する等の絶縁処理がされていることが好ましい。
[ヒーター5]
加熱部を構成するヒーター5は、物理量センサー2を加熱する機能を有している。このようなヒーター5は、第1パッケージ4に配置されている。ヒーター5は、図6に示すように、ベース41の外側面419に螺旋状に巻き付けられた電熱線51を有しており、電熱線51に通電することにより発熱するようになっている。このように、ヒーター5を第1パッケージ4の外側に配置することにより、ヒーター5からの熱は、ベース41を介して物理量センサー2に伝達される。そのため、ヒーター5から物理量センサー2への熱の伝達経路を長くすることができ、ヒーター5からの熱を徐々(穏やかに)に物理量センサー2に伝えることができる。したがって、物理量センサー内の温度分布を小さく抑えることができる。
加熱部を構成するヒーター5は、物理量センサー2を加熱する機能を有している。このようなヒーター5は、第1パッケージ4に配置されている。ヒーター5は、図6に示すように、ベース41の外側面419に螺旋状に巻き付けられた電熱線51を有しており、電熱線51に通電することにより発熱するようになっている。このように、ヒーター5を第1パッケージ4の外側に配置することにより、ヒーター5からの熱は、ベース41を介して物理量センサー2に伝達される。そのため、ヒーター5から物理量センサー2への熱の伝達経路を長くすることができ、ヒーター5からの熱を徐々(穏やかに)に物理量センサー2に伝えることができる。したがって、物理量センサー内の温度分布を小さく抑えることができる。
特に、本実施形態では、ヒーター5は、ベース41の外壁(底部の周囲から立設する枠状の壁部)に設けられている。これにより、ヒーター5からの熱は、ベース41の壁部および底部を介して物理量センサー2に伝達されるため、熱の伝達経路をより長くすることができる。したがって、前述した効果をより顕著に発揮することができる。また、本実施形態では、Z軸方向からの平面視で、ヒーター5は、物理量センサー2の周囲に配置され、物理量センサー2を囲むように配置されている。これにより、物理量センサー2をその全方位から加熱することができ、物理量センサー2をより均一に加熱することができる。
なお、電熱線51の構成材料としては、特に限定されず、例えば、ニッケル−クロム系合金、鉄−クロム系合金等を用いることができる。また、本実施形態では、ベース41に電熱線51が巻き付けられているが、これに限定されず、例えば、電熱線51を配置したシートをベース41に巻き付けてもよい。また、電熱線51は、ベース41に埋設されていてもよい。また、ヒーター5の構成としては、物理量センサー2を加熱することができれば、特に限定されず、例えば、ペルチェ素子を用いることもできる。
ここで、前述したように、ヒーター5(電熱線51)は、ベース41の外側面419に螺旋状に巻き付けられていることから、Z軸方向からの平面視で、物理量センサー2と重ならないように、より具体的には、物理量センサー2の基板21とセンサー素子23との接合部(固定部241、242、第1、第2固定電極指251、252と基板21との接合部)と重ならないように配置されている(図1、図2、図6参照)。これにより、ヒーター5の熱によって、物理量センサー2は、基板21とセンサー素子23との接合部の周囲から徐々に暖められ、基板21とセンサー素子23との接合部とその周囲との温度差を小さく抑えることができる。そのため、基板21と基板21とセンサー素子23との接合部に過度な熱応力が加わり難くなり、センサー素子23が基板21から剥離してしまう等、物理量センサー2の破損を効果的に抑制することができる。
[第2回路素子6]
第2回路素子6は、第2パッケージ7に収納され、ダイアタッチ材(図示せず)を介して第2パッケージ7のベース71の上面に固定されている。第2回路素子6は、例えば、ヒーター5に電圧を印加してヒーター5を発熱させる電圧印加回路と、温度センサー31からの出力(物理量センサー2の温度)に基づいて電圧印加回路の駆動を制御する制御回路が含まれており、物理量センサー2の温度が所定温度を維持するように、ヒーター5の駆動を制御する。ここで、物理量センサー2の温度としては、特に限定されないが、外界の温度よりも十分に高い温度とすることが好ましい。これにより、物理量センサー2の温度が安定し、高い温度安定性を発揮することができる。具体的には、例えば、使用環境温度(品質保証温度)が−40℃以上50℃以下程度であれば、物理量センサー2の温度を60℃以上85℃以下の範囲内で一定の温度とすることが好ましい。
第2回路素子6は、第2パッケージ7に収納され、ダイアタッチ材(図示せず)を介して第2パッケージ7のベース71の上面に固定されている。第2回路素子6は、例えば、ヒーター5に電圧を印加してヒーター5を発熱させる電圧印加回路と、温度センサー31からの出力(物理量センサー2の温度)に基づいて電圧印加回路の駆動を制御する制御回路が含まれており、物理量センサー2の温度が所定温度を維持するように、ヒーター5の駆動を制御する。ここで、物理量センサー2の温度としては、特に限定されないが、外界の温度よりも十分に高い温度とすることが好ましい。これにより、物理量センサー2の温度が安定し、高い温度安定性を発揮することができる。具体的には、例えば、使用環境温度(品質保証温度)が−40℃以上50℃以下程度であれば、物理量センサー2の温度を60℃以上85℃以下の範囲内で一定の温度とすることが好ましい。
ここで、本実施形態では、ヒーター5用の第2回路素子6と物理量センサー2用の第1回路素子3とが別々に設けられている。ヒーター5用の第2回路素子6は、ヒーター5の駆動を行うために比較的大きい電圧が用いられるのに対して、物理量センサー2用の第1回路素子3は、微弱な信号を処理する。そのため、第2回路素子6と第1回路素子3とを別体として離間して配置することにより、第1回路素子3(特に検出信号)に第2回路素子6に起因したノイズを乗り難くすることができ、加速度Axをより精度よく検出することができる。
以上、物理量センサーデバイス1について説明した。このような物理量センサーデバイス1は、前述したように、物理量センサー2と、物理量センサー2を加熱するヒーター5(加熱部)と、を有している。また、物理量センサー2は、基板21と、基板21に固定されている固定部241、242と、基板21に対して変位可能な可動部243と、固定部241、242と可動部243とを接続するばね部244、245(接続部)と、を有している。そして、基板21の法線方向(Z軸方向)からの平面視で、ヒーター5(電熱線51)は、固定部241、242と重ならないように配置されている。これにより、例えば、物理量センサー2は、固定部241、242の周囲から徐々に暖められ、固定部241、242とその周囲との温度差を小さく抑えることができる。そのため、物理量センサー2を熱的に安定した状態で作動させることができる。また、基板21と固定部241、242との接合部に過度な熱応力が加わり難くなり、センサー素子23が基板21から剥離してしまう等、物理量センサー2の破損を効果的に抑制することができる。
また、前述したように、物理量センサーデバイス1は、物理量センサー2を収納する第1パッケージ4を有している。これにより、物理量センサー2を埃、湿気(水分)等から保護することができる。また、第1パッケージ4が断熱材として機能し、物理量センサー2が外界(使用環境)の温度の影響を受け難くなる。したがって、物理量センサー2の温度を所定の温度に維持し易くなる。
また、前述したように、ヒーター5は、第1パッケージ4の外側(さらに、より高断熱性の第2パッケージ7の内側)に設けられている。これにより、ヒーター5の熱が第1パッケージ4を介して物理量センサー2に伝わるため、ヒーター5から物理量センサー2への熱の伝達経路を長くすることができ、ヒーター5からの熱を徐々に物理量センサー2に伝えることができる。したがって、物理量センサー内の温度分布を小さく抑えることができ、物理量センサー2の破損をより効果的に抑制することができる。
また、前述したように、ヒーター5は、第1パッケージ4の外壁(ベース41の外側面419)に設けられている。これにより、ヒーター5からの熱は、ベース41の壁部および底部を介して物理量センサー2に伝達されるため、ヒーター5から物理量センサー2への熱の伝達経路をより長くすることができる。したがって、物理量センサー2内の温度分布を小さく抑えることができ、物理量センサー2の破損をより効果的に抑制することができる。
また、前述したように、物理量センサーデバイス1は、物理量センサー2、ヒーター5および第1パッケージ4を収納する第2パッケージ7を有している。これにより、物理量センサー2およびヒーター5を埃、湿気(水分)等から保護することができる。また、第2パッケージ7が断熱材として機能し、物理量センサー2が外界(使用環境)の温度の影響を受け難くなると共に、ヒーター5の熱を効率的に物理量センサー2に伝達することができる。したがって、物理量センサー2の温度を所定の温度に維持し易くなる。
また、前述したように、第2パッケージ7内は、減圧状態となっている。これにより、第2パッケージ7の断熱効果がより向上し、物理量センサー2が外界の温度の影響をより受け難くなると共に、ヒーター5の熱を効率的に物理量センサー2に伝達することができる。したがって、物理量センサー2の温度を所定の温度に維持し易くなる。
また、前述したように、第2パッケージ7は、第1パッケージ4よりも高い断熱性を有している。これにより、第2パッケージ7の断熱効果がより向上し、物理量センサー2が外界の温度の影響をより受け難くなると共に、ヒーター5の熱を効率的に物理量センサー2に伝達することができる。したがって、物理量センサー2の温度を所定の温度に維持し易くなる。
また、前述したように、基板21の法線方向(Z軸方向)からの平面視で、ヒーター5は、物理量センサー2(固定部241、242)の周囲の少なくとも一部に配置されている。これにより、物理量センサー2をその全方位から加熱することができ、物理量センサー2をより均一に加熱することができる。なお、本実施形態において、周囲の少なくとも一部に配置されているとは、平面視において、物理量センサー2の周囲の一部分にヒーター5が配置されていればよいことを意味する。すなわち、物理量センサー2の周囲のうち一部の領域にヒーター5が配置されている場合や、物理量センサー2の全周を囲んでヒーター5が配置されている場合を含む。言い換えると、ヒーター5は、物理量センサー2の全周を囲むように、周方向に連続した環状となっていてもよいし、周方向の一部に欠損部(隙間)を有していてもよい。
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態に係る物理量センサーデバイスについて説明する。
図7は、本発明の第2実施形態に係る物理量センサーデバイスの断面図である。
次に、本発明の第2実施形態に係る物理量センサーデバイスについて説明する。
図7は、本発明の第2実施形態に係る物理量センサーデバイスの断面図である。
本実施形態に係る物理量センサーデバイス1は、ヒーター5および第2回路素子6の配置が異なること以外は、前述した第1実施形態の物理量センサーデバイス1と同様である。なお、以下の説明では、第2実施形態の物理量センサーデバイス1に関し、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図7では、それぞれ、前述した第1実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。
図7に示すように、本実施形態の物理量センサーデバイス1では、第1パッケージ4内にヒーター5および第2回路素子6が配置されている。すなわち、ヒーター5は、第1パッケージ4の内側に設けられている。これにより、例えば、前述した第1実施形態と比べて物理量センサー2を効率的に加熱することができ、物理量センサーデバイス1の省電力化を図ることができる。本実施形態のヒーター5は、ベース41に配置されたシート状の基部52と、基部52に配置された電熱線51と、を有している。
このような第2実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。なお、第2回路素子6は、前述した第1実施形態と同様に第1パッケージ4の外側に位置していてもよい。
<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態に係る物理量センサーデバイスについて説明する。
図8は、本発明の第3実施形態に係る物理量センサーデバイスの平面図である。
次に、本発明の第3実施形態に係る物理量センサーデバイスについて説明する。
図8は、本発明の第3実施形態に係る物理量センサーデバイスの平面図である。
本実施形態に係る物理量センサーデバイス1は、ヒーター5の配置が異なること以外は、前述した第2実施形態の物理量センサーデバイス1と同様である。なお、以下の説明では、第3実施形態の物理量センサーデバイス1に関し、前述した第2実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図8では、それぞれ、前述した第2実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。
本実施形態の物理量センサーデバイス1では、ヒーター5が有する電熱線51は、物理量センサー2に内蔵されている。図8に示すように、電熱線51は、物理量センサー2の基板21に配置されており、収納空間S内に臨んでいる。このように、物理量センサー2内に電熱線51を配置することで、物理量センサー2をより効率的に加熱することができる。また、電熱線51は、Z軸方向からの平面視で、センサー素子23と重ならないように、かつ、センサー素子23の周囲に配置され、センサー素子23を囲むようにして配置されている。そのため、固定部241、242の周囲から徐々に暖められ、固定部241、242とその周囲との温度差を小さく抑えることができる。これにより、基板21と固定部241、242との接合部に過度な熱応力が加わり難くなり、センサー素子23が基板21から剥離してしまう等、物理量センサー2の破損を効果的に抑制することができる。
この場合、電熱線51は、配線275、276、277と同じ構成(材料)で構成されていることが好ましい。これにより、電熱線51を配線275、276、277と共に形成することができるため、容易に、電熱線51を基板21に形成することができる。なお、電熱線51の両端部は、蓋体26の外側に露出しており、蓋体26から露出した部分は、第2回路素子6との電気的な接続を行うための接続パッドP2として機能する。
このような第3実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。
<第4実施形態>
次に、本発明の第4実施形態に係る物理量センサーデバイスについて説明する。
図9は、本発明の第4実施形態に係る物理量センサーデバイスの平面図である。
次に、本発明の第4実施形態に係る物理量センサーデバイスについて説明する。
図9は、本発明の第4実施形態に係る物理量センサーデバイスの平面図である。
本実施形態に係る物理量センサーデバイス1は、さらに、物理量センサー2を冷却する冷却部8を有すること以外は、前述した第2実施形態の物理量センサーデバイス1と同様である。なお、以下の説明では、第4実施形態の物理量センサーデバイス1に関し、前述した第2実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図9では、それぞれ、前述した第1実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。
本実施形態の物理量センサーデバイス1は、物理量センサー2を冷却する冷却部8を有している。これにより、ヒーター5による物理量センサー2の加熱と、冷却部8による物理量センサー2の冷却と、を行うことができ、物理量センサー2の温度をより精度よく制御することができる。そのため、物理量センサー2を所定温度に安定的に維持することができ、優れた温度安定性を発揮することができる。なお、本実施形態の場合、第2回路素子が、温度センサー31からの出力に基づいてヒーター5および冷却部8の駆動をそれぞれ制御するようになっている。
なお、冷却部8としては、物理量センサー2を冷却することができれば、特に限定されないが、本実施形態では、ペルチェ素子を用いている。これにより、冷却部8の小型化を図ることができる。また、本実施形態では、冷却部8がヒーター5と共に凹部411の底面に配置されているが、冷却部8の配置としては、物理量センサー2を冷却することができれば、特に限定されず、物理量センサー2と凹部411の底面との間に配置されていてもよい。また、冷却部8としてペルチェ素子を用いる場合、ペルチェ素子は、第2パッケージ7の外に配置された放熱部(図示せず)に第1パッケージ5内の熱を移動させるように構成されている。
このような第4実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。
<第5実施形態>
次に、本発明の第5実施形態に係る物理量センサーデバイスについて説明する。
図10は、本発明の第5実施形態に係る物理量センサーデバイスの断面図である。図11は、図10に示す物理量センサーデバイスの平面図である。
次に、本発明の第5実施形態に係る物理量センサーデバイスについて説明する。
図10は、本発明の第5実施形態に係る物理量センサーデバイスの断面図である。図11は、図10に示す物理量センサーデバイスの平面図である。
本実施形態に係る物理量センサーデバイス1は、ヒーター5の配置が異なること以外は、前述した第1実施形態の物理量センサーデバイス1と同様である。なお、以下の説明では、第4実施形態の物理量センサーデバイス1に関し、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図10では、それぞれ、前述した第1実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。
本実施形態の物理量センサーデバイス1では、図10に示すように、ヒーター5は、シート状の基部52と、基部52に配置された電熱線51と、を有している。また、ヒーター5は、第1パッケージ4のベース41に配置されている。そして、ヒーター5の上面に物理量センサー2が配置されている。すなわち、ヒーター5は、第1パッケージ4のベース41と物理量センサー2とに挟まれるように配置されている。また、ヒーター5は、Z軸方向からの平面視で、物理量センサー2と重なるように配置されている。これにより、ヒーター5の熱を物理量センサー2に効率的に伝達することができ、物理量センサーデバイス1の省電力化を図ることができる。
また、図11に示すように、ヒーター5は、開口59(ヒーター5ではない部分)を有しており、Z軸方向からの平面視で、開口59は、固定部241、242や第1、第2固定電極指251、252と基板21との接合部と重なって配置されている。これにより、ヒーター5が、固定部241、242や第1、第2固定電極指251、252と基板21との接合部と重なってしまうことを防止できる。そのため、物理量センサー2は、固定部241、242や第1、第2固定電極指251、252と基板21との接合部の周囲から徐々に暖められ、固定部241、242や第1、第2固定電極指251、252と基板21との接合部と、その周囲との温度差を小さく抑えることができる。そのため、基板21と固定部241、242との接合部や第1、第2固定電極指251、252と基板21との接合部に過度な熱応力が加わり難くなり、センサー素子23が基板21から剥離してしまう等、物理量センサー2の破損を効果的に抑制することができる。
なお、Z軸方向からの平面視で、電熱線51が固定部241、242や第1、第2固定電極指251、252と基板21との接合部と重なって配置されていなければ、開口59を有していなくてもよい。
以上のように、本実施形態の物理量センサーデバイス1では、基板21の法線方向(Z軸方向)からの平面視で、ヒーター5は、物理量センサー2の固定部(固定部241、242や第1、第2固定電極指251、252と基板21との接合部)以外の部分と重なる部分を有している。これにより、ヒーター5の熱を物理量センサー2に効率的に伝達することができ、物理量センサーデバイス1の省電力化を図ることができる。
このような第5実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。
<第6実施形態>
次に、本発明の第6実施形態に係る物理量センサーデバイスについて説明する。
図12は、本発明の第6実施形態に係る物理量センサーデバイスの断面図である。
次に、本発明の第6実施形態に係る物理量センサーデバイスについて説明する。
図12は、本発明の第6実施形態に係る物理量センサーデバイスの断面図である。
本実施形態に係る物理量センサーデバイス1は、第1パッケージ4が省略されていること以外は、前述した第1実施形態の物理量センサーデバイス1と同様である。なお、以下の説明では、第6実施形態の物理量センサーデバイス1に関し、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図12では、それぞれ、前述した第1実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。
本実施形態の物理量センサーデバイス1では、図12に示すように、前述した第1実施形態から第1パッケージ4が省略されており、物理量センサー2および第1回路素子3が第2パッケージ7に収納されている。このように、第1パッケージ4を省略することで、物理量センサーデバイス1の小型化を図ることができる。
このような第6実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。
<第7実施形態>
次に、本発明の第7実施形態に係る電子機器について説明する。
次に、本発明の第7実施形態に係る電子機器について説明する。
図13は、本発明の第7実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
図13に示すモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピューター1100は、本発明の電子機器を適用したものである。パーソナルコンピューター1100は、キーボード1102を備えた本体部1104と、表示部1108を備えた表示ユニット1106と、により構成され、表示ユニット1106は、本体部1104に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。また、パーソナルコンピューター1100には、物理量センサーデバイス1と、物理量センサーデバイス1から出力された検出信号に基づいて制御を行う制御回路1110(制御部)と、が内蔵されている。物理量センサーデバイス1としては、例えば、前述した各実施形態のもののいずれかを用いることができる。
図13に示すモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピューター1100は、本発明の電子機器を適用したものである。パーソナルコンピューター1100は、キーボード1102を備えた本体部1104と、表示部1108を備えた表示ユニット1106と、により構成され、表示ユニット1106は、本体部1104に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。また、パーソナルコンピューター1100には、物理量センサーデバイス1と、物理量センサーデバイス1から出力された検出信号に基づいて制御を行う制御回路1110(制御部)と、が内蔵されている。物理量センサーデバイス1としては、例えば、前述した各実施形態のもののいずれかを用いることができる。
このようなパーソナルコンピューター1100(電子機器)は、物理量センサーデバイス1と、物理量センサーデバイス1から出力された検出信号に基づいて制御を行う制御回路1110(制御部)と、を有している。そのため、前述した物理量センサーデバイス1の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
<第8実施形態>
次に、本発明の第8実施形態に係る電子機器について説明する。
次に、本発明の第8実施形態に係る電子機器について説明する。
図14は、本発明の第8実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
図14に示す携帯電話機1200(PHSも含む)は、本発明の電子機器を適用したものである。携帯電話機1200は、アンテナ(図示せず)、複数の操作ボタン1202、受話口1204および送話口1206を備え、操作ボタン1202と受話口1204との間には、表示部1208が配置されている。また、携帯電話機1200には、物理量センサーデバイス1と、物理量センサーデバイス1から出力された検出信号に基づいて制御を行う制御回路1210(制御部)と、が内蔵されている。
図14に示す携帯電話機1200(PHSも含む)は、本発明の電子機器を適用したものである。携帯電話機1200は、アンテナ(図示せず)、複数の操作ボタン1202、受話口1204および送話口1206を備え、操作ボタン1202と受話口1204との間には、表示部1208が配置されている。また、携帯電話機1200には、物理量センサーデバイス1と、物理量センサーデバイス1から出力された検出信号に基づいて制御を行う制御回路1210(制御部)と、が内蔵されている。
このような携帯電話機1200(電子機器)は、物理量センサーデバイス1と、物理量センサーデバイス1から出力された検出信号に基づいて制御を行う制御回路1210(制御部)と、を有している。そのため、前述した物理量センサーデバイス1の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
<第9実施形態>
次に、本発明の第9実施形態に係る電子機器について説明する。
次に、本発明の第9実施形態に係る電子機器について説明する。
図15は、本発明の第9実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
図15に示すデジタルスチールカメラ1300は、本発明の電子機器を適用したものである。デジタルスチールカメラ1300は、ケース1302を備え、このケース1302の背面には表示部1310が設けられている。表示部1310は、CCDによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース1302の正面側(図中裏面側)には、光学レンズ(撮像光学系)やCCDなどを含む受光ユニット1304が設けられている。そして、撮影者が表示部1310に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン1306を押すと、その時点におけるCCDの撮像信号が、メモリー1308に転送・格納される。また、デジタルスチールカメラ1300には、物理量センサーデバイス1と、物理量センサーデバイス1から出力された検出信号に基づいて制御を行う制御回路1320(制御部)と、が内蔵されている。物理量センサーデバイス1は、例えば、手振れ補正に用いられる。
図15に示すデジタルスチールカメラ1300は、本発明の電子機器を適用したものである。デジタルスチールカメラ1300は、ケース1302を備え、このケース1302の背面には表示部1310が設けられている。表示部1310は、CCDによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース1302の正面側(図中裏面側)には、光学レンズ(撮像光学系)やCCDなどを含む受光ユニット1304が設けられている。そして、撮影者が表示部1310に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン1306を押すと、その時点におけるCCDの撮像信号が、メモリー1308に転送・格納される。また、デジタルスチールカメラ1300には、物理量センサーデバイス1と、物理量センサーデバイス1から出力された検出信号に基づいて制御を行う制御回路1320(制御部)と、が内蔵されている。物理量センサーデバイス1は、例えば、手振れ補正に用いられる。
このようなデジタルスチールカメラ1300(電子機器)は、物理量センサーデバイス1と、物理量センサーデバイス1から出力された検出信号に基づいて制御を行う制御回路1320(制御部)と、を有している。そのため、前述した物理量センサーデバイス1の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
なお、本発明の電子機器は、前述した実施形態のパーソナルコンピューターおよび携帯電話機、本実施形態のデジタルスチールカメラの他にも、例えば、スマートフォン、タブレット端末、時計(スマートウォッチを含む)、インクジェット式吐出装置(例えばインクジェットプリンタ)、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、HMD(ヘッドマウントディスプレイ)等のウェアラブル端末、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳(通信機能付も含む)、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、POS端末、医療機器(例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡)、魚群探知機、各種測定機器、移動体端末基地局用機器、計器類(例えば、車両、航空機、船舶の計器類)、フライトシミュレーター、ネットワークサーバー等に適用することができる。
<第10実施形態>
次に、本発明の第10実施形態に係る移動体について説明する。
次に、本発明の第10実施形態に係る移動体について説明する。
図16は、本発明の第10実施形態に係る移動体を示す斜視図である。
図16に示す自動車1500は、本発明の移動体を適用した自動車である。この図において、自動車1500は、エンジンシステム、ブレーキシステムおよびキーレスエントリーシステムの少なくとも何れかのシステム1510を含んでいる。また、自動車1500には、物理量センサーデバイス1が内蔵されており、物理量センサーデバイス1の検出信号は、制御装置1502に供給され、制御装置1502は、その信号に基づいてシステム1510を制御することができる。
図16に示す自動車1500は、本発明の移動体を適用した自動車である。この図において、自動車1500は、エンジンシステム、ブレーキシステムおよびキーレスエントリーシステムの少なくとも何れかのシステム1510を含んでいる。また、自動車1500には、物理量センサーデバイス1が内蔵されており、物理量センサーデバイス1の検出信号は、制御装置1502に供給され、制御装置1502は、その信号に基づいてシステム1510を制御することができる。
このような自動車1500(移動体)は、物理量センサーデバイス1と、物理量センサーデバイス1から出力された検出信号に基づいて制御を行う制御装置1502(制御部)と、を有している。そのため、前述した物理量センサーデバイス1の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
なお、物理量センサーデバイス1は、他にも、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)、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等の電子制御ユニット(ECU:electronic control unit)に広く適用できる。
また、移動体としては、自動車1500に限定されず、例えば、飛行機、ロケット、人工衛星、船舶、AGV(無人搬送車)、二足歩行ロボット、ドローン等の無人飛行機等にも適用することができる。
以上、本発明の物理量センサーデバイス、電子機器および移動体を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、前述した実施形態を適宜組み合わせてもよい。
また、前述した実施形態では、物理量センサーがX軸方向の加速度を検出する構成について説明したが、これに限定されず、Y軸方向の加速度を検出する構成であってもよいし、Z軸方向の加速度を検出する構成であってもよい。また、前述した実施形態では、物理量センサーが加速度を検出する構成について説明したが、物理量センサーが検出する物理量としては、特に限定されず、例えば、角速度であってもよい。また、物理量センサーが複数の物理量を検出できるようになっていてもよい。なお、複数の物理量とは、検出軸が異なる同種の物理量(例えば、X軸方向の加速度、Y軸方向の加速度およびZ軸方向の加速度や、X軸まわりの角速度、Y軸まわりの角速度およびZ軸まわりの角速度)であってもよいし、異なる物理量(例えば、X軸まわりの角速度およびX軸方向の加速度)であってもよい。
1…物理量センサーデバイス、2…物理量センサー、21…基板、211…凹部、215、216、217…溝部、23…センサー素子、24…可動構造体、241、242…固定部、243…可動部、244、245…ばね部、246…可動電極指、25…固定構造体、251…第1固定電極指、252…第2固定電極指、26…蓋体、261…凹部、275、276、277…配線、28…ガラスフリット、3…第1回路素子、31…温度センサー、4…第1パッケージ、41…ベース、411…凹部、411a…第1凹部、411b…第2凹部、419…外側面、42…蓋体、44…内部端子、45…外部端子、5…ヒーター、51…電熱線、52…基部、59…開口、6…第2回路素子、7…第2パッケージ、71…ベース、72…蓋体、721…凹部、73…断熱材、74、75、76…配線、8…冷却部、81…導電性接合材、9…実装基板、1100…パーソナルコンピューター、1102…キーボード、1104…本体部、1106…表示ユニット、1108…表示部、1110…制御回路、1200…携帯電話機、1202…操作ボタン、1204…受話口、1206…送話口、1208…表示部、1210…制御回路、1300…デジタルスチールカメラ、1302…ケース、1304…受光ユニット、1306…シャッターボタン、1308…メモリー、1310…表示部、1320…制御回路、1500…自動車、1502…制御装置、1510…システム、Ax…加速度、BW1、BW2、BW3…ボンディングワイヤー、P、P1、P2…接続パッド、S、S’、S”…収納空間、V1…電圧
Claims (14)
- 物理量センサーと、
前記物理量センサーを加熱する加熱部と、を有し、
前記物理量センサーは、
基板と、
前記基板に固定されている固定部と、
前記基板に対して変位可能な可動部と、
前記固定部と前記可動部とを接続する接続部と、を有し、
前記基板の法線方向からの平面視で、前記加熱部は、前記固定部と重ならないように配置されていることを特徴とする物理量センサーデバイス。 - 前記物理量センサーを収納する第1パッケージを有する請求項1に記載の物理量センサーデバイス。
- 前記加熱部は、前記第1パッケージの内側に設けられている請求項2に記載の物理量センサーデバイス。
- 前記加熱部は、前記第1パッケージの外側に設けられている請求項2に記載の物理量センサーデバイス。
- 前記加熱部は、前記第1パッケージの外壁に設けられている請求項4に記載の物理量センサーデバイス。
- 前記物理量センサー、前記加熱部および前記第1パッケージを収納する第2パッケージを有する請求項2ないし5のいずれか1項に記載の物理量センサーデバイス。
- 前記第2パッケージ内は、減圧状態となっている請求項6に記載の物理量センサーデバイス。
- 前記第2パッケージは、前記第1パッケージよりも高い断熱性を有する請求項6または7に記載の物理量センサーデバイス。
- 前記加熱部は、前記基板に配置されている請求項1に記載の物理量センサーデバイス。
- 前記物理量センサーを冷却する冷却部を有する請求項1ないし9のいずれか1項に記載の物理量センサーデバイス。
- 前記基板の法線方向からの平面視で、前記加熱部は、前記物理量センサーの前記固定部以外の部分と重なっている部分を有する請求項1ないし10のいずれか1項に記載の物理量センサーデバイス。
- 前記基板の法線方向からの平面視で、前記加熱部は、前記固定部の周囲の少なくとも一部に配置されている請求項1ないし11のいずれか1項に記載の物理量センサーデバイス。
- 請求項1ないし12のいずれか1項に記載の物理量センサーデバイスと、
前記物理量センサーデバイスから出力された検出信号に基づいて制御を行う制御部と、を有することを特徴とする電子機器。 - 請求項1ないし12のいずれか1項に記載の物理量センサーデバイスと、
前記物理量センサーデバイスから出力された検出信号に基づいて制御を行う制御部と、を有することを特徴とする移動体。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2017254633A JP2019120562A (ja) | 2017-12-28 | 2017-12-28 | 物理量センサーデバイス、電子機器および移動体 |
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JP2017254633A JP2019120562A (ja) | 2017-12-28 | 2017-12-28 | 物理量センサーデバイス、電子機器および移動体 |
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JP2017254633A Pending JP2019120562A (ja) | 2017-12-28 | 2017-12-28 | 物理量センサーデバイス、電子機器および移動体 |
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- 2017-12-28 JP JP2017254633A patent/JP2019120562A/ja active Pending
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