JP2023050622A - 慣性センサーモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】優れた検出精度を有する慣性センサーモジュールを提供する。【解決手段】慣性センサーモジュール１は、第１軸、第２軸、及び第３軸を検出軸とする第１センサー１００と、第１センサー１００よりも精度が高く、第３軸を検出軸とする第２センサー２００と、を備え、第１センサー１００及び第２センサー２００は、パッケージ２内の１つの平面である内底面２ａに配置され、第１センサー１００及び第２センサー２００は、パッケージ２により気密封止されている。【選択図】図１

Description

本発明は、慣性センサーモジュールに関する。

近年、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いて製造された物理量センサーが開発されている。このような物理量センサーとして、例えば特許文献１には、ベース基板上に、３軸加速度センサーと３軸ジャイロセンサーとを備えた物理量センサーが開示されている。

特開２０１６－３１３５８号公報

しかしながら、特許文献１に記載された物理量センサーは、可動電極と固定電極との間の容量変化に基づいて、加速度及び角速度を検出しているが、更なる高精度化が求められていた。

慣性センサーモジュールは、第１軸、第２軸、及び第３軸を検出軸とする第１センサーと、前記第１センサーよりも精度が高く、前記第３軸を検出軸とする第２センサーと、を備え、前記第１センサー及び前記第２センサーは、パッケージ内の１つの平面に配置され、前記第１センサー及び前記第２センサーは、前記パッケージにより気密封止されている。

第１実施形態に係る慣性センサーモジュールの概略構造を示す平面図。 図１中のＡ－Ａ線における断面図。 図１中のＢ－Ｂ線における断面図。 図１中のＣ－Ｃ線における断面図。 図１の第１センサーが有する第１ジャイロセンサー素子の平面図。 図１の第１センサーが有する第２ジャイロセンサー素子の平面図。 図１の第１センサーが有する第３ジャイロセンサー素子の平面図。 図１の第２センサーが有するジャイロセンサー素子の平面図。 図１の第３センサーが有する第１加速度センサー素子の平面図。 図１の第３センサーが有する第２加速度センサー素子の平面図。 図１の第３センサーが有する第３加速度センサー素子の平面図。 第２実施形態に係る慣性センサーモジュールの概略構造を示す平面図。 図１２中のＤ－Ｄ線における断面図。 第３実施形態に係る慣性センサーモジュールの概略構造を示す平面図。 図１４中のＥ－Ｅ線における断面図。 第４実施形態に係る慣性センサーモジュールの概略構造を示す平面図。 図１６中のＦ－Ｆ線における断面図。

１．第１実施形態
１．１．慣性センサーモジュール
先ず、第１実施形態に係る慣性センサーモジュール１について、図１～図４を参照して説明する。

尚、説明の便宜上、図１では、蓋体５と各センサー１００，２００，３００の蓋体１０ａ，２０ａ，３０ａの図示を省略している。また、図１～図４では、パッケージ２の裏面２ｂに形成されている接続端子の図示及び内底面２ａに形成され、接続端子と各センサー１００，２００，３００とを電気的に接続する配線の図示を省略している。また、図１～図４では、第１ジャイロセンサー素子１０１、第２ジャイロセンサー素子１０２、第３ジャイロセンサー素子１０３、振動ジャイロセンサー素子２０１、第１加速度センサー素子３０１、第２加速度センサー素子３０２、及び第３加速度センサー素子３０３を簡略化して図示している。

また、以降の平面図及び断面図には、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸を図示している。本明細書では、第１軸がＸ軸であり、第２軸がＹ軸であり、第３軸がＺ軸である。また、Ｘ軸に沿う方向を「Ｘ方向」、Ｙ軸に沿う方向を「Ｙ方向」、Ｚ軸に沿う方向を「Ｚ方向」と言う。また、各軸方向の矢印先端側を「プラス側」、基端側を「マイナス側」、Ｚ方向プラス側を「上」、Ｚ方向マイナス側を「下」とも言う。また、Ｚ方向は、鉛直方向に沿い、ＸＹ平面は、水平面に沿っている。また、本明細書では、プラス方向とマイナス方向とを合わせてＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向と呼ぶ。

本実施形態に係る慣性センサーモジュール１は、図１～図４に示すように、ベース基板３と蓋体５とを備えるパッケージ２と、第１センサー１００と、第２センサー２００と、第３センサー３００と、を有する。尚、第１センサー１００、第２センサー２００、及び第３センサー３００は、パッケージ２のベース基板３と蓋体５とで構成される内部空間Ｓに収容され、気密封止されている。

第１センサー１００は、３軸の物理量センサーである。物理量とは、例えば角速度であるが、加速度であってもよく、他の物理量であってもよい。例えば、物理量が角速度である場合、第１センサー１００は、３軸の角速度センサーであり、例えば、物理量が加速度である場合、第１センサー１００は、３軸の加速度センサーである。
本実施形態の第１センサー１００は、第１ジャイロセンサー素子１０１と、第２ジャイロセンサー素子１０２と、第３ジャイロセンサー素子１０３と、を備え、第１軸となるＸ軸まわり、第２軸となるＹ軸まわり、及び第３軸となるＺ軸まわりのそれぞれの角速度を測定することのできる３軸ジャイロセンサーである。尚、第１ジャイロセンサー素子１０１、第２ジャイロセンサー素子１０２、及び第３ジャイロセンサー素子１０３は、ＭＥＭＳ技術を用いてシリコン基板を加工し製造されたジャイロセンサー素子であり、可動電極と固定電極との間の容量変化に基づいて、角速度を検出している。

第２センサー２００は、第１センサー１００よりも高精度に物理量を検出できる物理量センサーである。第１センサー１００が３軸角速度センサーの場合、第２センサー２００は、第１センサー１００の３軸のうち一つを検出軸とする角速度センサーであってもよい。また、第１センサー１００が３軸加速度センサーの場合、第２センサー２００は、第１センサー１００の３軸のうち一つを検出軸とする加速度センサーであってもよい。
本実施形態の第２センサー２００は、振動ジャイロセンサー素子２０１を備え、第３軸となるＺ軸まわりの角速度を測定することのできる１軸ジャイロセンサーである。尚、振動ジャイロセンサー素子２０１は、フォトリソグラフィー技術を用いて水晶基板を加工し製造されたジャイロセンサー素子であり、検出振動腕の振動を電気信号に変換し、角速度を検出している。また、水晶を基材としているので温度特性に優れている。そのため、ＭＥＭＳ技術を用いて製造したジャイロセンサー素子に比べ、外部からのノイズや温度の影響を受け難く、検出精度が高い。

第１センサー１００は、３軸角速度センサーであり、第３センサー３００は、第１加速度センサー素子３０１と、第２加速度センサー素子３０２と、第３加速度センサー素子３０３と、を備え、第１軸となるＸ方向、第２軸となるＹ方向、及び第３軸となるＺ方向のそれぞれの加速度を測定することのできる３軸加速度センサーである。尚、第１加速度センサー素子３０１、第２加速度センサー素子３０２、及び第３加速度センサー素子３０３は、ＭＥＭＳ技術を用いて製造された加速度センサー素子であり、可動電極と固定電極との間の容量変化に基づいて、加速度を検出している。また、第１センサー１００が３軸加速度センサーの場合、第３センサー３００は、３軸角速度センサーであってもよい。即ち、第３センサー３００は、第１センサー１００とは異なるセンサーであってもよい。さらに、第３センサー３００は、省略されてもよい。

従って、本実施形態の慣性センサーモジュール１は、パッケージ２内に３軸ジャイロセンサーと、１軸ジャイロセンサーと、３軸加速度センサーと、を備える６軸コンボセンサーである。また、慣性センサーモジュール１は、パッケージ２内に３軸加速度センサーと、１軸加速度センサーと、３軸ジャイロセンサーと、を備える６軸コンボセンサーであってもよい。

パッケージ２は、平面視で、矩形状であり、ベース基板３と、蓋体５と、を有する。

ベース基板３は、下方に窪む凹部４が形成されており、凹部４内に第１センサー１００、第２センサー２００、及び第３センサー３００が収容されている。また、ベース基板３の同一平面である内底面２ａ上に、第１センサー１００、第２センサー２００、及び第３センサー３００が配置されている。尚、第１センサー１００、第２センサー２００、及び第３センサー３００は、内底面２ａ上に設けられた図示しない配線と電気的に接続されている。

従って、第１センサー１００、第２センサー２００、及び第３センサー３００は、パッケージ２内の１つの平面である内底面２ａに配置されているので、軸アライメント精度に優れた慣性センサーモジュール１を実現することができる。特に、第１センサー１００のＺ軸まわりの角速度を検出する第３ジャイロセンサー素子１０３と、第２センサー２００のＺ軸まわりの角速度を高精度に検出する振動ジャイロセンサー素子２０１と、のＺ軸アライメント精度を高めることで、Ｚ軸まわりの角速度測定の高精度化を図ることができる。

ベース基板３の構成材料としては、酸化物系セラミックス、窒化物系セラミックス、炭化物系セラミックス等の各種セラミックスが好適であり、シリコンやガラス等でも構わない。

蓋体５は、ベース基板３に重ね合わせることで、ベース基板３上に配置された、第１センサー１００、第２センサー２００、及び第３センサー３００を気密封止するためのものである。

蓋体５は、ベース基板３の上面にガラスフリット等の図示しない接合部材を介して接合されている。これにより、ベース基板３と蓋体５との間に気密な内部空間Ｓが形成され、この内部空間Ｓに第１センサー１００、第２センサー２００、及び第３センサー３００が収容される。

尚、内部空間Ｓの真空度は、好ましくは１０００Ｐａ以下、より好ましくは１００Ｐａ以上５００Ｐａ以下に設定される。更に、内部空間Ｓの雰囲気は、特に限定されないが、窒素、アルゴンのような不活性雰囲気であることが好ましい。これにより、第１センサー１００、第２センサー２００、及び第３センサー３００の経年変化を低減することができ、センサーの信頼性を高めることができる。

蓋体５の構成材料としては、酸化物系セラミックス、窒化物系セラミックス、炭化物系セラミックス等の各種セラミックスが好適であり、シリコン、ガラス、金属等でも構わない。

本実施形態のベース基板３及び蓋体５は、セラミックで構成されている。従って、本実施形態のパッケージ２は、セラミックで構成されている。

次に、第１センサー１００、第２センサー２００、及び第３センサー３００について、図２～図１１を参照して、詳細に説明する。

１．２．第１センサー
第１センサー１００は、図２に示すように、基板１０と、蓋体１０ａと、第１ジャイロセンサー素子１０１と、第２ジャイロセンサー素子１０２と、第３ジャイロセンサー素子１０３と、を有する。尚、第１ジャイロセンサー素子１０１、第２ジャイロセンサー素子１０２、及び第３ジャイロセンサー素子１０３は、基板１０と蓋体１０ａとで構成される内部空間Ｓ１に収容されている。また、内部空間Ｓ１は、気密空間であり、減圧状態、好ましくはより真空に近い状態となっている。

第１センサー１００において、第１ジャイロセンサー素子１０１は、Ｘ軸まわりの角速度を検出し、第２ジャイロセンサー素子１０２は、Ｙ軸まわりの角速度を検出し、第３ジャイロセンサー素子１０３は、Ｚ軸まわりの角速度を検出する。

基板１０は、下方に窪む３つの凹部１１，１２，１３が形成されており、第１ジャイロセンサー素子１０１、第２ジャイロセンサー素子１０２、及び第３ジャイロセンサー素子１０３が、それぞれ、凹部１１、凹部１２、及び凹部１３に対応するように基板１０上に配置されている。凹部１１，１２，１３は、それぞれ、ジャイロセンサー素子１０１，１０２，１０３と基板１０との接触を防止するための逃げ部として機能する。
また、凹部１１の底面には、第１ジャイロセンサー素子１０１に対向する固定検出電極部１４６が配置され、凹部１２の底面には、第２ジャイロセンサー素子１０２に対向する固定検出電極部１４６が配置されている。

尚、基板１０は、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（登録商標）ガラスを主材料として形成されている。これにより、シリコン基板から形成されているジャイロセンサー素子１０１，１０２，１０３と基板１０とを陽極接合によって強固に接合することができる。また、基板１０は、シリコン等の半導体基板であってもよい。また、ジャイロセンサー素子１０１，１０２，１０３は、基板１０上にポリシリコン等を積層して形成してもよい。すなわち、ジャイロセンサー素子１０１，１０２，１０３は、シリコン半導体プロセスに準拠した製法で作製したものでもよい。

蓋体１０ａは、上方に窪む凹部１１ａが形成されており、基板１０に接合することで、内部空間Ｓ１が形成され、第１ジャイロセンサー素子１０１、第２ジャイロセンサー素子１０２、及び第３ジャイロセンサー素子１０３を収容することができる。
尚、蓋体１０ａは、本実施形態では、シリコン基板で形成されている。これにより、蓋体１０ａと基板１０とを陽極接合によって強固に接合することができる。

以下、第１ジャイロセンサー素子１０１、第２ジャイロセンサー素子１０２、及び第３ジャイロセンサー素子１０３について、説明する。

１．２．１．第１ジャイロセンサー素子
先ず、第１ジャイロセンサー素子１０１の構成について、図５を参照して説明する。
第１ジャイロセンサー素子１０１は、図５に示すように、構造体１１１を含む。構造体１１１は、振動体１３４と、可動体１４０と、可動検出電極部１４４と、を有する。構造体１１１は、図５では、さらに、固定部１３０と、駆動バネ部１３２と、可動駆動電極部１３６と、固定駆動電極部１３８ａ，１３８ｂと、梁部１４２と、を有する。

固定部１３０、駆動バネ部１３２、振動体１３４、可動駆動電極部１３６、可動体１４０、梁部１４２、及び可動検出電極部１４４は、例えば、シリコン基板をパターニングすることによって一体に設けられる。

固定部１３０、駆動バネ部１３２、振動体１３４、可動駆動電極部１３６、固定駆動電極部１３８ａ，１３８ｂ、可動体１４０、梁部１４２、及び可動検出電極部１４４の材質は、例えば、リン、ボロン等の不純物がドープされることにより導電性が付与されたシリコンである。

振動体１３４は、基板１０の凹部１１上に設けられている。図５に示す例では、振動体１３４は、平面視において、矩形の枠体であり、Ｙ方向に延出している第１延出部１３５ａと、Ｘ方向に延出している第２延出部１３５ｂと、によって構成されている。振動体１３４のＹ方向の側面は、駆動バネ部１３２に接続されている。振動体１３４は、可動駆動電極部１３６及び固定駆動電極部１３８ａ，１３８ｂによって、Ｙ方向に振動することができる。

固定部１３０は、基板１０に固定されている。固定部１３０は、例えば陽極接合によって基板１０の上面に接合されている。図示の例では、固定部１３０は、４つ設けられている。

駆動バネ部１３２は、固定部１３０（１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃ，１３０ｄ）と振動体１３４とを連結している。図示の例では、駆動バネ部１３２は、４つのバネ１３２ａ、１３２ｂ，１３２ｃ，１３２ｄを有する。バネ１３２ａは、固定部１３０ａと振動体１３４とを連結している。バネ１３２ｂは、固定部１３０ｂと振動体１３４とを連結している。バネ１３２ｃは、固定部１３０ｃと振動体１３４とを連結している。バネ１３２ｄは、固定部１３０ｄと振動体１３４とを連結している。

バネ１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃ，１３２ｄは、Ｘ方向に往復しながらＹ方向に延出している。バネ１３２ａとバネ１３２ｂとは、平面視において、振動体１３４の中心Ｏを通り、Ｘ軸に平行な軸αに対して、対称に設けられている。同様に、バネ１３２ｃとバネ１３２ｄとは、軸αに対して、対称に設けられている。また、バネ１３２ａとバネ１３２ｃとは、平面視において、振動体１３４の中心Ｏを通り、Ｙ軸に平行な軸βに対して、対称に設けられている。同様に、バネ１３２ｂとバネ１３２ｄとは、軸βに対して、対称に設けられている。これにより、駆動バネ部１３２は、Ｘ方向及びＺ方向への変形が抑制され、振動体１３４の振動方向であるＹ方向に円滑に伸縮することができる。

可動駆動電極部１３６は、振動体１３４に設けられている。より具体的には、可動駆動電極部１３６は、振動体１３４の第１延出部１３５ａに接続されている。図示の例では、可動駆動電極部１３６は、４つ設けられている。可動駆動電極部１３６は、図５に示すように、振動体１３４からＸ方向に延出している幹部と、該幹部からＹ方向に延出している複数の枝部と、を有する櫛歯状の電極となっている。

固定駆動電極部１３８ａ，１３８ｂは、基板１０に固定されている。固定駆動電極部１３８ａ，１３８ｂは、例えば、陽極接合によって基板１０の上面に接合されている。固定駆動電極部１３８ａ，１３８ｂは、可動駆動電極部１３６と対向して設けられ、固定駆動電極部１３８ａ，１３８ｂ間に可動駆動電極部１３６が配置されている。図示の例では、可動駆動電極部１３６のマイナスＹ方向側に固定駆動電極部１３８ａが設けられ、可動駆動電極部１３６のプラスＹ方向側に固定駆動電極部１３８ｂが設けられている。図５に示すように、可動駆動電極部１３６が櫛歯状の形状を有しており、これに対して、固定駆動電極部１３８ａ，１３８ｂの形状は、可動駆動電極部１３６の形状に対応した櫛歯状をなしている。

可動体１４０は、凹部１１上に設けられている。可動体１４０は、梁部１４２を介して、振動体１３４に支持されている。可動体１４０は、平面視において、枠状の振動体１３４の内側に設けられている。可動体１４０は、板状の形状を有する。可動体１４０は、回転軸となる梁部１４２によって振動体１３４の第２延出部１３５ｂのＹ方向の側面に連結されている。

梁部１４２は、可動体１４０の重心からずれた位置に設けられている。梁部１４２は、Ｙ軸に沿って設けられている。梁部１４２は、ねじり変形することができ、このねじり変形により、可動体１４０をＺ方向に変位させることができる。図示の例では、可動体１４０は、梁部１４２からプラスＸ方向に延出しているが、可動体１４０の延出方向は特に限定されない。

可動検出電極部１４４は、可動体１４０に設けられている。図示の例では、可動検出電極部１４４は、可動体１４０のうち、平面視において固定検出電極部１４６と重なる部分である。可動検出電極部１４４は、可動体１４０のうち、固定検出電極部１４６との間に静電容量を形成する部分である。第１ジャイロセンサー素子１０１では、可動体１４０が導電性材料で構成されることによって可動検出電極部１４４が設けられてもよく、また、可動体１４０の表面に金属等の導体層からなる可動検出電極部１４４を設けてもよい。図示の例では、可動体１４０が導電性材料、例えば不純物がドープされたシリコンで構成されることによって、可動検出電極部１４４が設けられている。

固定検出電極部１４６は、基板１０に配置され、可動検出電極部１４４と対向して設けられている。固定検出電極部１４６は、例えば、凹部１１の底面に設けられている。図５に示す例では、固定検出電極部１４６の平面形状は、長方形である。

固定検出電極部１４６の材質は、例えば、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ｓｎ、等の金属単体またはこれらを含む合金、導電性酸化物が好適に用いられる。固定検出電極部１４６として、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明電極材料を用いることにより、基板１０が透明なガラス基板である場合、固定検出電極部１４６上に存在する異物等を、ベース基板３の下側から、容易に視認することができる。

次に、第１ジャイロセンサー素子１０１の動作について説明する。
可動駆動電極部１３６と固定駆動電極部１３８ａ，１３８ｂとの間に、電圧を印加すると、可動駆動電極部１３６と固定駆動電極部１３８ａ，１３８ｂとの間に静電力を発生させることができる。これにより、駆動バネ部１３２をＹ方向に伸縮させつつ、振動体１３４をＹ方向に振動させることができる。なお、可動駆動電極部１３６と固定駆動電極部１３８ａ，１３８ｂとの間の距離を小さくすることにより、可動駆動電極部１３６と固定駆動電極部１３８ａ，１３８ｂとの間に作用する静電力を、大きくすることができる。

より具体的には、可動駆動電極部１３６と固定駆動電極部１３８ａとの間に第１交番電圧を印加し、可動駆動電極部１３６と固定駆動電極部１３８ｂとの間に第１交番電圧と位相が１８０度ずれた第２交番電圧を印加する。

なお、可動体１４０は、上述のとおり、梁部１４２を介して振動体１３４に支持されているため、可動体１４０も振動体１３４の振動に伴い、Ｙ方向に振動する。

振動体１３４がＹ方向に振動を行っている状態で、第１ジャイロセンサー素子１０１にＸ軸まわりの角速度ωｘが加わると、コリオリ力が働き、可動体１４０は、Ｚ方向に変位する。可動体１４０がＺ方向に変位することにより、可動検出電極部１４４は、固定検出電極部１４６に接近または離間する。そのため、可動検出電極部１４４と固定検出電極部１４６との間の静電容量Ｃ１１は、変化する。この可動検出電極部１４４と固定検出電極部１４６との間の静電容量Ｃ１１の変化量を検出することにより、Ｘ軸まわりの角速度ωｘを求めることができる。

なお、上記では、静電力によって、振動体１３４を駆動させる形態である静電駆動方式について説明したが、振動体１３４を駆動させる方法は、特に限定されず、圧電駆動方式や、磁場のローレンツ力を利用した電磁駆動方式等を適用することができる。

１．２．２．第２ジャイロセンサー素子
次に、第２ジャイロセンサー素子１０２について、図６を参照して説明する。
第２ジャイロセンサー素子１０２は、図６に示すように、構造体１１２を含む。構造体１１２は、振動体１３４と、可動体１４０と、可動検出電極部１４４と、を有する。第２ジャイロセンサー素子１０２は、図６では、さらに、固定部１３０と、駆動バネ部１３２と、可動駆動電極部１３６と、固定駆動電極部１３８ａ，１３８ｂと、梁部１４２と、を有する。

第２ジャイロセンサー素子１０２の振動体１３４及び可動体１４０は、凹部１２上に設けられている。第２ジャイロセンサー素子１０２用の固定検出電極部１４６は、例えば、凹部１２の底面に設けられている。

第２ジャイロセンサー素子１０２は、図６に示すように、図５に示した第１ジャイロセンサー素子１０１を、Ｚ軸を回転軸として９０度回転させた形態である。従って、第２ジャイロセンサー素子１０２については、その詳細な説明を省略する。

第２ジャイロセンサー素子１０２では、振動体１３４は、Ｘ方向に振動し、振動体１３４がＸ方向に振動を行っている状態で、Ｙ軸まわりの角速度ωｙが加わると、コリオリ力が働き、可動体１４０は、Ｚ方向に変位する。これにより、可動検出電極部１４４と固定検出電極部１４６との間の静電容量Ｃ１２が変化し、Ｙ軸まわりの角速度ωｙを求めることができる。

１．２．３．第３ジャイロセンサー素子
次に、第３ジャイロセンサー素子１０３の構成について、図７を参照して説明する。
以下、図７に示す第３ジャイロセンサー素子１０３において、図５に示す第１ジャイロセンサー素子１０１の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

第３ジャイロセンサー素子１０３は、図７に示すように、構造体１１３を含む。構造体１１３は、振動体１３４と、可動体１５０と、可動検出電極部１５４と、固定検出電極部１５６と、を有する。構造体１１３は、図７では、更に、固定部１３０と、駆動バネ部１３２と、可動駆動電極部１３６と、固定駆動電極部１３８ａ，１３８ｂと、検出バネ部１５２と、を有する。

可動体１５０は、凹部１３上に設けられている。可動体１５０は、検出バネ部１５２を介して、振動体１３４に支持されている。可動体１５０は、平面視において、枠状の振動体１３４の内側に設けられている。図７に示す例では、可動体１５０は、平面視において、矩形の枠体であり、Ｙ方向に延出している第３延出部１５１ａと、Ｘ方向に延出している第４延出部１５１ｂと、によって構成されている。可動体１５０のＸ方向の側面は、検出バネ部１５２に接続されている。

検出バネ部１５２は、振動体１３４と可動体１５０とを連結している。図示の例では、検出バネ部１５２は、４つのバネ１５２ａ，１５２ｂ，１５２ｃ，１５２ｄを有する。バネ１５２ａ，１５２ｂは、可動体１５０のマイナスＸ方向側に配置された第１延出部１３５ａと、可動体１５０と、を連結している。バネ１５２ｃ，１５２ｄは、可動体１５０のプラスＸ方向側に配置された第１延出部１３５ａと、可動体１５０と、を連結している。

バネ１５２ａ，１５２ｂ，１５２ｃ，１５２ｄは、Ｙ方向に往復しながらＸ方向に延出している。バネ１５２ａとバネ１５２ｂとは、平面視において、振動体１３４の中心Ｏを通り、Ｘ軸に平行な軸αに対して、対称に設けられている。同様に、バネ１５２ｃとバネ１５２ｄとは、軸αに対して、対称に設けられている。また、バネ１５２ａとバネ１５２ｃとは、平面視において、振動体１３４の中心Ｏを通り、Ｙ軸に平行な軸βに対して、対称に設けられている。同様に、バネ１５２ｂとバネ１５２ｄとは、軸βに対して、対称に設けられている。これにより、検出バネ部１５２は、Ｙ方向及びＺ方向への変形が抑制され、可動体１５０の変位方向であるＸ方向に円滑に伸縮することができる。

可動検出電極部１５４は、可動体１５０に設けられている。可動検出電極部１５４は、例えば、可動体１５０の一方の第４延出部１５１ｂから他方の第４延出部１５１ｂまで、Ｙ方向に延出している。図示の例では、可動検出電極部１５４は、２つ設けられている。

固定検出電極部１５６は、基板１０に固定され、可動検出電極部１５４と対向して設けられている。固定検出電極部１５６は、凹部１３の底面に、例えば陽極接合によって接合されている。固定検出電極部１５６は、枠状の可動体１５０の内側に設けられている。図示の例では、固定検出電極部１５６は、可動検出電極部１５４を挟んで設けられている。

固定部１３０、駆動バネ部１３２、振動体１３４、可動駆動電極部１３６、可動体１５０、検出バネ部１５２、及び可動検出電極部１５４は、例えばシリコン基板をパターニングすることによって一体に設けられる。固定部１３０、駆動バネ部１３２、振動体１３４、可動駆動電極部１３６、固定駆動電極部１３８ａ，１３８ｂ、可動体１５０、検出バネ部１５２、可動検出電極部１５４、及び固定検出電極部１５６の材質は、例えば、リン、ボロン等の不純物がドープされることにより導電性が付与されたシリコンである。

次に、第３ジャイロセンサー素子１０３の動作について説明する。
可動駆動電極部１３６と固定駆動電極部１３８ａ，１３８ｂとの間に、電圧を印加すると、可動駆動電極部１３６と固定駆動電極部１３８ａ，１３８ｂとの間に静電力を発生させることができる。これにより、駆動バネ部１３２をＹ方向に伸縮させつつ、振動体１３４をＹ方向に振動させることができる。

なお、可動体１５０は、上述のとおり、検出バネ部１５２を介して振動体１３４に支持されているため、可動体１５０も振動体１３４の振動に伴い、Ｙ方向に振動する。

振動体１３４がＹ方向に振動を行っている状態で、第３ジャイロセンサー素子１０３にＺ軸まわりの角速度ωｚが加わると、コリオリ力が働き、可動体１５０は、Ｘ方向に変位する。可動体１５０がＸ方向に変位することにより、可動検出電極部１５４と固定検出電極部１５６との間の距離は、変化する。そのため、可動検出電極部１５４と固定検出電極部１５６との間の静電容量Ｃ１３は、変化する。この可動検出電極部１５４と固定検出電極部１５６との間の静電容量Ｃ１３の変化量を検出することにより、Ｚ軸まわりの角速度ωｚを求めることができる。

以上のように、第１センサー１００は、互いに直交する３軸となるＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの角速度を測定することができる。

１．３．第２センサー
第２センサー２００は、図３に示すように、基板２０と、蓋体２０ａと、振動ジャイロセンサー素子２０１と、を有する。尚、振動ジャイロセンサー素子２０１は、基板２０と蓋体２０ａとで構成される内部空間Ｓ２に収容されている。また、内部空間Ｓ２は、気密空間であり、減圧状態、好ましくはより真空に近い状態となっている。

第２センサー２００において、振動ジャイロセンサー素子２０１は、第３軸であるＺ軸まわりの角速度を検出する。

振動ジャイロセンサー素子２０１は、圧電材料である水晶を基材として形成されている。水晶は、電気軸と呼ばれるＸ軸、機械軸と呼ばれるＹ軸、及び光学軸と呼ばれるＺ軸を有する。
振動ジャイロセンサー素子２０１を成す水晶基板は、水晶結晶軸において直交するＸ軸及びＹ軸で規定される平面に沿って切り出されて平板状に加工され、平面と直交するＺ軸方向に所定の厚みを有する。なお、所定の厚みは、共振周波数、外形サイズ、加工性などにより適宜設定される。

また、振動ジャイロセンサー素子２０１は、フォトリソグラフィー技術を用いたエッチングにより形成されている。なお、振動ジャイロセンサー素子２０１は、１枚の水晶基板から複数個取りすることが可能である。

基板２０は、平面視で、基板２０の中央に、上方へ突出する凸部２１が形成されており、凸部２１の上面に振動ジャイロセンサー素子２０１が配置されている。そのため、振動ジャイロセンサー素子２０１と基板２０との接触を防止することができる。

蓋体２０ａは、上方に窪む凹部２１ａが形成されており、基板２０に接合することで、内部空間Ｓ２が形成され、振動ジャイロセンサー素子２０１を収容することができる。

次に、振動ジャイロセンサー素子２０１の構成について、図８を参照して説明する。
振動ジャイロセンサー素子２０１は、図８に示すように、ダブルＴ型と呼ばれる構成となっている。
振動ジャイロセンサー素子２０１は、中心部分に位置する基部２２と、基部２２からＹ方向に延出された一対の検出用振動腕２３ａ，２３ｂと、検出用振動腕２３ａ，２３ｂと直交するように、基部２２からＸ方向に延出された一対の連結腕２４ａ，２４ｂと、検出用振動腕２３ａ，２３ｂと平行になるように、各連結腕２４ａ，２４ｂの先端側からＹ方向に延出された各一対の駆動用振動腕２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂと、を備えている。

また、振動ジャイロセンサー素子２０１は、検出用振動腕２３ａ，２３ｂに、図示しない検出電極が形成され、駆動用振動腕２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂに、図示しない駆動電極が形成されている。
振動ジャイロセンサー素子２０１は、検出用振動腕２３ａ，２３ｂで、角速度を検出する検出振動系を構成し、連結腕２４ａ，２４ｂと駆動用振動腕２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂとで、振動ジャイロセンサー素子２０１を駆動する駆動振動系を構成している。

また、検出用振動腕２３ａ，２３ｂのそれぞれの先端部には、重り部２７ａ，２７ｂが形成され、駆動用振動腕２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂのそれぞれの先端部には、重り部２８ａ，２８ｂ，２９ａ，２９ｂが形成されている。
これにより、振動ジャイロセンサー素子２０１は、小型化及び角速度の検出感度の向上が図られている。

振動ジャイロセンサー素子２０１は、平面視において、基板２０に設けられた上方へ突出した凸部２１と重なるように配置されている。具体的には、基部２２と凸部２１とが重なるように配置されている。
尚、振動ジャイロセンサー素子２０１の基部２２の凸部２１と対向する面には、上記各検出電極、各駆動電極から引き出された、図示しない引き出し電極が形成されており、各引き出し電極と、凸部２１の基部２２と対向する面に形成された図示しない外部接続端子と、が金属バンプ９０等を介して電気的及び機械的に接続されている。
これにより、振動ジャイロセンサー素子２０１は、基板２０に保持される。

ここで、第２センサー２００の振動ジャイロセンサー素子２０１の動作について説明する。

振動ジャイロセンサー素子２０１の駆動振動状態は、外部から駆動信号が印加されることにより、振動ジャイロセンサー素子２０１は、角速度が加わらない状態において、駆動用振動腕２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂがＸ方向に屈曲振動を行う。尚、駆動用振動腕２５ａ，２５ｂと駆動用振動腕２６ａ，２６ｂとは、互いに逆相で振動する。

次に、この駆動振動を行っている状態で、振動ジャイロセンサー素子２０１にＺ軸まわりの角速度ωｚが加わると、振動ジャイロセンサー素子２０１は、駆動振動系を構成する駆動用振動腕２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂ及び連結腕２４ａ，２４ｂに、Ｙ方向のコリオリ力が働く。尚、駆動用振動腕２５ａ，２５ｂ及び連結腕２４ａと、駆動用振動腕２６ａ，２６ｂ及び連結腕２４ｂと、には逆相でＹ方向のコリオリ力が働く。また、同時に、検出用振動腕２３ａは、マイナスＹ方向のコリオリ力に呼応して、プラスＸ方向に変形し、検出用振動腕２３ｂは、プラスＹ方向のコリオリ力に呼応して、マイナスＸ方向に変形する。

その後、駆動用振動腕２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂ及び連結腕２４ａ，２４ｂには、それぞれに上記したＹ方向の反対方向に戻る力であるコリオリ力が働く。また、同時に、検出用振動腕２３ａは、プラスＹ方向のコリオリ力に呼応して、マイナスＸ方向に変形し、検出用振動腕２３ｂは、マイナスＹ方向のコリオリ力に呼応して、プラスＸ方向に変形する。

振動ジャイロセンサー素子２０１は、Ｚ軸まわりの角速度ωｚが加わると、この一連の動作を交互に繰り返して新たな屈曲振動を検出用振動腕２３ａ，２３ｂに発生させる。
そして、振動ジャイロセンサー素子２０１は、検出用振動腕２３ａ，２３ｂに形成された検出電極が、振動により発生した水晶の歪を電気信号として検出することで角速度ωｚが求められる。

以上のように、第２センサー２００は、Ｚ軸まわりの角速度を高精度に測定することができる。

１．４．第３センサー
第３センサー３００は、図１及び図４に示すように、基板３０と、蓋体３０ａと、第１加速度センサー素子３０１と、第２加速度センサー素子３０２と、第３加速度センサー素子３０３と、を有する。尚、第１加速度センサー素子３０１、第２加速度センサー素子３０２、及び第３加速度センサー素子３０３は、基板３０と蓋体３０ａとで構成される内部空間Ｓ３に収容されている。また、内部空間Ｓ３は、気密空間であり、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスが封入され、使用温度が－４０℃～１２５℃程度で、ほぼ大気圧となっていることが好ましい。ただし、内部空間Ｓ３の雰囲気は、特に限定されず、例えば、減圧状態であってもよいし、加圧状態であってもよい。

第３センサー３００において、第１加速度センサー素子３０１は、Ｘ方向の加速度を検出し、第２加速度センサー素子３０２は、Ｙ方向の加速度を検出し、第３加速度センサー素子３０３は、Ｚ方向の加速度を検出する。

基板３０は、下方に窪む３つの凹部３１，３２，３３が形成されており、第１加速度センサー素子３０１、第２加速度センサー素子３０２、及び第３加速度センサー素子３０３が、それぞれ、凹部３１、凹部３２、及び凹部３３に対応するように基板３０上に配置されている。凹部３１，３２，３３は、それぞれ、加速度センサー素子３０１，３０２，３０３と基板３０との接触を防止するための逃げ部として機能する。
また、凹部３３の底面には、第３加速度センサー素子３０３に対向する第１検出電極７４１及び第２検出電極７４２が配置されている。

尚、基板３０は、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（登録商標）ガラスを主材料として形成されている。これにより、シリコン基板から形成されている加速度センサー素子３０１，３０２，３０３と基板３０とを陽極接合によって強固に接合することができる。また、基板３０は、シリコン等の半導体基板であってもよい。また、加速度センサー素子３０１，３０２，３０３は、基板１０上にポリシリコン等を積層して形成してもよい。すなわち、加速度センサー素子３０１，３０２，３０３は、シリコン半導体プロセスに準拠した製法で作製したものでもよい。

蓋体３０ａは、上方に窪む凹部３１ａが形成されており、基板３０に接合することで、内部空間Ｓ３が形成され、第１加速度センサー素子３０１、第２加速度センサー素子３０２、及び第３加速度センサー素子３０３を収容することができる。
尚、蓋体３０ａは、本実施形態では、シリコン基板で形成されている。これにより、蓋体３０ａと基板３０とを陽極接合によって強固に接合することができる。

以下、第１加速度センサー素子３０１、第２加速度センサー素子３０２、及び第３加速度センサー素子３０３について、説明する。

１．４．１．第１加速度センサー素子
先ず、第１加速度センサー素子３０１の構成について、図９を参照して説明する。
第１加速度センサー素子３０１は、図９に示すように、支持部４１，４２と、可動部４３と、連結部４４，４５と、複数の第１固定電極指４８と、複数の第２固定電極指４９と、を有する。また、可動部４３は、基部４３１と、基部４３１からＹ方向両側に突出している複数の可動電極指４３２と、を有する。このような第１加速度センサー素子３０１は、例えば、リン、ボロン等の不純物がドープされたシリコン基板から形成されている。

支持部４１，４２は、それぞれ、基板３０の上面に接合されており、支持部４１，４２が図示しない配線と電気的に接続されている。そして、これら支持部４１，４２の間に可動部４３が設けられている。可動部４３は、マイナスＸ方向側において連結部４４を介して支持部４１に連結されると共に、プラスＸ方向側において連結部４５を介して支持部４２に連結されている。これにより、可動部４３が支持部４１，４２に対して矢印ａで示すようにＸ方向に変位可能となる。

複数の第１固定電極指４８は、可動電極指４３２のＸ方向一方側に配置され、対応する可動電極指４３２に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなすように並んでいる。このような複数の第１固定電極指４８は、その基端部にて基板３０の上面に接合されている。

これに対して、複数の第２固定電極指４９は、可動電極指４３２のＸ方向他方側に配置され、対応する可動電極指４３２に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなすように並んでいる。このような複数の第２固定電極指４９は、その基端部にて、基板３０の上面に接合されている。

このような第１加速度センサー素子３０１は、次のようにしてＸ方向の加速度を検出する。すなわち、Ｘ方向の加速度が慣性センサーモジュール１に加わると、その加速度の大きさに基づいて、可動部４３が、連結部４４，４５を弾性変形させながら、Ｘ方向に変位する。このような変位に伴って、可動電極指４３２と第１固定電極指４８との間の静電容量Ｃ１及び可動電極指４３２と第２固定電極指４９との間の静電容量Ｃ２の大きさがそれぞれ変化する。そのため、これら静電容量Ｃ１，Ｃ２の変化量に基づいて加速度を検出することができる。

１．４．２．第２加速度センサー素子
次に、第２加速度センサー素子３０２の構成について、図１０を参照して説明する。
第２加速度センサー素子３０２は、図１０に示すように、平面視で９０°回転した状態で配置されている以外は、第１加速度センサー素子３０１と同様の構成となっている。すなわち、第２加速度センサー素子３０２は、支持部５１，５２と、可動部５３と、連結部５４，５５と、複数の第１固定電極指５８と、複数の第２固定電極指５９と、を有する。また、可動部５３は、基部５３１と、基部５３１からＸ方向両側に突出している複数の可動電極指５３２と、を有する。

支持部５１，５２は、それぞれ、基板３０の上面に接合されている。そして、これら支持部５１，５２の間に可動部５３が設けられている。可動部５３は、マイナスＹ方向側において連結部５４を介して支持部５１に連結されると共に、プラスＹ方向側において連結部５５を介して支持部５２に連結されている。これにより、可動部５３が支持部５１，５２に対して矢印ｂで示すようにＹ方向に変位可能となる。

複数の第１固定電極指５８は、可動電極指５３２のＹ方向一方側に配置され、対応する可動電極指５３２に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなすように並んでいる。このような複数の第１固定電極指５８は、その基端部にて基板３０の上面に接合されている。

これに対して、複数の第２固定電極指５９は、可動電極指５３２のＹ方向他方側に配置され、対応する可動電極指５３２に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなすように並んでいる。このような複数の第２固定電極指５９は、その基端部にて、基板３０の上面に接合されている。

このような第２加速度センサー素子３０２は、次のようにしてＹ方向の加速度を検出する。すなわち、Ｙ方向の加速度が慣性センサーモジュール１に加わると、その加速度の大きさに基づいて、可動部５３が、連結部５４，５５を弾性変形させながら、Ｙ方向に変位する。このような変位に伴って、可動電極指５３２と第１固定電極指５８との間の静電容量Ｃ３及び可動電極指５３２と第２固定電極指５９との間の静電容量Ｃ４の大きさがそれぞれ変化する。そのため、これら静電容量Ｃ３，Ｃ４の変化量に基づいて加速度を検出することができる。

１．４．３．第３加速度センサー素子
次に、第３加速度センサー素子３０３の構成について、図１１を参照して説明する。
第３加速度センサー素子３０３は、図１１に示すように、一対の支持部６１，６２と、可動部６３と、可動部６３を支持部６１，６２に対して揺動可能とするように可動部６３と支持部６１，６２とを連結する一対の連結部６４，６５と、を有し、連結部６４，６５を軸Ｊとして、可動部６３が支持部６１，６２に対してシーソー揺動するように構成されている。

支持部６１，６２は、それぞれ、基板３０の上面に接合されている。そして、これら支持部６１，６２の間に可動部６３が設けられている。可動部６３は、軸ＪよりもプラスＹ方向側に位置する第１可動部６３１と、軸ＪよりもマイナスＹ方向側に位置する第２可動部６３２とを有する。また、第１可動部６３１は、基板３０の凹部３３の底面に設けられた第１検出電極７４１と対向配置されており、第１検出電極７４１との間に静電容量Ｃ５を形成し、第２可動部６３２は、基板３０の凹部３３の底面に設けられた第２検出電極７４２と対向配置されており、第２検出電極７４２との間に静電容量Ｃ６を形成している。このような第３加速度センサー素子３０３は、例えば、リン、ボロン等の不純物がドープされたシリコン基板から形成されている。

第１可動部６３１と第２可動部６３２とは、鉛直方向であるＺ方向の加速度が加わったときの回転モーメントが互いに異なっており、加速度に応じて可動部６３に所定の傾きが生じるように設計されている。これにより、Ｚ方向の加速度が生じると、可動部６３が軸Ｊまわりにシーソー揺動する。具体的には、本実施形態では、平面視で、第１可動部６３１のＹ方向の長さよりも第２可動部６３２のＹ方向の長さを大きくすることで、第１可動部６３１の回転モーメントよりも第２可動部６３２の回転モーメントが大きくなるように設計されている。

このような第３加速度センサー素子３０３は、次のようにしてＺ方向の加速度を検出する。すなわち、慣性センサーモジュール１にＺ方向の加速度が加わると、可動部６３は、軸Ｊまわりにシーソー揺動する。このような可動部６３のシーソー揺動によって、第１可動部６３１と第１検出電極７４１の離間距離及び第２可動部６３２と第２検出電極７４２の離間距離が変化し、これに応じて静電容量Ｃ５，Ｃ６が変化する。そのため、これら静電容量Ｃ５，Ｃ６の変化量に基づいて加速度を検出することができる。

以上のように、第３センサー３００は、互いに直交する３軸であるＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向の加速度を測定することができる。

以上述べたように、本実施形態の慣性センサーモジュール１は、パッケージ２の１つの平面である内底面２ａに、第１センサー１００、第２センサー２００、及び第３センサー３００が配置されているため、各センサー同士の軸アライメント精度を高めることができる。また、第１センサー１００のＺ軸まわりの角速度を検出する第３ジャイロセンサー素子１０３と、第２センサー２００のＺ軸まわりの角速度を高精度に検出する振動ジャイロセンサー素子２０１と、のＺ軸アライメント精度を高めることで、Ｚ軸まわりの角速度測定の高精度化を図ることができる。

尚、本実施形態では、第１センサー１００、第２センサー２００、及び第３センサー３００の各センサー素子を蓋体１０ａ，２０ａ，３０ａを用いて気密封止した第１センサー１００、第２センサー２００、及び第３センサー３００を一例として挙げ説明したがこれに限定することはなく、蓋体１０ａ，２０ａ，３０ａの無い第１センサー１００、第２センサー２００、及び第３センサー３００でも構わない。なぜなら、パッケージ２により、ベース基板３上に配置された第１センサー１００、第２センサー２００、及び第３センサー３００を気密封止できるからである。

２．第２実施形態
次に、第２実施形態に係る慣性センサーモジュール１ａについて、図１２及び図１３を参照して説明する。尚、説明の便宜上、図１２では、蓋体５と各センサー１００，２００，３００の蓋体１０ａ，２０ａ，３０ａの図示を省略している。また、図１２及び図１３では、パッケージ２の裏面２ｂに形成されている接続端子の図示及び内底面２ａに形成され、接続端子と各センサー１００，２００，３００とを電気的に接続する配線の図示を省略している。

本実施形態の慣性センサーモジュール１ａは、第１実施形態の慣性センサーモジュール１に比べ、パッケージ２の内部空間Ｓ内に半導体チップ７０を収容し、半導体チップ７０上に第１センサー１００、第２センサー２００、及び第３センサー３００が配置されていること以外は、第１実施形態の慣性センサーモジュール１と同様である。尚、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

慣性センサーモジュール１ａは、図１２及び図１３に示すように、パッケージ２の内底面２ａ上に半導体チップ７０が配置されている。
半導体チップ７０は、互いに対向する第１面７０ａ及び第２面７０ｂを有し、半導体チップ７０の第１面７０ａは、パッケージ２の内底面２ａ上に配置され、半導体チップ７０の同一平面である第２面７０ｂ上に第１センサー１００、第２センサー２００、及び第３センサー３００が配置されている。

従って、第１センサー１００、第２センサー２００、及び第３センサー３００は、パッケージ２内の１つの平面である半導体チップ７０の第２面７０ｂに配置されているので、軸アライメント精度に優れた慣性センサーモジュール１ａを実現することができる。

尚、半導体チップ７０は、各センサー１００，２００，３００を駆動する駆動回路や、各センサー１００，２００，３００からの信号に基づいて３軸まわりの角速度や３軸方向の加速度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を含む。

このような構成とすることで、第１実施形態の慣性センサーモジュール１と同等の効果を得ることができる。

３．第３実施形態
次に、第３実施形態に係る慣性センサーモジュール１ｂについて、図１４及び図１５を参照して説明する。尚、説明の便宜上、図１４では、蓋体５の図示を省略している。また、図１４及び図１５では、パッケージ２の裏面２ｂに形成されている接続端子の図示及び内底面２ａに形成され、接続端子と各センサー１００，２００，３００とを電気的に接続する配線の図示を省略している。

本実施形態の慣性センサーモジュール１ｂは、第１実施形態の慣性センサーモジュール１に比べ、パッケージ２の内部空間Ｓ内に３つの半導体チップ７１，７２，７３を収容し、第１センサー１００上に半導体チップ７１が、第２センサー２００上に半導体チップ７２が、第３センサー３００上に半導体チップ７３が、配置されていること以外は、第１実施形態の慣性センサーモジュール１と同様である。尚、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

慣性センサーモジュール１ｂは、図１４及び図１５に示すように、パッケージ２の内底面２ａ上に第１センサー１００、第２センサー２００、及び第３センサー３００が配置されている。
半導体チップ７１は、第１センサー１００の蓋体１０ａ上に配置されている。
半導体チップ７２は、第２センサー２００の蓋体２０ａ上に配置されている。
半導体チップ７３は、第３センサー３００の蓋体３０ａ上に配置されている。

パッケージ２の内部空間Ｓ内に、３つの半導体チップ７１，７２，７３を収容しているので、第１センサー１００、第２センサー２００、及び第３センサー３００から出力される信号へのノイズの影響を低減することができ、且つ慣性センサーモジュール１ｂの小型化を図ることができる。

尚、半導体チップ７１は、第１センサー１００を駆動する駆動回路や、第１センサー１００からの信号に基づいて３軸まわりの角速度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を含む。

また、半導体チップ７２は、第２センサー２００を駆動する駆動回路や、第２センサー２００からの信号に基づいてＺ軸まわりの角速度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を含む。

また、半導体チップ７３は、第３センサー３００を駆動する駆動回路や、第３センサー３００からの信号に基づいて３軸方向の加速度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を含む。

このような構成とすることで、第１実施形態の慣性センサーモジュール１と同等の効果を得ることができる。

４．第４実施形態
次に、第４実施形態に係る慣性センサーモジュール１ｃについて、図１６及び図１７を参照して説明する。尚、説明の便宜上、図１６では、蓋体５と各センサー１００，２００，３００の蓋体１０ａ，２０ａ，３０ａの図示を省略している。また、図１６及び図１７では、パッケージ２ｃの裏面２ｂに形成されている接続端子の図示及び内底面２ａに形成され、接続端子と各センサー１００，２００，３００とを電気的に接続する配線の図示を省略している。

本実施形態の慣性センサーモジュール１ｃは、第１実施形態の慣性センサーモジュール１に比べ、パッケージ２ｃのベース基板３ｃの内底面２ａに下方に窪む３つの凹部８１，８２，８３が設けられており、３つの凹部８１，８２，８３内のそれぞれに第１センサー１００、第２センサー２００、及び第３センサー３００が配置されていること以外は、第１実施形態の慣性センサーモジュール１と同様である。尚、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

慣性センサーモジュール１ｃは、図１６及び図１７に示すように、パッケージ２ｃの内底面２ａに下方に窪む３つの凹部８１，８２，８３が設けられている。
凹部８１，８２，８３は、それぞれ矩形状であり、凹部８１の内底面８１ａ上に第１センサー１００が配置され、凹部８２の内底面８２ａ上に第２センサー２００が配置され、凹部８３の内底面８３ａ上に第３センサー３００が配置されている。

つまり、慣性センサーモジュール１ｃは、第１センサー１００、第２センサー２００、及び第３センサー３００が配置される平面である内底面８１ａ，８２ａ，８３ａに位置合わせ構造が設けられている。そのため、各センサー同士のＸ軸アライメント精度及びＹ軸アライメント精度も高めることができる。特に、第１センサー１００と第３センサー３００とのＸ軸アライメント精度及びＹ軸アライメント精度をより高めることができる。

凹部８１，８２，８３のそれぞれの内底面８１ａ，８２ａ，８３ａは、同一の深さになるように加工されている。そのため、第１センサー１００、第２センサー２００、及び第３センサー３００は、パッケージ２内の１つの平面である内底面８１ａ，８２ａ，８３ａに配置されているので、軸アライメント精度に優れた慣性センサーモジュール１ｃを実現することができる。

このような構成とすることで、第１実施形態の慣性センサーモジュール１と同等の効果を得ることができる。
また、パッケージ２ｃの内底面２ａに設けられた凹部８１，８２，８３内に、第１センサー１００、第２センサー２００、及び第３センサー３００がそれぞれ配置されているため、各センサー同士のＸ軸アライメント精度及びＹ軸アライメント精度も高めることができる。

１，１ａ，１ｂ，１ｃ…慣性センサーモジュール、２…パッケージ、２ａ…内底面、２ｂ…裏面、３…ベース基板、４…凹部、５…蓋体、１０，２０，３０…基板、１０ａ，２０ａ，３０ａ…蓋体、１１，１２，１３…凹部、１１ａ，２１ａ，３１ａ…凹部、２１…凸部、３１，３２，３３…凹部、１００…第１センサー、１０１…第１ジャイロセンサー素子、１０２…第２ジャイロセンサー素子、１０３…第３ジャイロセンサー素子、２００…第２センサー、２０１…振動ジャイロセンサー素子、３００…第３センサー、３０１…第１加速度センサー素子、３０２…第２加速度センサー素子、３０３…第３加速度センサー素子、Ｓ，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３…内部空間。

Claims (5)

1. 第１軸、第２軸、及び第３軸を検出軸とする第１センサーと、
   前記第１センサーよりも精度が高く、前記第３軸を検出軸とする第２センサーと、を備え、
   前記第１センサー及び前記第２センサーは、パッケージ内の１つの平面に配置され、
   前記第１センサー及び前記第２センサーは、前記パッケージにより気密封止されている、
   慣性センサーモジュール。
2. 前記第１センサー及び前記第２センサーが配置される前記平面は、前記パッケージの内底面である、
   請求項１に記載の慣性センサーモジュール。
3. 互いに対向する第１面及び第２面を有する半導体チップを更に備え、
   前記半導体チップの前記第１面は、前記パッケージの内底面上に配置され、
   前記第１センサー及び前記第２センサーが配置される前記平面は、前記半導体チップの前記第２面である、
   請求項１に記載の慣性センサーモジュール。
4. 前記第１センサー及び前記第２センサーが配置される前記平面に設けられた位置合わせ構造を更に備える、
   請求項１又は請求項２に記載の慣性センサーモジュール。
5. 前記パッケージは、セラミックで構成されている、
   請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の慣性センサーモジュール。

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