JP5983142B2 - 物理量検出器の製造方法および物理量検出器、並びに電子機器および移動体 - Google Patents

Description

本発明は、加速度等を検出する物理量検出器の製造方法および当該製造方法によって製造された物理量検出器、並びに物理量検出器を備えた電子機器および移動体、に関する。

従来、物理量検出器の一例としての半導体加速度センサーが、特許文献１に開示されている。この半導体加速度センサーは、カンチレバービームの一端に、出力感度を高めるための重り（錘）を有している。また、カンチレバービームの一端には窓穴が設けられ、重りには凸部が設けられている。そして、カンチレバービームの窓穴に重りの凸部を嵌め込むことで、カンチレバービームに重りを取り付けている。これにより、カンチレバービームに対する重りの位置を一定にする組み立てが容易になり、カンチレバービームに重りを取り付ける際の作業性が向上する。

特開平７−１２２７５９号公報

しかし、従来の技術では、カンチレバービームに窓穴を設けること、および重りに凸部を設けること、が必要であり、これら窓穴および凸部は、位置合わせのために矩形等の複雑な形状に形成されていた。また、窓穴および凸部は、より正確な嵌め込みのために、高精度の加工が要求されていた。さらに、半導体加速度センサーの小型化に伴い、窓穴と凸部との嵌め合いにおけるガタ等をより抑制しなくてはならず、加工負荷が増大してしまう傾向にある、という課題があった。

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、以下の適用例または形態として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係る物理量検出器の製造方法は、物理量検出素子を備え片持ち支持されるカンチレバーと、物理量の検出感度を高めるための錘と、を用意する準備ステップと、前記カンチレバーにおける前記錘の固定位置を示すマークを、前記カンチレバーに形成するマーキングステップと、前記カンチレバーを含む縁辺と前記錘の縁辺とを位置合わせし、前記マークに対して前記錘を所定位置に配置する位置決めステップと、接合部材を介して、前記マークの位置に前記錘を固定する固定ステップと、を含むことを特徴とする。

本適用例の物理量検出器の製造方法によれば、物理量検出器は、例えば枠部等に片持ち支持されているカンチレバーに、錘が所定の配置で固定されていて、カンチレバーの変位を物理量検出素子を介して検出する構成である。この物理量検出器の製造方法は、まず、準備ステップでは、カンチレバーおよび錘を用意する。次に、マーキングステップでは、カンチレバーに錘の固定位置を示すマークを形成し、位置決めステップでは、カンチレバーを含む縁辺、即ちカンチレバーや枠部等の外形または内形を構成する辺と、錘の縁辺である外形等を構成する辺と、を位置合わせして、カンチレバーのマークと錘とを所定の配置にする。そして、固定ステップでは、カンチレバーにおける錘が固定される正確な位置に形成されたマークの部分と錘とを接合部材で固定する。接合部材は、例えば、マークおよびマークと錘との間に塗布される接着剤等で構成される。これにより、錘は、カンチレバーに所定の位置関係をもって固定されることになる。そのため、カンチレバーは、固定される錘の位置ズレが防止され、重心位置を一定に保って、加速度等の物理量を検出するための特性向上を図ることが可能である。この物理量検出器の製造方法は、カンチレバーへのマークの形成、およびカンチレバーと錘とのそれぞれの縁辺による位置合わせ、により、カンチレバーと錘とを正確に位置決めすることができ、従来のような複雑形状の窓穴および凸部の加工等が不要であり、加工負荷の軽減が図れる。

［適用例２］上記適用例に記載の物理量検出器の製造方法において、前記マーキングステップでは、前記マークが前記カンチレバーの面に形成された金属膜であること、が好ましい。

この方法によれば、金属膜のマークは、既知のフォトリソグラフィー等を用いるマーキングステップにおいて、カンチレバーに形成することができ、カンチレバーの面から金属膜の厚み分だけ突起している。このような金属膜のマークであれば、突起している金属膜の上面、即ち錘と対向する面、にのみ例えば接着剤を塗布すること等が容易に行える。また、カンチレバーと錘との間隙をほぼ一定に確保することも容易となり、マーク位置以外でのカンチレバーと錘との接触を防止して、重心位置を一定に保った製造をすることが可能である。この場合、接合部材は、例えば、金属膜と接着剤等を有する構成が考えられる。

［適用例３］上記適用例に記載の物理量検出器の製造方法において、前記固定ステップでは、前記接合部材が前記錘の前記カンチレバーに対向する面に予め付与されたハンダを含む構成であること、が好ましい。

この方法によれば、錘には、カンチレバーのマークである金属膜に対向して固定される面側に、金属膜と錘とを接着するハンダが付与されている。このように、錘の面に予めハンダが付与されていることにより、位置決めステップでカンチレバーと錘との位置決めをしてから、固定ステップでは加熱をするだけで、ハンダと金属膜とが接合して錘の固定が行える。つまり、ハンダをマークの位置に合わせて付与する等の手間が不要である。なお、この場合のハンダは、低融点材であれば良く、種々の合金等を用いることが可能である。

［適用例４］本適用例に係る物理量検出器は、物理量検出素子を備え片持ち支持されるカンチレバーと、前記カンチレバーに固定され物理量の検出感度を高めるための錘と、前記カンチレバーに設けられ前記カンチレバーにおける前記錘の固定位置を示すマークと、前記カンチレバーを含む縁辺と前記錘の縁辺との位置が平面視で合っており、前記マークに対して所定位置に前記錘を固定している接合部材と、を備えていることを特徴とする。

本適用例の物理量検出器によれば、例えば枠部等に片持ち支持されているカンチレバーに、錘が所定の配置で固定されていて、カンチレバーの変位を物理量検出素子を介して検出する構成である。カンチレバーには、錘を固定するための位置を示すマークが形成されていて、カンチレバーのマークと錘とは、カンチレバーを含む縁辺、即ちカンチレバーや枠部等の外形または内形を構成する辺と、錘の縁辺である外形等を構成する辺と、の位置が合わさるように、接合部材によって固定されている。これにより、錘は、カンチレバーにおける錘が固定される正確な位置に形成されたマークに、所定の位置関係をもって固定されていることになる。そのため、カンチレバーは、固定されている錘の位置ズレが防止されて重心位置を一定に保つことができ、加速度等の物理量を検出するための特性向上を図ることが可能となっている。この物理量検出器は、カンチレバーへのマークの形成、およびカンチレバーと錘とのそれぞれの縁辺による位置合わせ、により、カンチレバーと錘とを正確に位置決めすることができ、従来のような窓穴の加工および凸部の加工等が不要なため、加工負荷の軽減が図れる構成である。

［適用例５］上記適用例に記載の物理量検出器において、前記マークが前記カンチレバーの面に形成された金属膜であること、が好ましい。

この構成によれば、金属膜のマークは、既知のフォトリソグラフィー等によってカンチレバーに形成でき、カンチレバーの面から金属膜の厚み分だけ突起している。このような金属膜のマークは、突起している金属膜の上面、即ち錘と対向する面、にのみ例えば接着剤等を塗布すること等が容易に行える。また、カンチレバーと錘との間隙をほぼ一定に確保することも可能となり、マーク位置以外でのカンチレバーと錘との接触を防止して、重心位置を一定に保つことがより確実に可能である。この場合、接合部材は、例えば、金属膜と接着剤等を有する構成が考えられる。

［適用例６］上記適用例に記載の物理量検出器において、前記接合部材が前記錘の前記カンチレバーに対向する面に予め付与されたハンダを含む構成であること、が好ましい。

この構成によれば、錘には、カンチレバーのマークである金属膜に対向して固定される面側に、金属膜と錘とを接着するハンダが付与されている。このように、錘面に予めハンダが付与されていることにより、カンチレバーと錘との位置決めをしてから、加熱をするだけで、ハンダと金属膜とが接合して錘の固定が行える。つまり、ハンダをマークの位置に合わせて付与する等の手間が不要である。なお、この場合のハンダは、低融点材であれば良く、種々の合金等を用いることが可能である。

［適用例７］本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の製造方法により製造された物理量検出器を搭載していることを特徴とする。

本適用例の電子機器によれば、上記製造方法により製造された物理量検出器を搭載している。このような電子機器は、カンチレバーと錘とが所定の位置関係をもって固定されていることにより、カンチレバーに固定される錘の位置ズレが防止されて、重心位置を一定に保つことができ、物理量を検出する特性の向上を図ることが可能である。

［適用例８］本適用例に係る移動体は、上記適用例に記載の製造方法により製造された物理量検出器を搭載していることを特徴とする。

本適用例の移動体によれば、上記製造方法により製造された物理量検出器を搭載していて、カンチレバーと錘とが所定の位置関係をもって固定されている。これにより、カンチレバーは、固定される錘の位置ズレが防止され、重心位置を一定に保つことができ、移動体は、物理量の検出特性の向上が図れるため、安定して移動することが可能である。

本発明の実施形態１に係る物理量検出器を示す斜視図。 （ａ）物理量検出器を示す平面図、（ｂ）物理量検出器を示す断面図。 （ａ）（ｂ）物理量検出器の動作を示す断面図。 物理量検出器の製造方法を示すフローチャート。 実施形態２に係る物理量検出器を示す断面図。 実施形態３に係る物理量検出器を示す断面図。 （ａ）物理量検出器を備えた物理量検出デバイスを示す平面図、（ｂ）物理量検出器を備えた物理量検出デバイスを示す断面図。 （ａ）物理量検出器を備えた電子機器であるビデオカメラを示す斜視図、（ｂ）物理量検出器を備えた電子機器である携帯電話を示す斜視図。 物理量検出器を備えた移動体である自動車を示す平面図。

以下、本発明の物理量検出器の製造方法および物理量検出器、並びに電子機器および移動体について、その好適な例を添付図面に基づいて説明する。
（実施形態１）

図１は、本発明の実施形態１に係る物理量検出器を示す斜視図である。また、図２（ａ）は、物理量検出器を示す平面図、図２（ｂ）は、物理量検出器を示す断面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）における物理量検出器１００のΙ−Ι線に沿う断面を示している。各図には、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。

物理量検出器１００は、図１または図２（ａ）（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向に延出し互いに反対を向く主面１０ａ，１０ｂを有している板状の基部１０と、基部１０からＹ軸方向へ延出している継ぎ手部１２と、継ぎ手部１２から基部１０と反対方向へ矩形状をなして延出しいる可動部１３と、基部１０の一端から可動部１３の外縁に沿って基部１０の他端まで延出している枠部３０と、基部１０から可動部１３に掛け渡されて固定されている物理量検出素子４０と、可動部１３に設けられている質量部（錘）５０，５２，５４，５６と、を備えている。

枠部３０は、可動部１３と間隙３２ａを隔ててＹ軸に沿うように設けられた延出部３１ａと、可動部１３と間隙３２ｂを隔ててＹ軸に沿うように設けられた延出部３１ｂと、可動部１３と間隙３２ｃを隔ててＸ軸に沿うように設けられた延出部３１ｃと、を有している。そして、枠部３０は、平面視（図２（ａ））における延出部３１ｃを形成する側面３１ｄおよび側面３１ｅを有している。

可動部１３は、枠部３０および基部１０によって囲まれていて、基部１０に継ぎ手部１２を介して接続され、片持ち支持された状態である。そして、可動部１３は、互いに反対を向く主面１３ａ，１３ｂと、平面視（図２（ａ））における主面１３ａ，１３ｂを形成する側面であり、枠部３０の延出部３１ａに沿う側面１３ｃおよび延出部３１ｂに沿う側面１３ｄと、を有している。主面１３ａは、基部１０の主面１０ａと同じ側を向いた面であり、主面１３ｂは、基部１０の主面１０ｂと同じ側を向いた面である。ここで、側面１３ｃ，１３ｄおよび側面３１ｄ，３１ｅは、カンチレバーを含む縁辺である、ということができる。

継ぎ手部１２は、基部１０と可動部１３との間に設けられ、基部１０と可動部１３とを接続している。継ぎ手部１２の厚みは、基部１０や可動部１３の厚みよりも薄く形成されている。この場合、基部１０，枠部３０および可動部１３は、水晶板で形成されていて、継ぎ手部１２は、水晶板の両面からハーフエッチングによって形成された溝部１２ａ，１２ｂを有している。この溝部１２ａ，１２ｂは、Ｘ軸に沿って形成されていて、継ぎ手部１２は、可動部１３が基部１０に対して変位（回動）する際に、溝部１２ａ，１２ｂが支点、即ち中間ヒンジとして機能する。このような継ぎ手部１２および可動部１３は、カンチレバーとして機能し、このカンチレバーは、物理量検出素子４０を備え、基部１０に片持ち支持されているといえる。

また、基部１０の主面１０ａから可動部１３の主面１３ａにかけての面には、物理量検出素子４０が接合剤６０によって固定されている。物理量検出素子４０の固定位置は、主面１０ａおよび主面１３ａそれぞれのＸ軸方向における中央位置の２箇所である。

そして、可動部１３に設けられている質量部５０，５２，５４，５６は、平面視で矩形状であり、質量部５０，５２が主面１３ａに接合部材６２で固定され、質量部５４，５６が主面１３ｂに接合部材６２で固定されている。ここで、主面１３ａに固定される質量部５０は、平面視において、矩形の縁辺である１辺と可動部１３の側面１３ｃとの位置があっており、且つ他の１辺と枠部３０の側面３１ｄとの位置が合っており、このような位置合わせにより可動部１３の側面１３ｃの側に配置されている。同様に、主面１３ａに固定される質量部５２は、平面視において、矩形の縁辺である１辺と可動部１３の側面１３ｄとの位置が合っており、且つ他の１辺と枠部３０の側面３１ｅとの位置が合っており、これにより可動部１３の側面１３ｄの側に配置されている。主面１３ｂに固定される質量部５４は、平面視において、矩形の１辺と可動部１３の側面１３ｃとの位置が合っており、且つ他の１辺と枠部３０の側面３１ｄとの位置が合っており、これにより可動部１３の側面１３ｃの側に配置されている。同様に、主面１３ｂに固定される質量部５６は、平面視において、矩形の１辺と可動部１３の側面１３ｄとの位置が合っており、且つ他の１辺と枠部３０の側面３１ｅとの位置が合っており、これにより可動部１３の側面１３ｄの側に配置されている。

このように配置された質量部５０，５２，５４，５６は、質量部５０，５２が物理量検出素子４０を中心にして左右対称に配置され、質量部５４，５６は、平面視で、質量部５０，５２にそれぞれ重なるように配置されている。これら質量部５０，５２，５４，５６は、質量部５０，５２，５４，５６の重心位置にそれぞれ設けられている接合部材６２によって、可動部１３に固定されている。

接合部材６２は、図２（ｂ）または図２（ｂ）中の拡大図に示すように、マークとしての金属膜であるクロム（Ｃｒ）蒸着膜６２ａと、接着剤としてのシリコーン樹脂系の熱硬化型接着剤６２ｂと、で構成されている。クロム（Ｃｒ）蒸着膜６２ａは、可動部１３の主面１３ａおよび主面１３ｂに、それぞれ２カ所ずつ、平面視で円形状に形成されている。熱硬化型接着剤６２ｂは、クロム（Ｃｒ）蒸着膜６２ａの円形面の全面に塗布され、質量部５０，５２，５４，５６が載置された後、加熱により硬化して、質量部５０，５２，５４，５６をクロム（Ｃｒ）蒸着膜６２ａに固定する。これにより、可動部１３と質量部５０，５２，５４，５６のそれぞれとは、クロム（Ｃｒ）蒸着膜６２ａおよび熱硬化型接着剤６２ｂの厚みだけ離間している。

また、物理量検出素子４０は、基部１０の主面１０ａに接合剤６０で固定されているベース部４２ａと、可動部１３の主面１３ａに接合剤６０で固定されているベース部４２ｂと、ベース部４２ａとベース部４２ｂとの間にあって物理量を検出するための振動梁部４１ａ，４１ｂと、を有している。この場合、振動梁部４１ａ，４１ｂの形状は、角柱状であり、振動梁部４１ａ，４１ｂに設けられた励振電極（図示せず）に駆動信号（交流電圧）が印加されると、Ｘ軸に沿って、互いに離間または近接するように屈曲振動をする。即ち、物理量検出素子４０は、音叉型振動片である。なお、接合剤６０としては、例えば、低融点ガラス、共晶接合可能なＡｕ／Ｓｎ合金被膜等が用いられ、ここでは低融点ガラスを用いている。

物理量検出素子４０のベース部４２ａ上には、引き出し電極４４ａ，４４ｂが設けられている。これら引き出し電極４４ａ，４４ｂは、振動梁部４１ａ，４１ｂに設けられた励振電極（図示せず）と電気的に接続されている。引き出し電極４４ａ，４４ｂは、金属ワイヤー４８によって、基部１０の主面１０ａに設けられた接続端子４６ａ，４６ｂと電気的に接続されている。接続端子４６ａ，４６ｂは、図示しない配線によって、外部接続端子４９ａ，４９ｂと電気的に接続されている。外部接続端子４９ａ，４９ｂは、物理量検出器１００がパッケージなどに実装される側の面（基部１０の主面１０ｂ側）に、平面視でパッケージ固定部３４と重なるように設けられている。パッケージ固定部３４は、物理量検出器１００の枠部３０をパッケージ等の外部部材に実装するためのものであり、枠部３０の基部１０側の角部に２箇所設けられている。

物理量検出素子４０は、水晶の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。この場合、物理量検出素子４０は、基部１０および可動部１３との線膨張係数との差を小さくすることを考慮すれば、基部１０および可動部１３の材質と同質にすることが望ましい。

次に、物理量検出器１００の動作について説明する。図３（ａ）（ｂ）は、物理量検出器の動作を示す断面図である。図３（ａ）に示すように、物理量検出器１００に、矢印α１方向の（＋Ｚ方向の）加速度が印加されると、可動部１３には−Ｚ方向に力が作用し、可動部１３は継ぎ手部１２を支点として−Ｚ方向に変位する。これにより、物理量検出素子４０には、Ｙ軸に沿ってベース部４２ａとベース部４２ｂとが互いに離れる方向の力が加わり、振動梁部４１ａ，４１ｂには引っ張り応力が生じる。そのため、振動梁部４１ａ，４１ｂの振動する周波数である共振周波数は高くなる。

一方、図３（ｂ）に示すように、物理量検出器１００に、矢印α２方向の（−Ｚ方向の）加速度が印加されると、可動部１３には＋Ｚ方向に力が作用し、可動部１３は、継ぎ手部１２を支点として＋Ｚ方向に変位する。これにより、物理量検出素子４０には、Ｙ軸に沿ってベース部４２ａとベース部４２ｂとが互いに近づく方向の力が加わり、振動梁部４１ａ，４１ｂには圧縮応力が生じる。そのため、振動梁部４１ａ，４１ｂの共振周波数は、低くなる。

物理量検出器１００では、上記のような物理量検出素子４０の共振周波数の変化を検出している。即ち、物理量検出器１００に加わる加速度は、上記の検出された共振周波数の変化の割合に応じて、ルックアップテーブルなどによって定められた数値に変換することで導出される。

なお、物理量検出器１００は傾斜計としても用いることができる。傾斜計としての物理量検出器１００は、傾斜による姿勢の変化に応じて、物理量検出器１００に対する重力加速度が加わる方向が変化し、振動梁部４１ａ，４１ｂに引っ張り応力や圧縮応力が生じる。そして、振動梁部４１ａ，４１ｂの共振周波数が変化することになり、傾斜による姿勢の変化が導出される。
（物理量検出器の製造方法）

次に、物理量検出器１００の製造法について説明する。図４は、物理量検出器の製造方法を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１において、カンチレバーおよび錘を用意する。物理量検出器１００では、カンチレバーである継ぎ手部１２および可動部１３と、基部１０と、枠部３０と、錘である質量部５０，５２，５４，５６と、を準備しておく。即ち、これら基部１０、枠部３０、質量部５０，５２，５４，５６は、前工程において、別々に製造されている。このステップＳ１は、準備ステップに該当する。準備後、ステップＳ２へ進む。

ステップＳ２において、カンチレバーにクロム（Ｃｒ）を蒸着する。具体的には、可動部１３の主面１３ａ，１３ｂの全面に、マークとなる金属膜としてのクロム（Ｃｒ）を蒸着する。この蒸着は、既知のＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）等により行い、マークとなるクロム（Ｃｒ）蒸着膜６２ａを含むＣｒ薄膜が形成される。蒸着後、ステップＳ３へ進む。

ステップＳ３において、マーク以外の部分のクロム（Ｃｒ）を剥離する。この剥離は、既知のフォトリソグラフィー等により行い、まず、Ｃｒ薄膜の全面にレジストを塗布した後、マークとなるべき部分のレジストを残して、他のレジストを除去する。残ったレジストは、図１に示す接合部材６２の位置にあり、平面視で円形状をなしている。そして、濃硫酸等の剥離液によって、Ｃｒ薄膜を剥離する。これにより、レジストで保護されている部分のＣｒ薄膜のみが残ることになる。そして、Ｃｒ薄膜上のレジストを除去すれば、クロム（Ｃｒ）蒸着膜６２ａが形成される。ステップＳ２およびステップＳ３は、マーキングステップに該当する。剥離後、ステップＳ４へ進む。

ステップＳ４において、マークに接着剤を塗布する。具体的には、ステップＳ２で形成したクロム（Ｃｒ）蒸着膜６２ａに、接着剤として選んだ熱硬化型接着剤６２ｂを均一に塗布する。これらクロム（Ｃｒ）蒸着膜６２ａおよび熱硬化型接着剤６２ｂは、接合部材６２として機能する。塗布後、ステップＳ５へ進む。

ステップＳ５において、カンチレバーの縁辺と錘の縁辺とを位置合わせする。具体的には、既述したように、可動部１３の主面１３ａに固定される質量部（錘）５０は、その縁辺である外形の１辺を可動部（カンチレバー）１３の縁辺である側面１３ｃに位置合わせし、他の１辺を枠部３０の側面３１ｄに位置合わせすることにより、可動部１３の側面１３ｃの側に配置される。同様に、質量部５２，５４，５６も可動部１３に位置合わせして配置される。質量部５０，５２，５４，５６それぞれの位置合わせには、例えば、板状の治具等を用いてそれぞれの縁辺を合わせることが望ましい。位置合わせ後、ステップＳ６へ進む。

ステップＳ６において、カンチレバーのマーク位置に接着剤を介して錘を載置する。具体的には、カンチレバーのマークであるクロム（Ｃｒ）蒸着膜６２ａの位置において、クロム（Ｃｒ）蒸着膜６２ａに塗布されている熱硬化型接着剤６２ｂを介して、可動部１３に位置合わせしつつ質量部（錘）５０，５２，５４，５６を載置する。載置後、ステップＳ７へ進む。

ステップＳ７において、接着剤を加熱して錘を固定する。具体的には、熱硬化型接着剤６２ｂを加熱して硬化させることにより、質量部５０，５２，５４，５６を可動部１３に固定する。この時、質量部５０，５２，５４，５６のそれぞれは、可動部１３に対して、クロム（Ｃｒ）蒸着膜６２ａおよび熱硬化型接着剤６２ｂの厚みに相当して離間している。このように、接合部材６２が膜厚調整可能なクロム（Ｃｒ）蒸着膜６２ａを有していることにより、当該離間を正確且つ確実に確保できる。そのため、質量部５０，５２，５４，５６と枠部３０の延出部３１ｃとが当接等してしまい可動部１３の変位が妨げられてしまう、というようなことを確実に回避できる。ステップＳ７は、固定ステップに該当する。以上で、物理量検出器１００を製造するフローが終了する。

このような物理量検出器の製造方法によれば、可動部１３へマークとしてのクロム（Ｃｒ）蒸着膜６２ａの形成、および可動部１３と質量部５０，５２，５４，５６とのそれぞれの縁辺による位置合わせ、により、可動部１３に対して質量部５０，５２，５４，５６を正確に位置決めすることができる。そのため、従来のように、窓穴および凸部を位置あわせ用に複雑な形状に加工すること等が不要であり、加工負荷の軽減が図れる。
（実施形態２）

次に、物理量検出器の他の好適な構成例について説明する。図５は、実施形態２に係る物理量検出器を示す断面図である。図５の物理量検出器２００において、実施形態１の物理量検出器１００と同じ構成部位については、同符号を付与してある。物理量検出器２００と物理量検出器１００とは、可動部１３に質量部５０，５２，５４，５６を固定する接合部材の構成のみが異なっている。

図５に示すように、物理量検出器２００は、質量部５０，５２が可動部１３の主面１３ａに物理量検出素子４０を中心にして左右対称に配置され、質量部５４，５６が平面視で、質量部５０，５２にそれぞれ重なるように可動部１３の主面１３ｂに配置されている。これら質量部５０，５２，５４，５６は、質量部５０，５２，５４，５６の重心位置にそれぞれ設けられている接合部材６３によって、可動部１３に固定されている。

接合部材６３は、拡大図に示すように、可動部１３に設けられマークとしての金属膜であるクロム（Ｃｒ）蒸着膜６３ａと、質量部５０，５２，５４，５６の可動部１３と対向して配置される面の全面に形成されているハンダ６３ｂと、で構成されている。クロム（Ｃｒ）蒸着膜６３ａは、物理量検出器１００のクロム（Ｃｒ）蒸着膜６２ａと同様、可動部１３の主面１３ａおよび主面１３ｂに、それぞれ２カ所ずつ、平面視で円形状に形成されている。

可動部１３に質量部５０，５２，５４，５６を固定するには、質量部５０，５２，５４，５６のハンダ６３ｂが形成されている面を可動部１３のクロム（Ｃｒ）蒸着膜６３ａに載置し、加熱する。そして、加熱をすることでハンダ６３ｂが溶融することにより、質量部５０，５２，５４，５６は、可動部１３に対して所定の位置関係を保持しつつ、クロム（Ｃｒ）蒸着膜６３ａを介して可動部１３へ固定される。

物理量検出器２００は、接合部材６３を用いることにより、可動部１３と質量部５０，５２，５４，５６との位置合わせをするだけで、確実に固定できる。即ち、物理量検出器１００におけるように、クロム（Ｃｒ）蒸着膜６３ａへ熱硬化型接着剤６２ｂを塗布するような正確さを要する工程が不要であり、加工負荷のさらなる軽減が図れる。
（実施形態３）

次に、物理量検出器の他の好適な構成例について説明する。図６は、実施形態３に係る物理量検出器を示す断面図である。図６の物理量検出器３００において、実施形態１の物理量検出器１００と同じ構成部位については、同符号を付与してある。物理量検出器３００と物理量検出器１００，２００とは、可動部１３に質量部５０，５２，５４，５６を固定する接合部材の構成のみが異なっている。

図６に示すように、物理量検出器３００は、質量部５０，５２が可動部１３の主面１３ａに物理量検出素子４０を中心にして左右対称に配置され、質量部５４，５６が、平面視で、質量部５０，５２にそれぞれ重なるように、可動部１３の主面１３ｂに配置されている。これら質量部５０，５２，５４，５６は、質量部５０，５２，５４，５６の重心位置にそれぞれ設けられている接合部材６４によって、可動部１３に固定されている。

接合部材６４は、拡大図に示すように、マークとして可動部１３に形成されている凹部６４ａと、凹部６４ａに塗布されている熱硬化型接着剤６４ｂと、で構成されている。凹部６４ａは、可動部１３の質量部５０，５２，５４，５６に対向する主面１３ａおよび主面１３ｂに、それぞれ２カ所ずつ、平面視で円形状に形成されている。

そして、可動部１３に質量部５０，５２，５４，５６を固定するには、質量部５０，５２，５４，５６を可動部１３に対して位置あわせして載置し、加熱する。加熱により熱硬化型接着剤６４ｂが硬化することで、質量部５０，５２，５４，５６は、可動部１３に対して所定の位置関係を保持しつつ、熱硬化型接着剤６４ｂを介して可動部１３へ固定される。

物理量検出器３００は、凹部６４ａを有する接合部材６４を用いることにより、熱硬化型接着剤６４ｂの塗布は凹部６４ａへ注入すればよく、作業に必要以上の正確さが不要である。
（物理量検出デバイス）

次に、物理量検出器１００，２００，３００を用いた物理量検出デバイスについて、説明する。図７（ａ）は、物理量検出器を備えた物理量検出デバイスを示す平面図であり、図７（ｂ）は、物理量検出器を備えた物理量検出デバイスを示す断面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）におけるΠ−Π線に沿う断面を表している。物理量検出デバイス４００では、本発明の物理量検出器１００，２００，３００を用いることができるが、この場合、図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、物理量検出器１００を備えている。なお、物理量検出デバイス４００としては、物理量検出器１００を制御する電気回路等を備えている構成も可能である。

物理量検出デバイス４００は、パッケージ４１０を有し、パッケージ４１０はパッケージベース４２０およびリッド４３０から成っている。なお、図７（ａ）では、リッド４３０を省略してある。パッケージベース４２０には、凹部４２１が形成され、凹部４２１内に物理量検出器１００が収容されている。パッケージベース４２０は、セラミックグリーンシートを積層して焼成した酸化アルミニウム焼結体で形成されているが、水晶、ガラスおよびシリコン等の材料を用いることもできる。

パッケージベース４２０は、内底面（凹部４２１の内側の底面）４２２から、リッド４３０側に突出した段差部４２３を有し、段差部４２３には、内部端子４４０，４４２が設けられている。内部端子４４０，４４２は、物理量検出器１００の枠部３０に設けられた外部接続端子４９ａ，４９ｂと対向する位置に設けられている。パッケージベース４２０の外底面（内底面４２２と反対側の面）４２４には、電子機器等の外部部材に実装される際に用いられる外部端子４４４，４４６が設けられていて、外部端子４４４，４４６は、図示しない内部配線を介して内部端子４４０，４４２と電気的に接続されている。

パッケージベース４２０には、凹部４２１の底部に設けられ外底面４２４から内底面４２２まで貫通している貫通孔４２５と、貫通孔４２５を塞いでパッケージ４１０の内部を気密状態に封止するための封止部４５０と、が設けられている。なお、パッケージ４１０の内部は、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスが充填されていてもよい。

物理量検出器１００は、枠部３０のパッケージ固定部３４が、導電性接着剤４６０を介して、パッケージベース４２０の段差部４２３に固定されることにより、パッケージ４１０内に収容されている。これにより、パッケージ固定部３４に設けられた外部接続端子４９ａ，４９ｂと、段差部４２３に設けられた内部端子４４０，４４２とは、導電性接着剤４６０により電気的に接続される。

リッド４３０は、板状をなしていて、パッケージベース４２０の凹部４２１を覆って設けられている。このリッド４３０は、パッケージベース４２０と同じ材料や、コバール、ステンレス鋼などの金属等を用いることができ、この場合、コパールを用いている。リッド４３０は、シームリング４３２を介して、パッケージベース４２０に接合されている。

このような構成の物理量検出デバイス４００は、外部端子４４４，４４６、内部端子４４０，４４２、外部接続端子４９ａ，４９ｂ、接続端子４６ａ，４６ｂ等を経由して、物理量検出素子４０の励振電極に駆動信号がされると、物理量検出素子４０の振動梁部４１ａ，４１ｂが所定の周波数で振動する。物理量検出デバイス４００は、物理量検出素子４０が印加される加速度や傾斜等に応じて変化することにより、その振動の共振周波数を出力信号として出力することができ、高い検出感度を有する加速度センサーや傾斜センサー等として用いられる。
（電子機器）

次に、物理量検出器１００，２００，３００を用いた電子機器について、説明する。図８（ａ）は、物理量検出器を備えた電子機器であるビデオカメラを示す斜視図、図８（ｂ）は、物理量検出器を備えた電子機器である携帯電話を示す斜視図である。これらの電子機器は、本発明にかかる物理量検出器１００，２００，３００のうち、物理量検出器１００を搭載している。まず、図８（ａ）に示すビデオカメラ（電子機器）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、を備えている。このビデオカメラ５００は、物理量検出器１００を備えており、物理量検出器１００の搭載数に応じて、それぞれ直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸（不図示）の少なくとも１軸まわりの加速度あるいは傾斜等を検出して、手ぶれ補正機能を発揮できる。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。

また、図８（ｂ）に示す携帯電話（電子機器）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、を備えている。この携帯電話６００は、物理量検出器１００を備えており、物理量検出器１００の搭載数に応じて、それぞれ直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸（不図示）の少なくとも１軸まわりの加速度あるいは傾斜等を検出して、カメラ機構６０３が手ぶれ補正機能を発揮できる。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。
（移動体）

次に、物理量検出器１００，２００，３００を用いた移動体について、説明する。図９は、物理量検出器を備えた移動体である自動車を示す平面図である。図９に示すように、自動車（移動体）７００には、物理量検出器１００が一例として用いられている。自動車７００において、物理量検出器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、物理量検出器１００が車体７０１の加速度や傾斜等を検出することにより、自動車７００の移動状態や姿勢等を把握し、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、自動車７００は、安全で安定した走行をすることが可能である。

以上説明した物理量検出器の製造方法および物理量検出器、並びに電子機器および移動体は、各実施形態における形態に限定されるものではなく、次に挙げる変形例のような形態であっても、実施形態と同様な効果が得られる。

（変形例１）物理量検出器１００の接合部材６２におけるマークは、クロム（Ｃｒ）蒸着膜６２ａであるが、これに限定されるものではなく、フローチャートのステップＳ２〜Ｓ３において、クロム（Ｃｒ）蒸着膜６２ａ以外のニッケル（Ｎｉ）等による金属膜であっても良く、さらに、マークは、樹脂、塗料等の金属膜以外で形成されていても良い。これは、物理量検出器２００の接合部材６３におけるマークにも適用できる。また、これらマークは、平面視で円形状に限定されない。このようなマークでも、ステップＳ５およびＳ６での位置あわせによって、質量部５０，５２，５４，５６を正確に可動部１３へ固定することができる。

（変形例２）物理量検出器３００の接合部材６４におけるマークは、凹部６４ａではなく、凸状の形態等や平面視で円形状以外の形状であっても良い。

（変形例３）物理量検出器１００，２００，３００において、基部１０、継ぎ手部１２、可動部１３、枠部３０および物理量検出素子４０の材質は、水晶に限定されるものではなく、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ₃）、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ₂Ｂ₄Ｏ₇）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ₃）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの圧電材料であっても良い。さらに、基部１０、継ぎ手部１２、可動部１３、枠部３０は、シリコンやゲルマニウムなどの非圧電材料等であってもよい。

（変形例４）物理量検出器１００，２００，３００において、物理量検出素子４０として、音叉型振動片を用いた例について説明したが、可動部１３の変位に応じて周波数が変化すれば、物理量検出素子４０の形態は、特に音叉型振動片に限定されない。また、物理量検出器１００，２００，３００では、物理量検出素子４０が可動部１３の主面１３ａ側にのみ設けられているが、可動部１３の主面１３ｂ側にのみ設けられている構成や、主面１３ａ側および主面１３ｂ側の両面に設けられている構成であっても良い。

（変形例５）物理量検出器１００，２００，３００は、既述した電子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）、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。

１…物理量検出器、１０…基部、１２…カンチレバーとしての継ぎ手部、１３…カンチレバーとしての可動部、１３ｃ，１３ｄ…カンチレバーを含む縁辺としての側面、３０…枠部、３１ｄ，３１ｅ…カンチレバーを含む縁辺としての側面、４０…物理量検出素子、５０，５２，５４，５６…錘としての質量部、６２…接合部材、６２ａ…マークとしての金属膜であるクロム（Ｃｒ）蒸着膜、６２ｂ…熱硬化型接着剤、２００，３００…物理量検出器、４００…物理量検出デバイス、５００…電子機器としてのビデオカメラ、６００…電子機器としての携帯電話、７００…移動体としての自動車。

Claims (8)

1. 基部と前記基部に片持ち支持される可動部と前記基部から延出している枠部と前記基部
   と前記可動部とに固定されている物理量検出素子とを備える基板部と、錘と、を用意する
   準備ステップと、
   前記可動部に前記錘の固定位置を示すマークを形成するマーキングステップと、
   前記マークを含む所定領域に接着剤を塗布する塗布ステップと、
   前記基板部の縁辺と前記錘の縁辺とを位置合わせし、前記マークに対して前記錘を所定
   位置に配置する位置決めステップと、
   前記接着剤を硬化させて、前記マークの位置に前記錘を固定する固定ステップと、を含
   むことを特徴とする物理量検出器の製造方法。
2. 基部と前記基部に片持ち支持される可動部と前記基部から延出している枠部と前記基部
   と前記可動部とに固定されている物理量検出素子とを備える基板部と、錘と、を用意する
   準備ステップと、
   前記可動部に前記錘の固定位置を示すマークを形成するマーキングステップと、
   前記錘の所定位置にハンダを配置するハンダ配置ステップと、
   前記基板部の縁辺と前記錘の縁辺とを位置合わせし、前記マークに対して前記錘を所定
   位置に配置する位置決めステップと、
   前記ハンダを溶融後固化させて、前記マークの位置に前記錘を固定する固定ステップと
   、を含むことを特徴とする物理量検出器の製造方法。
3. 請求項１または２に記載の物理量検出器の製造方法であって、
   前記マーキングステップでは、前記マークを金属膜で形成することを特徴とする物理量
   検出器の製造方法。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の物理量検出器の製造方法であって、
   前記位置決めステップでは、前記可動部の縁辺と前記錘の第１の縁辺とを位置合わせし
   、且つ前記枠部の縁辺と前記錘の第２の縁辺とを位置合わせすることを特徴とする物理量
   検出器の製造方法。
5. 基部と、前記基部に片持ち支持される可動部と、前記基部から延出している枠部と、前
   記基部と前記可動部とに固定されている物理量検出素子とを備える基板部と、
   前記可動部に固定される錘と、
   前記可動部に形成された金属膜を含み、前記錘を前記可動部に固定している接合部材と
   、を備え、
   前記可動部の厚み方向からの平面視で、前記基板部の縁辺と前記錘の縁辺とが少なくと
   も一部で重なっていることを特徴とする物理量検出器。
6. 請求項５に記載の物理量検出器であって、
   前記接合部材が前記錘の前記可動部に対向する面に接合しているハンダを含む構成であ
   る、ことを特徴とする物理量検出器。
7. 請求項５または６に記載の物理量検出器を搭載していることを特徴とする電子機器。
8. 請求項５または６に記載の物理量検出器を搭載していることを特徴とする移動体。

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