JP6488639B2 - 電子デバイス、電子機器および移動体 - Google Patents
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Description
本発明は、電子デバイス、電子機器および移動体に関するものである。
従来から、角速度を検出するための電子デバイスとして、特許文献１のような電子デバイスが知られている。特許文献１に記載の電子デバイスは、半導体基板と、半導体基板の能動面側に配置された応力緩和層と、応力緩和層上に配置された配線と、この配線と電気的に接続されるように応力緩和層上に設けられた振動素子と、を有している。このように、半導体基板上に応力緩和層を介して振動素子を配置することで、電子デバイスの低背化を図ることができる。しかしながら、このような電子デバイスでは、半導体基板上の配線と、応力緩和層上の配線との間に静電容量が生じ、これに起因したノイズが発生してしまう。そのため、特許文献１の電子デバイスでは、角速度の検出精度が低下してしまうという問題がある。
本発明の目的は、物理量の検出精度の低下を低減することのできる電子デバイス、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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
［適用例１］
本適用例の電子デバイスは、振動体と、前記振動体に配置されている電極と、を有する振動素子と、
前記振動素子に対向配置されている半導体基板と、
前記半導体基板と前記振動素子との間に位置する第１配線と、
前記第１配線と前記振動素子との間に位置し、前記第１配線とは電位の異なる第２配線と、
前記第１配線と前記第２配線との間であって、前記第１配線と前記第２配線とが平面視で重なる領域の少なくとも一部に配置され、定電位に電気的に接続されるシールド配線と、を有していることを特徴とする。
これにより、物理量の検出精度の低下を低減することのできる電子デバイスを提供することができる。
本適用例の電子デバイスは、振動体と、前記振動体に配置されている電極と、を有する振動素子と、
前記振動素子に対向配置されている半導体基板と、
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前記第１配線と前記振動素子との間に位置し、前記第１配線とは電位の異なる第２配線と、
前記第１配線と前記第２配線との間であって、前記第１配線と前記第２配線とが平面視で重なる領域の少なくとも一部に配置され、定電位に電気的に接続されるシールド配線と、を有していることを特徴とする。
これにより、物理量の検出精度の低下を低減することのできる電子デバイスを提供することができる。
［適用例２］
本適用例の電子デバイスでは、前記振動体は、駆動振動部および検出振動部を含み、
前記電極は、前記駆動振動部に配置されている駆動信号電極および前記検出振動部に配置されている検出信号電極を含み、
前記第１配線および前記第２配線の一方が前記駆動信号用電極と電気的に接続されており、他方が前記検出信号用電極に電気的に接続されていることが好ましい。
これにより、検出信号電極や駆動信号電極へのノイズの混入が低減される。
本適用例の電子デバイスでは、前記振動体は、駆動振動部および検出振動部を含み、
前記電極は、前記駆動振動部に配置されている駆動信号電極および前記検出振動部に配置されている検出信号電極を含み、
前記第１配線および前記第２配線の一方が前記駆動信号用電極と電気的に接続されており、他方が前記検出信号用電極に電気的に接続されていることが好ましい。
これにより、検出信号電極や駆動信号電極へのノイズの混入が低減される。
［適用例３］
本適用例の電子デバイスでは、前記シールド配線は、接地されることが好ましい。
これにより、装置構成が簡単となる。
本適用例の電子デバイスでは、前記シールド配線は、接地されることが好ましい。
これにより、装置構成が簡単となる。
［適用例４］
本適用例の電子デバイスでは、前記第１配線と前記シールド配線との間に配置されている絶縁層を有していることが好ましい。
これにより、第１配線やシールド配線の配置が容易となる。
本適用例の電子デバイスでは、前記第１配線と前記シールド配線との間に配置されている絶縁層を有していることが好ましい。
これにより、第１配線やシールド配線の配置が容易となる。
［適用例５］
本適用例の電子デバイスでは、前記第２配線と前記シールド配線との間に配置されている絶縁層を有していることが好ましい。
これにより、第２配線やシールド配線の配置が容易となる。
本適用例の電子デバイスでは、前記第２配線と前記シールド配線との間に配置されている絶縁層を有していることが好ましい。
これにより、第２配線やシールド配線の配置が容易となる。
［適用例６］
本適用例の電子デバイスでは、前記絶縁層は、弾性を有していることが好ましい。
これにより、振動素子への衝撃の伝搬が低減される。
本適用例の電子デバイスでは、前記絶縁層は、弾性を有していることが好ましい。
これにより、振動素子への衝撃の伝搬が低減される。
［適用例７］
本適用例の電子機器は、上記適用例の電子デバイスを備えていることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
本適用例の電子機器は、上記適用例の電子デバイスを備えていることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
［適用例８］
本適用例の移動体は、上記適用例の電子デバイスを備えていることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い移動体が得られる。
本適用例の移動体は、上記適用例の電子デバイスを備えていることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い移動体が得られる。
以下、本発明の電子デバイス、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＞
図１は、本発明の第１実施形態にかかる電子デバイスを示す断面図である。図２は、図１に示す電子デバイスが有するＩＣの断面図である。図３は、図１に示す電子デバイスが有する振動素子の平面図である。図４は、図３に示す振動素子の電極配置を示す図であり、（ａ）が上面図、（ｂ）が透過図である。図５は、図３に示す振動素子の動作を説明する模式図である。図６は、図１に示す電子デバイスが有する応力緩和層の断面図である。図７および図８は、それぞれ、図６に示す応力緩和層の平面図である。図９は、シールド配線を示す断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図１の上側を「上側」とも言い、下側を「下側」とも言う。また、図１に示すように、互いに直交する３軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸とし、電子デバイスの厚さ方向がＺ軸と一致するものとする。
図１は、本発明の第１実施形態にかかる電子デバイスを示す断面図である。図２は、図１に示す電子デバイスが有するＩＣの断面図である。図３は、図１に示す電子デバイスが有する振動素子の平面図である。図４は、図３に示す振動素子の電極配置を示す図であり、（ａ）が上面図、（ｂ）が透過図である。図５は、図３に示す振動素子の動作を説明する模式図である。図６は、図１に示す電子デバイスが有する応力緩和層の断面図である。図７および図８は、それぞれ、図６に示す応力緩和層の平面図である。図９は、シールド配線を示す断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図１の上側を「上側」とも言い、下側を「下側」とも言う。また、図１に示すように、互いに直交する３軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸とし、電子デバイスの厚さ方向がＺ軸と一致するものとする。
図１に示す電子デバイス１は、Ｚ軸まわりの角速度ωｚを検出することのできる角速度センサーである。このような電子デバイス１は、内部に収容空間Ｓを有するパッケージ２と、収容空間Ｓに収容されたＩＣ３と、ＩＣ３上に配置された応力緩和層７と、応力緩和層７上に配置された振動素子６と、を有している。
以下、これら各部について順に説明する。
≪パッケージ≫
パッケージ２は、上面に開口する凹部２１１を有する箱状のベース２１と、凹部２１１の開口を塞ぐ板状のリッド２２と、ベース２１とリッド２２との間に介在し、これらを接合するシームリング２３と、を有している。そして、凹部２１１の開口がリッド２２で塞がれることにより形成された収容空間Ｓ内にＩＣ３および振動素子６が収納されている。なお、収容空間Ｓの雰囲気としては、特に限定されないが、例えば、真空状態（１０Ｐａ以下の減圧状態）とされる。これにより、粘性抵抗が低減され、振動素子６を効率的に駆動することができる。
≪パッケージ≫
パッケージ２は、上面に開口する凹部２１１を有する箱状のベース２１と、凹部２１１の開口を塞ぐ板状のリッド２２と、ベース２１とリッド２２との間に介在し、これらを接合するシームリング２３と、を有している。そして、凹部２１１の開口がリッド２２で塞がれることにより形成された収容空間Ｓ内にＩＣ３および振動素子６が収納されている。なお、収容空間Ｓの雰囲気としては、特に限定されないが、例えば、真空状態（１０Ｐａ以下の減圧状態）とされる。これにより、粘性抵抗が低減され、振動素子６を効率的に駆動することができる。
−ベース２１−
ベース２１は、略正方形の平面視形状を有している。また、凹部２１１は、ベース２１の上面に開口する第１凹部２１１ａと、第１凹部２１１ａの底面の縁部を除く中央部に開口する第２凹部２１１ｂと、を有している。なお、ベース２１の平面視形状としては、特に限定されず、例えば、長方形や円形であってもよい。このようなベース２１は、例えば、酸化アルミニウム質、窒化アルミニウム質、炭化珪素質、ムライト質、ガラス・セラミック質等のセラミックグリーンシートを複数枚積層したものを焼結することで形成することができる。
ベース２１は、略正方形の平面視形状を有している。また、凹部２１１は、ベース２１の上面に開口する第１凹部２１１ａと、第１凹部２１１ａの底面の縁部を除く中央部に開口する第２凹部２１１ｂと、を有している。なお、ベース２１の平面視形状としては、特に限定されず、例えば、長方形や円形であってもよい。このようなベース２１は、例えば、酸化アルミニウム質、窒化アルミニウム質、炭化珪素質、ムライト質、ガラス・セラミック質等のセラミックグリーンシートを複数枚積層したものを焼結することで形成することができる。
また、第１凹部２１１ａの底面にはボンディングワイヤーＢＷを介してＩＣ３と電気的に接続された複数の内部端子２４１が配置されており、ベース２１の底面には複数の外部端子２４２が配置されている。そして、内部端子２４１と外部端子２４２とがベース２１に配置された図示しない内部配線等を介して電気的に接続されている。このような内部端子２４１および外部端子２４２の構成としては、特に限定されないが、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブテン（Ｍｏ）、マンガン（Ｍｇ）等からなる下地層に、金（Ａｕ）などのめっき金属層を被覆した構成とすることができる。
リッド２２は、板状であり、シームリング２３を介してベース２１の上面に接合されている。リッド２２の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、コバール等の合金を用いることが好ましい。なお、リッド２２は、例えば、シームリング２３を介してグランド配線と電気的に接続されていてもよい。これにより、リッド２２をパッケージ２の外部からのノイズを遮断するシールド部として機能させることができる。
≪ＩＣ≫
ＩＣ３は、第２凹部２１１ｂの底面に銀ペースト等によって固定されている。このＩＣ３には、例えば、外部のホストデバイスと通信を行うインターフェース部３ｉと、振動素子６を駆動し、振動素子６に加わった角速度ωｚを検出する駆動／検出回路３ｚと、が含まれている。
ＩＣ３は、第２凹部２１１ｂの底面に銀ペースト等によって固定されている。このＩＣ３には、例えば、外部のホストデバイスと通信を行うインターフェース部３ｉと、振動素子６を駆動し、振動素子６に加わった角速度ωｚを検出する駆動／検出回路３ｚと、が含まれている。
また、ＩＣ３は、例えば、図２に示すように、トランジスタ等の回路要素が設けられた能動面３１１を有するシリコン基板（半導体基板）３１と、シリコン基板３１の能動面３１１に積層された配線層３２と、配線層３２上に配置されたパッシベーション膜３８とを有している。また、配線層３２は、シリコン基板３１上に配置された第１絶縁層３２１と、第１絶縁層３２１上に配置された第１配線層３２２と、第１絶縁層３２１および第１配線層３２２上に配置された第２絶縁層３２３と、第２絶縁層３２３上に配置された第２配線層３２４と、第２絶縁層３２３および第２配線層３２４上に配置された第３絶縁層３２５と、第３絶縁層３２５上に配置された第３配線層３２６と、第３絶縁層３２５および第３配線層３２６上に配置された第４絶縁層３２７と、第４絶縁層３２７上に配置された第４配線層３２８と、を有している。ただし、配線層３２の構成としては、これに限定されず、例えば、絶縁層や配線層の積層数は、３以下であってもよいし、５以上であってもよい。
また、ＩＣ３は、上面に複数の接続端子３７、３９を有しており、接続端子３７が応力緩和層７を介して振動素子６と電気的に接続され、接続端子３９がボンディングワイヤーＢＷを介して内部端子２４１と電気的に接続されている。これにより、ＩＣ３は、振動素子６との間で信号を送受信することができると共に、外部端子２４２を介してホストデバイスと通信を行うことができる。なお、ＩＣ３の通信方式としては、特に限定されず、例えば、ＳＰＩ（登録商標）（Serial Peripheral Interface）や、Ｉ２Ｃ（登録商標）（Inter-Integrated Circuit）を用いることができる。また、ＩＣ３は、通信方式を選択するセレクト機能を有し、通信方式をＳＰＩおよびＩ２Ｃの中から選択できるようになっていてもよい。これにより、複数の通信方式に対応した利便性の高い電子デバイス１となる。
≪振動素子≫
振動素子６は、図３および図４に示すように、水晶からなる振動片６０と、振動片６０の配置された電極と、を有している。ただし、振動片６０の材料としては、水晶に限定されず、例えば、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなどの圧電材料を用いることもできる。
振動素子６は、図３および図４に示すように、水晶からなる振動片６０と、振動片６０の配置された電極と、を有している。ただし、振動片６０の材料としては、水晶に限定されず、例えば、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなどの圧電材料を用いることもできる。
振動片６０は、水晶の結晶軸であるｘ軸（電気軸）およびｙ軸（機械軸）で規定されるｘｙ平面に広がりを有し、ｚ軸（光軸）方向に厚みを有する板状をなしている。このような振動片６０は、基部６１と、基部６１からｙ軸方向両側に延出する一対の検出振動部としての検出振動腕６２１、６２２と、基部６１からｘ軸方向両側へ延出する一対の連結腕６３１、６３２と、連結腕６３１の先端部からｙ軸方向両側に延出する一対の駆動振動部としての駆動振動腕６４１、６４２と、連結腕６３２の先端部からｙ軸方向両側に延出する一対の駆動振動部としての駆動振動腕６４３、６４４と、基部６１を支持する一対の支持部６５１、６５２と、支持部６５１と基部６１とを連結する一対の梁部６６１、６６２と、支持部６５２と基部６１とを連結する一対の梁部６６３、６６４と、を有している。なお、このような振動片６０では、基部６１、検出振動腕６２１、６２２、連結腕６３１、６３２および駆動振動腕６４１〜６４４で振動体６００が構成されている。
また、検出振動腕６２１、６２２の両主面（上面および下面）にはｙ軸方向に沿って延在する溝が形成されており、検出振動腕６２１、６２２は、略Ｈ状の横断面形状を有している。また、検出振動腕６２１、６２２および駆動振動腕６４１、６４２、６４３、６４４の先端部には幅広のハンマーヘッドが設けられている。なお、振動片６０の構成としては、これに限定されず、例えば、検出振動腕６２１、６２２から溝を省略してもよいし、検出振動腕６２１、６２２および駆動振動腕６４１、６４２、６４３、６４４からハンマーヘッドを省略してもよい。また、駆動振動腕６４１、６４２、６４３、６４４の両主面に溝を形成して、略Ｈ状の横断面形状としてもよい。
次に、振動片６０に配置された電極について説明する。図４に示すように、電極は、検出信号電極６７１ａおよび検出信号端子６７１ｂと、検出接地電極６７２ａおよび検出接地端子６７２ｂと、駆動信号電極６７３ａおよび駆動信号端子６７３ｂと、駆動接地電極６７４ａおよび駆動接地端子６７４ｂと、を有している。なお、図４では、説明の便宜上、検出信号電極６７１ａおよび検出信号端子６７１ｂ、検出接地電極６７２ａおよび検出接地端子６７２ｂ、駆動信号電極６７３ａおよび駆動信号端子６７３ｂ、駆動接地電極６７４ａおよび駆動接地端子６７４ｂを、それぞれ、異なるハッチングで図示している。また、振動片６０の側面に形成されている電極、配線、端子等を太線で図示している。
−駆動信号電極および駆動信号端子−
駆動信号電極６７３ａは、駆動振動腕６４１、６４２の上面および下面と、駆動振動腕６４３、６４４の両側面と、に配置されている。このような駆動信号電極６７３ａは、駆動振動腕６４１〜６４４の駆動振動を励起させるための電極である。
駆動信号電極６７３ａは、駆動振動腕６４１、６４２の上面および下面と、駆動振動腕６４３、６４４の両側面と、に配置されている。このような駆動信号電極６７３ａは、駆動振動腕６４１〜６４４の駆動振動を励起させるための電極である。
駆動信号端子６７３ｂは、支持部６５２の−Ｘ軸側の端部に配置されている。また、駆動信号端子６７３ｂは、梁部６６４に配置された駆動信号配線を介して、駆動振動腕６４１〜６４４に配置された駆動信号電極６７３ａと電気的に接続されている。
−駆動接地電極および駆動接地端子−
駆動接地電極６７４ａは、駆動振動腕６４３、６４４の上面および下面と、駆動振動腕６４１、６４２の両側面と、に配置されている。このような駆動接地電極６７４ａは、駆動信号電極６７３ａに対して定電位（基準電位）となる電位を有する。ここで、定電位とは、グランド電位、または一定の電位に固定された電位のことを意味する。
駆動接地電極６７４ａは、駆動振動腕６４３、６４４の上面および下面と、駆動振動腕６４１、６４２の両側面と、に配置されている。このような駆動接地電極６７４ａは、駆動信号電極６７３ａに対して定電位（基準電位）となる電位を有する。ここで、定電位とは、グランド電位、または一定の電位に固定された電位のことを意味する。
駆動接地端子６７４ｂは、支持部６５１の−Ｘ軸側の端部に配置されている。また、駆動接地端子６７４ｂは、梁部６６２に配置された駆動接地配線を介して、駆動振動腕６４１〜６４４に配置された駆動接地電極６７４ａと電気的に接続されている。
このように駆動信号電極６７３ａおよび駆動信号端子６７３ｂと、駆動接地電極６７４ａおよび駆動接地端子６７４ｂを配置することで、駆動信号端子６７３ｂと駆動接地端子６７４ｂとの間に駆動信号を印加することで、駆動振動腕６４１〜６４４に配置された駆動信号電極６７３ａと駆動接地電極６７４ａとの間に電界を生じさせ、駆動振動腕６４１〜６４４を駆動振動させることができる。
−検出信号電極および検出信号端子−
検出信号電極６７１ａは、検出振動腕６２１、６２２の上面および下面（溝の内面）に配置されている。このような検出信号電極６７１ａは、検出振動腕６２１、６２２の検出振動が励起されたときに、この検出振動によって発生する電荷を検出するための電極である。
検出信号電極６７１ａは、検出振動腕６２１、６２２の上面および下面（溝の内面）に配置されている。このような検出信号電極６７１ａは、検出振動腕６２１、６２２の検出振動が励起されたときに、この検出振動によって発生する電荷を検出するための電極である。
検出信号端子６７１ｂは、支持部６５１、６５２に１つずつ配置されている。支持部６５１に配置された検出信号端子６７１ｂは、支持部６５１の＋ｘ軸側の端部に配置されており、梁部６６１に形成された検出信号配線を介して、検出振動腕６２１に配置された検出信号電極６７１ａと電気的に接続されている。一方、支持部６５２に配置された検出信号端子６７１ｂは、支持部６５２の＋Ｘ軸側の端部に配置されており、梁部６６３に配置された検出信号配線を介して、検出振動腕６２２に配置された検出信号電極６７１ａと電気的に接続されている。
−検出接地電極および検出接地端子−
検出接地電極６７２ａは、検出振動腕６２１、６２２の両側面に配置されている。このような検出接地電極６７２ａは、検出信号電極６７１ａに対して定電位（基準電位）となる電位を有する。ここで、定電位とは、グランド電位、または一定の電位に固定された電位のことを意味する。
検出接地電極６７２ａは、検出振動腕６２１、６２２の両側面に配置されている。このような検出接地電極６７２ａは、検出信号電極６７１ａに対して定電位（基準電位）となる電位を有する。ここで、定電位とは、グランド電位、または一定の電位に固定された電位のことを意味する。
検出接地端子６７２ｂは、支持部６５１、６５２にそれぞれ配置されている。支持部６５１に配置されている検出接地端子６７２ｂは、支持部６５１の中央部に配置されており、梁部６６１に配置された検出接地配線を介して、検出振動腕６２１に配置された検出接地電極６７２ａと電気的に接続されている。一方、支持部６５２に配置されている検出接地端子６７２ｂは、支持部６５２の中央部に配置されており、梁部６６３に配置された検出接地配線を介して、検出振動腕６２２に配置された検出接地電極６７２ａと電気的に接続されている。
以上のように検出信号電極６７１ａおよび検出信号端子６７１ｂと、検出接地電極６７２ａおよび検出接地端子６７２ｂと、を配置することで、検出振動腕６２１に生じた検出振動は、検出振動腕６２１に配置された検出信号電極６７１ａと検出接地電極６７２ａとの間の電荷として現れ、支持部６５１に配置された検出信号端子６７１ｂと検出接地端子６７２ｂとの間から信号として取り出すことができる。また、検出振動腕６２２に生じた検出振動は、検出振動腕６２２に配置された検出信号電極６７１ａと検出接地電極６７２ａとの間の電荷として現れ、支持部６５２に配置された検出信号端子６７１ｂと検出接地端子６７２ｂとの間から信号として取り出すことができる。
以上のような電極の構成としては、導電性を有していれば特に限定されないが、例えば、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステン）などのメタライズ層（下地層）に、Ｎｉ（ニッケル）、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）などの各被膜を積層した金属被膜で構成することができる。
このような振動素子６は、支持部６５１、６５２において応力緩和層７に固定されている。また、振動素子６の応力緩和層７への固定は、導電性の固定部材（接続部材）８を用いて行われており、固定部材８および応力緩和層７を介して、振動素子６とＩＣ３とが電気的に接続されている。固定部材８としては、特に限定されず、例えば、金属ろう材、金属バンプ、導電性接着剤等を用いることができる。
次に、振動素子６の作動について説明する。
振動素子６に角速度が加わらない状態において、駆動信号端子６７３ｂと駆動接地端子６７４ｂとの間に駆動信号を印加することで駆動信号電極６７３ａと駆動接地電極６７４ａとの間に電界が生じると、図５（ａ）に示すように、各駆動振動腕６４１、６４２、６４３、６４４が矢印Ａに示す方向に屈曲振動を行う。このとき、駆動振動腕６４１、６４２と駆動振動腕６４３、６４４とが基部６１に対して対称の振動を行っているため、検出振動腕６２１、６２２は、ほとんど振動しない。
振動素子６に角速度が加わらない状態において、駆動信号端子６７３ｂと駆動接地端子６７４ｂとの間に駆動信号を印加することで駆動信号電極６７３ａと駆動接地電極６７４ａとの間に電界が生じると、図５（ａ）に示すように、各駆動振動腕６４１、６４２、６４３、６４４が矢印Ａに示す方向に屈曲振動を行う。このとき、駆動振動腕６４１、６４２と駆動振動腕６４３、６４４とが基部６１に対して対称の振動を行っているため、検出振動腕６２１、６２２は、ほとんど振動しない。
この駆動振動を行っている状態で、振動素子６に角速度ωｚが加わると、図５（ｂ）に示すような検出振動が励振される。具体的には、駆動振動腕６４１〜６４４および連結腕６３１、６３２に矢印Ｂ方向のコリオリの力が働き、新たな振動が励起される。また、この矢印Ｂの振動に呼応して、検出振動腕６２１、６２２には、矢印Ｃ方向の検出振動が励起される。そして、この振動により検出振動腕６２１、６２２に発生した電荷を検出信号電極６７１ａと検出接地電極６７２ａとから信号として取り出し、検出信号端子６７１ｂと検出接地端子６７２ｂとの間からＩＣ３に送信される。そして、この信号をＩＣ３で処理することで、角速度ωｚが求められる。
≪応力緩和層≫
応力緩和層７は、図６に示すように、ＩＣ３と振動素子６の間に位置し、ＩＣ３の上面に設けられている。応力緩和層７を設けることで、パッケージ２が受けた衝撃が緩和され、前記衝撃が振動素子６に伝達され難くなる。また、ＩＣ３と振動素子６との間の熱膨張差に起因して発生する応力が緩和され、振動素子６が撓み難くなる。そのため、電子デバイス１の機械的強度を高めることができると共に、より精度よく角速度ωｚを検出することができる。
応力緩和層７は、図６に示すように、ＩＣ３と振動素子６の間に位置し、ＩＣ３の上面に設けられている。応力緩和層７を設けることで、パッケージ２が受けた衝撃が緩和され、前記衝撃が振動素子６に伝達され難くなる。また、ＩＣ３と振動素子６との間の熱膨張差に起因して発生する応力が緩和され、振動素子６が撓み難くなる。そのため、電子デバイス１の機械的強度を高めることができると共に、より精度よく角速度ωｚを検出することができる。
このような応力緩和層７は、ＩＣ３の上面（パッシベーション膜３８上）に積層された第１絶縁層７１と、第１絶縁層７１上に配置された第１配線層７２と、第１絶縁層７１および第１配線層７２上に配置された第２絶縁層７３と、第２絶縁層７３上に配置された第２配線層７４と、を有している。
また、第１、第２絶縁層７１、７３は、それぞれ、弾性を有している。そのため、上述したような衝撃の緩和を図ることができる。このような第１、第２絶縁層７１、７３の構成材料としては特に限定されないが、例えば、ポリイミド、シリコーン変性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、変性ポリイミド樹脂、ベンゾシクロブテン、ポリベンゾオキサゾール等の樹脂材料を用いることができる。これにより、十分な弾性を有する第１、第２絶縁層７１、７３を形成することができ、上記の効果をより確実に発揮することができる。
また、第２配線層７４は、図６および図７に示すように、振動素子６の支持部６５１、６５２に配置された各端子（接続電極）６７１ｂ〜６７４ｂに対向するように配置された６つの端子（接続パッド）７４１と、端子７４１に接続された配線部７４２と、を有している。そして、各端子７４１に、固定部材８を介して振動素子６が固定されている。
また、第１配線層７２は、図８に示すように、第２配線層７４の各配線部７４２とＩＣ３の接続端子３７とを電気的に接続する配線部７２１を有している。これにより、固定部材８および応力緩和層７を介してＩＣ３と振動素子６とが電気的に接続され、これらの間で信号の送受信を行うことができる。このように、第１、第２配線層７２、７４は、ＩＣ３と振動素子６とを電気的に接続するための配線（再配置配線）として機能する。そのため、ＩＣ３の接続端子３７を振動素子６の各端子６７１ｂ〜６７４ｂの位置を考慮することなく自由に配置することができる。したがって、電子デバイス１の設計の自由度が向上する。
また、第１配線層７２は、配線部７２１の他に、シールド配線７２２を有している。シールド配線７２２は、配線部７２１の配置を阻害しない限りに第１絶縁層７１上に広がって配置されている。また、シールド配線７２２は、定電位に電気的に接続されている。ここで、定電位とは、グランド電位、または一定の電位に固定された電位のことを意味する。このようなシールド配線７２２は、第２配線層７４とＩＣ３の配線層３２との間に位置し、第２配線層７４と配線層３２との容量結合（第２配線層７４と配線層３２との間の静電容量）を低減するシールド層として機能する。そのため、シールド配線７２２を配置することで、Ｓ／Ｎ比が向上し、角速度をより高精度に検出することのできる電子デバイス１となる。また、ノイズに温度特性がある場合でも、このノイズ自体を低減することができるので、温度特性に優れた電子デバイス１となる。
より具体的に説明すると、図９（ａ）に示すように、第２配線層７４が有し、検出信号端子６７１ｂと電気的に接続されている配線部（第２配線）７４２ａと、配線層３２が有し、駆動信号端子６７３ｂと電気的に接続されている配線部（第１配線）３２ａとの間にシールド配線７２２が配置されている。そのため、配線部３２ａから配線部７４２ａへのノイズの混入が低減され、より正確な検出信号をＩＣ３に送信することができる。同様に、図９（ｂ）に示すように、第２配線層７４が有し、駆動信号端子６７３ｂと電気的に接続されている配線部（第２配線）７４２ｂと、配線層３２が有し、検出信号端子６７１ｂと電気的に接続されている配線部（第１配線）３２ｂとの間にシールド配線７２２が配置されている。そのため、配線部７４２ｂから配線部３２ｂへのノイズの混入が低減され、より正確な検出信号をＩＣ３に送信することができる。このように、シールド配線７２２を配置することにより、角速度をより高精度に検出することのできる電子デバイス１となる。
特に、本実施形態では、配線部７４２ａ、７４２ｂとシールド配線７２２との間と、配線部３２ａ、３２ｂとシールド配線７２２との間に、それぞれ、絶縁層を配置しているため、配線部７４２ａ、７４２ｂ、３２ａ、３２ｂおよびシールド配線７２２を容易に配置することができる。
なお、本実施形態では、配線部３２ａ、３２ｂが第４配線層３２８内に配置されている形態について説明したが、配線部３２ａ、３２ｂは、第１、第２、第３、第４配線層３２２、３２４、３２６、３２８の少なくとも１層に配置されていればよい。
ここで、シールド配線７２２をグランドに接続する方法は、特に限定されない。例えば、ＩＣ３に含まれているグランド配線と電気的に接続してもよい。この方法によれば、ＩＣ３に元々配置されている配線を利用することができるため、装置の複雑化（大型化）を伴わない点で有効である。
また、別の方法として、ＩＣ３の上面（第４配線層３２８）にシールド配線７２２をグランドと接続するための専用配線を設け、この専用配線にシールド配線７２２を電気的に接続すると共に、専用配線とグランド用の内部端子２４１とをボンディングワイヤーＢＷによって電気的に接続してもよい。このような方法によれば、ＩＣ３の内部の配線を介さずに、シールド配線７２２をグランドに接続することができるため、シールド配線７２２までのインピーダンスを低減することができる。そのため、シールド配線７２２のシールド効果をより高めることができる。なお、この方法では、グランド用の内部端子２４１を、ＩＣ３と共用してもよいし、ＩＣ３用の内部端子２４１と、シールド配線７２２用の内部端子２４１とを別々に設けてもよいが、共用とすることが好ましい。これにより、部品の増加を防ぐことができ、装置の大型化や信頼性の低下を防ぐことができる。
また、別の方法として、シールド配線７２２をＩＣ３内の配線やＩＣ３上の配線を介さずに、パッケージ２に設けられたグランド用の内部端子２４１にボンディングワイヤー等を介して直接接続してもよい。これにより、装置構成がより簡単なものとなる。また、シールド配線７２２までのインピーダンスをより低減することができる。
本実施形態では、駆動信号端子と電気的に接続されている配線部から検出信号端子と電気的に接続されている配線部へのノイズの混入を例に説明したが、例えば配線層３２に形成されたホストデバイスと通信をするための通信回路からのノイズの混入を防ぐこともできる。特に通信回路は動作周波数が高く小さな静電容量でも干渉し易い。このため周波数の高い通信方式にも対応した利便性の高い電子デバイス１を提供できる。
＜第２実施形態＞
図１０は、本発明の第２実施形態に係る電子デバイスが有する応力緩和層の断面図である。図１１ないし図１３は、それぞれ、図１０に示す応力緩和層の平面図である。
図１０は、本発明の第２実施形態に係る電子デバイスが有する応力緩和層の断面図である。図１１ないし図１３は、それぞれ、図１０に示す応力緩和層の平面図である。
以下、第２実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第２実施形態は、応力緩和層の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。
本実施形態の応力緩和層７は、図１０に示すように、ＩＣ３の上面（パッシベーション膜３８上）に積層された第１絶縁層７１と、第１絶縁層７１上に配置された第１配線層７２と、第１絶縁層７１および第１配線層７２上に配置された第２絶縁層７３と、第２絶縁層７３上に配置された第２配線層７４と、第２絶縁層７３および第２配線層７４上に配置された第３絶縁層７５と、第３絶縁層７５上に配置された第３配線層７６と、を有している。このような構成の応力緩和層７では、弾性を有する絶縁層の数が、例えば、前述した第１実施形態よりも多くなるため、衝撃緩和特性がさらに向上する。
また、第３配線層７６は、図１０および図１１に示すように、振動素子６の支持部６５１、６５２に配置された各端子（接続電極）６７１ｂ〜６７４ｂに対向するように配置された６つの端子（接続パッド）７６１を有している。そして、各端子７６１に、固定部材８を介して振動素子６が固定されている。また、第３配線層７６は、シールド配線７６２を有している。シールド配線７６２は、端子７６１の配置を阻害しない限りに第３絶縁層７５上に広がって配置されている。また、シールド配線７６２は、定電位、特に本実施形態ではグランドに電気的に接続されている。
また、第２配線層７４は、図１２に示すように、端子７６１と電気的に接続された配線部７４２を有している。また、第１配線層７２は、図１３に示すように、第２配線層７４の各配線部７４２とＩＣ３の接続端子３７とを電気的に接続する配線部７２１と、シールド配線７２２と、を有している。
本実施形態のシールド配線７６２は、第２配線層７４と振動素子６との間に位置しているため、第２配線層７４と振動素子６との容量結合を低減するシールド層として機能する。そのため、シールド配線７６２を配置することで、角速度をより高精度に検出することのできる電子デバイス１となる。より具体的に説明すると、第２配線層７４が有し、検出信号端子６７１ｂと電気的に接続されている配線部７４２と、振動素子６が有する駆動信号電極６７３ａとの間にシールド配線７６２が配置されているため、駆動信号電極６７３ａから配線部７４２へのノイズの混入が低減され、より正確な検出信号をＩＣ３に送信することができる。同様に、第２配線層７４が有し、駆動信号端子６７３ｂと電気的に接続されている配線部７４２と、振動素子６が有する検出信号電極６７１ａとの間にシールド配線７６２が配置されているため、配線部７４２から検出信号電極６７１ａへのノイズの混入が低減され、より正確な検出信号をＩＣ３に送信することができる。このように、シールド配線７６２を配置することにより、角速度をより高精度に検出することのできる電子デバイス１となる。
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。
＜第３実施形態＞
図１４は、本発明の第３実施形態に係る電子デバイスが有するＩＣの断面図である。
図１４は、本発明の第３実施形態に係る電子デバイスが有するＩＣの断面図である。
以下、第３実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第３実施形態は、シールド配線がＩＣ内に配置されていること以外は、前述した第１実施形態と同様である。
図１４に示すように、本実施形態の電子デバイス１では、ＩＣ３内にシールド配線３２８ａが配置されている。具体的には、ＩＣ３の配線層３２が有する第４配線層３２８の一部としてシールド配線３２８ａが設けられている。このように、ＩＣ３内にシールド配線３２８ａを配置することで、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と共に、さらに次のような効果を発揮することができる。すなわち、ＩＣ３内にシールド配線３２８ａを配置することで、応力緩和層７から、シールド配線を配置するための第１絶縁層７１および第１配線層７２を省略することができる。そのため、応力緩和層７をより薄くすることができ、電子デバイス１の低背化を図ることができる。
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＞
図１５は、本発明の第４実施形態に係る電子デバイスが有する振動素子の平面図である。
図１５は、本発明の第４実施形態に係る電子デバイスが有する振動素子の平面図である。
以下、第４実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第４実施形態は、振動素子の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。
本実施形態の電子デバイス１が有する振動素子５は、所謂「Ｈ型」と呼ばれるジャイロ素子であり、Ｘ軸まわりの角速度ωｘを検出することができる。このような振動素子５は、図１５に示すように、水晶からなる振動片５０と、振動片５０に配置された電極と、を有している。ただし、振動片５０の材料としては、水晶に限定されず、例えば、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなどの圧電材料を用いることもできる。
振動片５０は、水晶の結晶軸であるｘ軸（電気軸）およびｙ軸（機械軸）で規定されるｘｙ平面に広がりを有し、ｚ軸（光軸）方向に厚みを有する板状をなしている。また、振動片５０は、基部５１と、基部５１から−ｙ軸側に並んで延出する一対の駆動振動腕５２１、５２２と、基部５１から＋ｙ軸側に並んで延出する一対の検出振動腕５３１、５３２と、基部５１から＋ｙ軸側に延出し、検出振動腕５３１、５３２の両側に位置する一対の調整振動腕５４１、５４２と、基部５１を支持する支持部５５と、基部５１と支持部５５とを連結する連結部５６と、を有している。なお、このような振動片５０では、基部５１、駆動振動腕５２１、５２２、検出振動腕５３１、５３２および調整振動腕５４１、５４２で振動体５００が構成されている。
このような振動素子５は、支持部５５で応力緩和層７に固定されている。また、振動素子５の応力緩和層７への固定は、固定部材８を用いて行われており、固定部材８および応力緩和層７を介して、振動素子５とＩＣ３とが電気的に接続されている。
駆動振動腕５２１、５２２には図示しない駆動信号電極が設けられており、ＩＣ３から駆動信号電極に発振駆動信号（交番電圧）を印加することで、矢印Ｄで示す駆動モードが励振される。そして、駆動振動腕５２１、５２２が駆動モードで振動しているときに、Ｘ軸まわりの角速度ωｘが加わると、矢印Ｅで示す検出モードが励振され、これにより、検出振動腕５３１、５３２が振動する。検出振動腕５３１、５３２には図示しない検出信号電極が設けられており、この検出信号電極から検出振動腕５３１、５３２の振動により生じる検出信号（電荷）が取り出される。そして、取り出された検出信号に基づいてＩＣ３が角速度ωｘを検出する。
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＞
図１６は、本発明の第５実施形態に係る電子デバイスを示す斜視図である。図１７は、図１６に示す電子デバイスの平面図である。図１８は、図１６に示す電子デバイスの変形例を示す平面図である。なお、説明の便宜上、図１６では、リッドの図示を省略している。
図１６は、本発明の第５実施形態に係る電子デバイスを示す斜視図である。図１７は、図１６に示す電子デバイスの平面図である。図１８は、図１６に示す電子デバイスの変形例を示す平面図である。なお、説明の便宜上、図１６では、リッドの図示を省略している。
以下、第５実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第５実施形態は、振動素子を複数有すること以外は、前述した第１実施形態と同様である。
本実施形態の電子デバイス１は、３軸角速度センサーであり、Ｘ軸まわりの角速度ωｘと、Ｙ軸まわりの角速度ωｙと、Ｚ軸まわりの角速度ωｚと、をそれぞれ独立して検出することができるものである。このような電子デバイス１は、内部に収容空間Ｓが形成されたパッケージ２と、パッケージ２に収容されたＩＣ３と、ＩＣ３上に応力緩和層７を介して配置された３つの振動素子４、５、６と、を有している。なお、振動素子５、６は、前述した実施形態で説明した構成と同様であり、振動素子４は、異なる向きに配置されている以外は、振動素子５と同様の構成である。
≪ＩＣ≫
ＩＣ３は、略矩形の平面視形状を有し、平面視の外形は、図１７に示すように、Ｙ軸方向に延在する一対の外縁３ａ、３ｂと、Ｘ軸方向に延在する一対の外縁３ｃ、３ｄと、を有している。
ＩＣ３は、略矩形の平面視形状を有し、平面視の外形は、図１７に示すように、Ｙ軸方向に延在する一対の外縁３ａ、３ｂと、Ｘ軸方向に延在する一対の外縁３ｃ、３ｄと、を有している。
このＩＣ３には、例えば、外部のホストデバイスと通信を行うインターフェース部３ｉと、振動素子４を駆動し、振動素子４に加わった角速度ωｙを検出する駆動／検出回路３ｙと、振動素子５を駆動し、振動素子５に加わった角速度ωｘを検出する駆動／検出回路３ｘと、振動素子６を駆動し、振動素子６に加わった角速度ωｚを検出する駆動／検出回路３ｚと、が含まれている。
ここで、複数の接続端子３９は、図１７に示すように、ＩＣ３の上面に設定された３つの領域、第１端子配置領域ＳＳ１、第２端子配置領域ＳＳ２および第３端子配置領域ＳＳ３に分かれて配置されている。第１端子配置領域ＳＳ１は、外縁３ｃに沿って、かつ、外縁３ａ側に片寄って配置されており、第２端子配置領域ＳＳ２は、外縁３ｄに沿って、かつ、外縁３ａ側に片寄って配置されており、第３端子配置領域ＳＳ３は、外縁３ｂに沿って、かつ、外縁３ｄ側に片寄って配置されている。
第１端子配置領域ＳＳ１には、例えば、通信方式を選択するためのスレーブセレクト信号ＳＳ用のデジタル信号端子、データ入力信号ＭＯＳＩ用のデジタル信号端子、クロック信号ＳＣＬＫ用のデジタル信号端子、データ出力信号ＭＩＳＯ用のデジタル信号端子等のデジタル信号用端子がまとめて配置されている。また、第２端子配置領域ＳＳ２および第３端子配置領域ＳＳ３には、例えば、グランドＧＮＤ用のグランド端子、インターフェース部３ｉの電源ＶＤＤＩ用の電源信号端子、駆動／検出回路３ｘ、３ｙ、３ｚの電源ＶＤＤ用の電源信号端子、テスト用のテスト信号用端子等のアナログ信号用端子がまとめて配置されている。
このように、デジタル信号用端子とアナログ信号用端子とを異なる領域に分けて配置することで、アナログ信号用端子（配線）へのデジタル信号の混入を低減することができる。そのため、ノイズを低減することができ、より正確な駆動を行うことのできる電子デバイス１となる。特に、本実施形態では、第２、第３端子配置領域ＳＳ２、ＳＳ３から第１端子配置領域ＳＳ１をなるべく遠ざける配置となっているため、上記の効果をより効果的に発揮することができる。
≪振動素子の配置≫
振動素子４は、図１７に示すように、検出軸Ｊ４がＹ軸と一致するように配置されている。これにより、振動素子４によって角速度ωｙを検出することができる。また、振動素子４は、ＩＣ３の上面の外縁３ｂ側および外縁３ｄ側に片寄った位置に配置されている。また、振動素子４の＋Ｘ軸側（振動素子４と外縁３ｂとの間）には第３端子配置領域ＳＳ３が位置し、振動素子４の−Ｘ軸側（振動素子４と外縁３ａとの間）には第２端子配置領域ＳＳ２が位置している。また、振動素子４は、検出振動腕４３１、４３２および調整振動腕４４１、４４２が平面視でＩＣ３の外縁３ｄから＋Ｙ側へはみ出して配置されている。すなわち、振動素子４は、検出振動腕４３１、４３２および調整振動腕４４１、４４２が平面視でＩＣ３と重ならないように配置されている。
振動素子４は、図１７に示すように、検出軸Ｊ４がＹ軸と一致するように配置されている。これにより、振動素子４によって角速度ωｙを検出することができる。また、振動素子４は、ＩＣ３の上面の外縁３ｂ側および外縁３ｄ側に片寄った位置に配置されている。また、振動素子４の＋Ｘ軸側（振動素子４と外縁３ｂとの間）には第３端子配置領域ＳＳ３が位置し、振動素子４の−Ｘ軸側（振動素子４と外縁３ａとの間）には第２端子配置領域ＳＳ２が位置している。また、振動素子４は、検出振動腕４３１、４３２および調整振動腕４４１、４４２が平面視でＩＣ３の外縁３ｄから＋Ｙ側へはみ出して配置されている。すなわち、振動素子４は、検出振動腕４３１、４３２および調整振動腕４４１、４４２が平面視でＩＣ３と重ならないように配置されている。
次に、振動素子５の配置について説明する。振動素子５は、図１７に示すように、検出軸Ｊ５がＸ軸と一致するように配置されている。これにより、振動素子５によって角速度ωｘを検出することができる。また、振動素子５は、ＩＣ３の上面の外縁３ｂ側および外縁３ｃ側に片寄った位置に配置されている。そのため、振動素子５は、振動素子４に対して−Ｙ軸側（振動素子４と外縁３ｃとの間）に位置している。また、振動素子５の−Ｘ軸側（振動素子５と外縁３ａとの間）には第１端子配置領域ＳＳ１が位置している。また、振動素子５は、検出振動腕５３１、５３２および調整振動腕５４１、５４２が平面視でＩＣ３の外縁３ｂから＋Ｘ側へはみ出して配置されている。
次に、振動素子６の配置について説明する。振動素子６は、図１７に示すように、検出軸Ｊ６がＺ軸と一致するように配置されている。これにより、振動素子６によって角速度ωｚを検出することができる。また、振動素子６は、ＩＣ３の上面の外縁３ａ側に片寄った位置に配置されている。そのため、振動素子６は、振動素子４、５に対して−Ｘ軸側（振動素子４、５と外縁３ａとの間）に位置している。また、振動素子６の−Ｙ軸側（振動素子６と外縁３ｃとの間）には第１端子配置領域ＳＳ１が位置し、＋Ｙ軸側（振動素子６と外縁３ｄとの間）には第２端子配置領域ＳＳ２が位置している。
また、振動素子６は、第１端子配置領域ＳＳ１よりも第２端子配置領域ＳＳ２側に片寄って配置されている。言い換えると、振動素子６は、第１端子配置領域ＳＳ１との離間距離ＤＳＳ１よりも、第２端子配置領域ＳＳ２との離間距離ＤＳＳ２の方が短くなるように配置されている。これにより、第１端子配置領域ＳＳ１から振動素子６をなるべく離間させることができ、振動素子６へのデジタル信号の混入が低減される。そのため、駆動信号や検出信号へのノイズの混入を低減することができ、より正確な駆動を行うことのできる電子デバイス１となる。
また、振動素子６は、支持部６５１、６５２の並び方向がＹ軸方向と一致するように配置されている。振動素子６は、支持部６５１、６５２の並び方向の長さの方が、これに直交する方向（連結腕６３１、６３２の延在方向）の長さよりも長いため、このように配置することで、ＩＣ３の上面のスペースを有効に活用することができる。そのため、例えば、外縁３ａ、３ｂの離間距離を短くすることができ、ＩＣ３の小型化を図ることができる。
以上のように、ＩＣ３の上面の外縁３ｂ側の領域に振動素子４、５をＹ軸方向に並べて配置し、さらに、ＩＣ３の上面の外縁３ａ側の領域に振動素子６を配置することで、これら３つの振動素子４、５、６を比較的小さいスペースで配置することができる。そのため、ＩＣ３の小型化を図ることができ、それに伴い、電子デバイス１の小型化を図ることができる。
≪応力緩和層≫
応力緩和層７は、ＩＣ３と振動素子４との間に設けられ、上面に振動素子４が配置された第１応力緩和層７Ａと、ＩＣ３と振動素子５との間に設けられ、上面に振動素子５が配置された第２応力緩和層７Ｂと、ＩＣ３と振動素子６との間に設けられ、上面に振動素子６が配置された第３応力緩和層７Ｃと、を有している。このように、振動素子４、５、６ごとに応力緩和層７を分割することで、振動素子４、５、６間での振動が互いに伝わり難くなる。そのため、各振動素子４、５、６によって角速度をより精度よく検出することができる。なお、第１、第２、第３応力緩和層７Ａ、７Ｂ、７Ｃの構成としては、前述した第１、第２実施形態で述べた応力緩和層７の構成と同様であるため、その説明を省略する。
応力緩和層７は、ＩＣ３と振動素子４との間に設けられ、上面に振動素子４が配置された第１応力緩和層７Ａと、ＩＣ３と振動素子５との間に設けられ、上面に振動素子５が配置された第２応力緩和層７Ｂと、ＩＣ３と振動素子６との間に設けられ、上面に振動素子６が配置された第３応力緩和層７Ｃと、を有している。このように、振動素子４、５、６ごとに応力緩和層７を分割することで、振動素子４、５、６間での振動が互いに伝わり難くなる。そのため、各振動素子４、５、６によって角速度をより精度よく検出することができる。なお、第１、第２、第３応力緩和層７Ａ、７Ｂ、７Ｃの構成としては、前述した第１、第２実施形態で述べた応力緩和層７の構成と同様であるため、その説明を省略する。
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。
なお、本実施形態では、応力緩和層７が、第１、第２、第３応力緩和層７Ａ、７Ｂ、７Ｃに分割されているが、例えば、図１８に示すように、第１、第２、第３応力緩和層７Ａ、７Ｂ、７Ｃを一体的に形成してもよい。言い換えると、１つの応力緩和層７上に、３つの振動素子４、５、６を配置してもよい。これにより、本実施形態と比較して、第１、第２、第３応力緩和層７Ａ、７Ｂ、７Ｃの隙間が無くなるため、当該隙間からのノイズの混入が防止され、よりシールド効果を高めることができる。
［電子機器］
次いで、電子デバイス１を適用した電子機器について、図１９〜図２１に基づき、詳細に説明する。
次いで、電子デバイス１を適用した電子機器について、図１９〜図２１に基づき、詳細に説明する。
図１９は、本発明の電子デバイスを備える電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。
この図において、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。このようなパーソナルコンピューター１１００には、角速度検知手段（ジャイロセンサー）として機能する電子デバイス１が内蔵されている。そのため、パーソナルコンピューター１１００は、より高性能で、高い信頼性を発揮することができる。
図２０は、本発明の電子デバイスを備える電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４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。このような携帯電話機１２００には、角速度検知手段（ジャイロセンサー）として機能する電子デバイス１が内蔵されている。そのため、携帯電話機１２００は、より高性能で、高い信頼性を発揮することができる。
図２１は、本発明の電子デバイスを備える電子機器を適用したデジタルスチールカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
デジタルスチールカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。デジタルスチールカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部１３１０が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１３１０は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。撮影者が表示部１３１０に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、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、このデジタルスチールカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４と、が設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニター１４３０が、デ−タ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。
このようなデジタルスチールカメラ１３００には、角速度検知手段（ジャイロセンサー）として機能する電子デバイス１が内蔵されている。そのため、デジタルスチールカメラ１３００は、より高性能で、高い信頼性を発揮することができる。
なお、本発明の電子デバイスを備える電子機器は、図１９のパーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）、図２０の携帯電話機、図２１のデジタルスチールカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレーター等に適用することができる。
［移動体］
次いで、図１に示す電子デバイス１を適用した移動体について、図２２に基づき、詳細に説明する。
次いで、図１に示す電子デバイス１を適用した移動体について、図２２に基づき、詳細に説明する。
図２２は、本発明の電子デバイスを備える移動体を適用した自動車の構成を示す斜視図である。
自動車１５００には、角速度検知手段（ジャイロセンサー）として機能する電子デバイス１が内蔵されており、電子デバイス１によって車体１５０１の姿勢を検出することができる。電子デバイス１の検出信号は、車体姿勢制御装置１５０２に供給され、車体姿勢制御装置１５０２は、その信号に基づいて車体１５０１の姿勢を検出し、検出結果に応じてサスペンションの硬軟を制御したり、個々の車輪１５０３のブレーキを制御したりすることができる。その他、このような姿勢制御は、二足歩行ロボットやラジコンヘリコプターで利用することができる。以上のように、各種移動体の姿勢制御の実現にあたって、電子デバイス１が組み込まれる。
以上、本発明の電子デバイス、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、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
また、前述した実施形態では、ＩＣ上に１つの振動素子が設けられた構成について説明したが、振動素子の数としては、特に限定されず、例えば、Ｘ軸まわりの角速度を検出することのできる振動素子と、Ｙ軸まわりの角速度を検出することのできる振動素子と、Ｚ軸まわりの角速度を検出することのできる振動素子と、を配置してもよい。
また、前述した実施形態では、電子デバイスとしての角速度センサーについて説明したが、電子デバイスとしては、角速度センサーに限定されず、例えば、所定の周波数の信号を出力する発振器であってもよいし、角速度以外の物理量（加速度、気圧）等を検出することのできる物理量センサーであってもよい。
また、前述した実施形態では、振動素子として水晶基板（圧電基板）からなる振動片に電極を配置した構成のものを用いているが、振動素子の構成としては、これに限定されない。例えば、シリコン基板をパターニングして得られた振動片に圧電素子を配置し、この圧電素子に電圧を印加して圧電素子を伸縮させることで、振動片を振動させる構成の振動素子であってもよい。
１……電子デバイス
２……パッケージ
２１……ベース
２１１……凹部
２１１ａ……第１凹部
２１１ｂ……第２凹部
２２……リッド
２３……シームリング
２４１……内部端子
２４２……外部端子
３……ＩＣ
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ……外縁
３ｉ……インターフェース部
３ｘ……駆動／検出回路
３ｙ……駆動／検出回路
３ｚ……駆動／検出回路
３１……シリコン基板
３１１……能動面
３２……配線層
３２ａ……配線部
３２ｂ……配線部
３２１……第１絶縁層
３２２……第１配線層
３２３……第２絶縁層
３２４……第２配線層
３２５……第３絶縁層
３２６……第３配線層
３２７……第４絶縁層
３２８……第４配線層
３２８ａ……シールド配線
３７……接続端子
３８……パッシベーション膜
３９……接続端子
４……振動素子
４３１、４３２……検出振動腕
４４１、４４２……調整振動腕
５……振動素子
５０……振動片
５００……振動体
５１……基部
５２１、５２２……駆動振動腕
５３１、５３２……検出振動腕
５４１、５４２……調整振動腕
５５……支持部
５６……連結部
６……振動素子
６０……振動片
６００……振動体
６１……基部
６２１、６２２……検出振動腕
６３１、６３２……連結腕
６４１、６４２、６４３、６４４……駆動振動腕
６５１、６５２……支持部
６６１、６６２、６６３、６６４……梁部
６７１ａ……検出信号電極
６７１ｂ……検出信号端子
６７２ａ……検出接地電極
６７２ｂ……検出接地端子
６７３ａ……駆動信号電極
６７３ｂ……駆動信号端子
６７４ａ……駆動接地電極
６７４ｂ……駆動接地端子
７……応力緩和層
７Ａ……第１応力緩和層
７Ｂ……第２応力緩和層
７Ｃ……第３応力緩和層
７１……第１絶縁層
７２……第１配線層
７２１……配線部
７２２……シールド配線
７３……第２絶縁層
７４……第２配線層
７４１……端子
７４２……配線部
７４２ａ……配線部
７４２ｂ……配線部
７５……第３絶縁層
７６……第３配線層
７６１……端子
７６２……シールド配線
８……固定部材
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
１２００……携帯電話機
１２０２……操作ボタン
１２０４……受話口
１２０６……送話口
１２０８……表示部
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
１３１２……ビデオ信号出力端子
１３１４……入出力端子
１４３０……テレビモニター
１４４０……パーソナルコンピューター
１５００……自動車
１５０１……車体
１５０２……車体姿勢制御装置
１５０３……車輪
ＢＷ……ボンディングワイヤー
ＤＳＳ１、ＤＳＳ２……離間距離
Ｊ４、Ｊ５、Ｊ６……検出軸
Ｓ……収容空間
ＳＳ１……第１端子配置領域
ＳＳ２……第２端子配置領域
ＳＳ３……第３端子配置領域
ωｘ、ωｙ、ωｚ……角速度
２……パッケージ
２１……ベース
２１１……凹部
２１１ａ……第１凹部
２１１ｂ……第２凹部
２２……リッド
２３……シームリング
２４１……内部端子
２４２……外部端子
３……ＩＣ
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ……外縁
３ｉ……インターフェース部
３ｘ……駆動／検出回路
３ｙ……駆動／検出回路
３ｚ……駆動／検出回路
３１……シリコン基板
３１１……能動面
３２……配線層
３２ａ……配線部
３２ｂ……配線部
３２１……第１絶縁層
３２２……第１配線層
３２３……第２絶縁層
３２４……第２配線層
３２５……第３絶縁層
３２６……第３配線層
３２７……第４絶縁層
３２８……第４配線層
３２８ａ……シールド配線
３７……接続端子
３８……パッシベーション膜
３９……接続端子
４……振動素子
４３１、４３２……検出振動腕
４４１、４４２……調整振動腕
５……振動素子
５０……振動片
５００……振動体
５１……基部
５２１、５２２……駆動振動腕
５３１、５３２……検出振動腕
５４１、５４２……調整振動腕
５５……支持部
５６……連結部
６……振動素子
６０……振動片
６００……振動体
６１……基部
６２１、６２２……検出振動腕
６３１、６３２……連結腕
６４１、６４２、６４３、６４４……駆動振動腕
６５１、６５２……支持部
６６１、６６２、６６３、６６４……梁部
６７１ａ……検出信号電極
６７１ｂ……検出信号端子
６７２ａ……検出接地電極
６７２ｂ……検出接地端子
６７３ａ……駆動信号電極
６７３ｂ……駆動信号端子
６７４ａ……駆動接地電極
６７４ｂ……駆動接地端子
７……応力緩和層
７Ａ……第１応力緩和層
７Ｂ……第２応力緩和層
７Ｃ……第３応力緩和層
７１……第１絶縁層
７２……第１配線層
７２１……配線部
７２２……シールド配線
７３……第２絶縁層
７４……第２配線層
７４１……端子
７４２……配線部
７４２ａ……配線部
７４２ｂ……配線部
７５……第３絶縁層
７６……第３配線層
７６１……端子
７６２……シールド配線
８……固定部材
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
１２００……携帯電話機
１２０２……操作ボタン
１２０４……受話口
１２０６……送話口
１２０８……表示部
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
１３１２……ビデオ信号出力端子
１３１４……入出力端子
１４３０……テレビモニター
１４４０……パーソナルコンピューター
１５００……自動車
１５０１……車体
１５０２……車体姿勢制御装置
１５０３……車輪
ＢＷ……ボンディングワイヤー
ＤＳＳ１、ＤＳＳ２……離間距離
Ｊ４、Ｊ５、Ｊ６……検出軸
Ｓ……収容空間
ＳＳ１……第１端子配置領域
ＳＳ２……第２端子配置領域
ＳＳ３……第３端子配置領域
ωｘ、ωｙ、ωｚ……角速度
Claims (8)
- 振動体と、前記振動体に配置されている電極と、を有する振動素子と、
前記振動素子に対向配置されている半導体基板を有するＩＣと、
前記ＩＣと前記振動素子との間に位置する応力緩和層と、
前記半導体基板と前記振動素子との間に位置する第１配線と、
前記第１配線と前記振動素子との間に位置し、前記第１配線とは電位の異なる第２配線と、
前記第１配線と前記第２配線との間であって、前記第１配線と前記第２配線とが平面視で重なる領域の少なくとも一部に配置され、定電位に電気的に接続されるシールド配線と、を有し、
前記シールド配線は、前記応力緩和層の内部に配置されていることを特徴とする電子デバイス。 - 前記振動体は、駆動振動部および検出振動部を含み、
前記電極は、前記駆動振動部に配置されている駆動信号電極および前記検出振動部に配置されている検出信号電極を含み、
前記第１配線および前記第２配線の一方が前記駆動信号電極と電気的に接続されており、他方が前記検出信号電極に電気的に接続されている請求項１に記載の電子デバイス。 - 前記シールド配線は、接地される請求項１または２に記載の電子デバイス。
- 前記第１配線と前記シールド配線との間に配置されている絶縁層を有している請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電子デバイス。
- 前記第２配線と前記シールド配線との間に配置されている絶縁層を有している請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電子デバイス。
- 前記絶縁層は、弾性を有している請求項４または５に記載の電子デバイス。
- 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の電子デバイスを備えていることを特徴とする電子機器。
- 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の電子デバイスを備えていることを特徴とする移動体。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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