WO2017033717A1 - 複合センサ - Google Patents

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WO2017033717A1
WO2017033717A1 PCT/JP2016/073237 JP2016073237W WO2017033717A1 WO 2017033717 A1 WO2017033717 A1 WO 2017033717A1 JP 2016073237 W JP2016073237 W JP 2016073237W WO 2017033717 A1 WO2017033717 A1 WO 2017033717A1
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shield pattern
shield
angular velocity
layer
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直記 吉田
井出　次男
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株式会社デンソー
セイコーエプソン株式会社
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Definitions

  • This disclosure relates to a composite sensor in which first and second sensors having different detection targets are mounted on a common mounted member.
  • Patent Document 1 an acceleration sensor that outputs a sensor signal according to acceleration and an angular velocity sensor that outputs a sensor signal according to angular velocity are provided on one surface of a common mounted member. What is installed is proposed.
  • both the acceleration sensor and the angular velocity sensor are connected to one surface of the mounted member via a connection member made of a conductive member or the like.
  • the height of the connecting member that connects the angular velocity sensor and one surface of the mounted member is higher than the height of the connecting member that connects the acceleration sensor and one surface of the mounted member.
  • the angular velocity sensor is, for example, a piezoelectric sensor that uses the piezoelectric effect of a piezoelectric body, and outputs a sensor signal (charge) corresponding to the angular velocity when the angular velocity is applied while the drive vibrating piece is vibrated. To do.
  • the height of the connecting member that connects the angular velocity sensor and the mounted member is higher than the height of the connecting member that connects the acceleration sensor and the mounted member. Can be prevented from being transmitted to For this reason, it can suppress that the vibration of an angular velocity sensor turns into the noise (mechanical noise) with respect to an acceleration sensor.
  • a shield pattern that is maintained at a reference (ground) potential may be formed on the mounted member in order to suppress the influence of electrical noise on the acceleration sensor and the angular velocity sensor.
  • This disclosure is intended to provide a composite sensor that can suppress a decrease in detection accuracy due to electrical noise.
  • the composite sensor includes a first sensor, a second sensor, a circuit board, a mounted member, a first shield pattern, a second shield pattern, and a third shield pattern. And comprising.
  • the first sensor outputs a first sensor signal corresponding to the detection target.
  • the second sensor outputs a second sensor signal corresponding to a detection target different from the detection target of the first sensor.
  • the circuit board is electrically connected to the first and second sensors.
  • the mounted member has one surface, and the first and second sensors and the circuit board are arranged on the one surface.
  • the first shield pattern functions as a noise shielding part for the circuit board.
  • the second shield pattern functions as a noise shielding unit for the first sensor.
  • the third shield pattern functions as a noise shielding unit for the second sensor.
  • the first shield pattern has a lower impedance than the second and third shield patterns.
  • the second shield pattern and the third shield pattern are electrically connected via the first shield pattern.
  • the second shield pattern and the third shield pattern are connected via the first shield pattern having the lowest impedance. For this reason, it can suppress that the noise applied to the 2nd shield pattern is propagated to the 3rd shield pattern, and can suppress that the noise applied to the 3rd shield pattern is propagated to the 2nd shield pattern. Therefore, it is possible to suppress electrical noise from interfering between the first and second sensors, and it is possible to suppress a decrease in detection accuracy.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II shown in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III shown in FIG.
  • It is a plan view of a sensor part in the acceleration sensor
  • FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG. 4
  • It is a plan view of a sensor part in the angular velocity sensor
  • It is a plan view of a support portion in the angular velocity sensor
  • FIG. 8 is a sectional view taken along line VIII-VIII in FIG.
  • It is a plane schematic diagram of the case shown in FIG. It is a plane schematic diagram of the case in 2nd Embodiment of this indication.
  • the composite sensor performs predetermined processing on the acceleration sensor 100, the angular velocity sensor 200, the acceleration sensor 100, and the angular velocity sensor 200 in the package 10 as a mounted member.
  • a circuit board 300 is mounted and configured.
  • the acceleration sensor 100 corresponds to the first sensor
  • the angular velocity sensor 200 corresponds to the second sensor.
  • a lid 60 described later is omitted.
  • the acceleration sensor 100 of the present embodiment is a so-called capacitive type, and outputs a first sensor signal.
  • the acceleration sensor 100 includes an SOI (Silicon) in which a semiconductor layer 113 is stacked on a support substrate 111 with an insulating film 112 interposed therebetween, and a planar shape is rectangular. on Insulator) substrate 114.
  • SOI Silicon
  • the support substrate 111 is a silicon substrate
  • the insulating film 112 is SiO 2 or SiN
  • the semiconductor layer 113 is a silicon substrate or polysilicon.
  • the SOI substrate 114 is subjected to well-known micromachining to form a sensing unit 115.
  • the movable portion 120 having the comb-shaped beam structure and the first and second fixed portions 130 and 140 are formed by forming the groove portion 116.
  • a sensing unit 115 that outputs a sensor signal corresponding to the acceleration is formed by the structure.
  • a portion of the semiconductor layer 113 surrounding the movable portion 120 and the first and second fixing portions 130 and 140 via the groove portion 116 is a peripheral portion 150.
  • an opening 117 is formed at a portion corresponding to a region where the beam structures 120 to 140 are formed.
  • the movable portion 120 is disposed so as to cross the opening 117, and both ends in the longitudinal direction of the rectangular weight portion 121 are integrally connected to the anchor portions 123a and 123b via the beam portion 122. ing.
  • the anchor portions 123a and 123b are supported by the support substrate 111 via the insulating film 112 at the opening edge of the opening 117. Thereby, the weight part 121 and the beam part 122 are in the state which faced the opening part 117.
  • the beam portion 122 has a rectangular frame shape in which two parallel beams are connected at both ends thereof, and has a spring function of displacing in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the two beams. Specifically, when the beam portion 122 receives an acceleration including a component in a direction along the longitudinal direction of the weight portion 121, the beam portion 122 displaces the weight portion 121 in the longitudinal direction, and the original state according to the disappearance of the acceleration. To restore. Therefore, the weight 121 connected to the support substrate 111 via the beam 122 is displaced in the displacement direction of the beam 122 when acceleration is applied.
  • the movable part 120 includes a plurality of movable electrodes 124 that are integrally projected in opposite directions from both side surfaces of the weight part 121 in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the weight part 121.
  • six movable electrodes 124 are formed so as to protrude from the left and right sides of the weight 121, respectively, and face the opening 117.
  • Each movable electrode 124 is formed integrally with the weight 121 and the beam 122, and can be displaced in the longitudinal direction of the weight 121 together with the weight 121 when the beam 122 is displaced.
  • the first and second fixing portions 130 and 140 are supported by the support substrate 111 via the insulating film 112 on the opposite side portions of the opening edge portion of the opening 117 where the anchor portions 123a and 123b are not supported. Yes. That is, the first and second fixed portions 130 and 140 are arranged so as to sandwich the movable portion 120. In FIG. 4, the first fixed part 130 is disposed on the left side of the sheet with respect to the movable part 120, and the second fixed part 140 is disposed on the right side of the sheet with respect to the movable part 120.
  • the first and second fixing parts 130 and 140 are electrically independent from each other.
  • first and second fixed portions 130 and 140 are a plurality of first and second fixed electrodes 131 and 141 disposed to face each other in parallel with the side surface of the movable electrode 124 so as to have a predetermined detection interval.
  • the first and second wiring parts 132 and 142 are supported by the support substrate 111 with the insulating film 112 interposed therebetween.
  • first and second fixed electrodes 131 and 141 are formed as shown in FIG. 4, and are arranged in a comb shape so as to mesh with a comb tooth gap in the movable electrode 124. ing. And it is in the state which faced the opening part 117 by being supported by each wiring part 132,142 in the shape of a cantilever.
  • the movable portion 120 and the first and second fixed portions 130 and 140 include a movable electrode pad 161 and first and second fixed electrodes that are electrically connected to a pad 301 formed on a circuit board 300 to be described later.
  • Pads 162 and 163 for use are formed.
  • the movable electrode pad 161 and the first and second fixed electrode pads 162 and 163 are arranged so that the respective formation regions are on the opposite side.
  • the movable electrode pad 161 is formed on the anchor portion 123a located in the vicinity of one side (one side on the upper side in FIG. 4) of a pair of opposing sides of the SOI substrate 114 (semiconductor layer 113).
  • the formed first and second fixed electrode pads 162 and 163 are formed at predetermined positions of the first and second wiring portions 132 and 142 located in the vicinity of the other side (one side on the lower side in FIG. 4). Has been.
  • peripheral portion pads 164 that are electrically connected to pads 302 formed on the circuit board 300 described later are formed at predetermined locations of the peripheral portion 150.
  • a first capacitor Cs1 is formed between the movable electrode 124 and the first fixed electrode 131, and the movable electrode 124 and the second fixed electrode 141 are A second capacitor Cs2 is formed between them.
  • a pulsed input signal carrier wave
  • movable electrode 124 movable electrode pad 161
  • the movable electrode pad 161 corresponds to an input terminal
  • the first and second fixed electrode pads 162 and 163 correspond to output terminals.
  • the movable electrode pad 161 is also referred to as the input terminal 161 of the acceleration sensor 100
  • the first and second fixed electrode pads 162 and 163 are also referred to as the output terminals 162 and 163 of the acceleration sensor 100.
  • a reference (ground) potential is applied to the peripheral pad 164 so that fluctuations in the potential of the support substrate 111 and the peripheral portion 150 are suppressed.
  • the angular velocity sensor 200 is a so-called piezoelectric sensor, and outputs a second sensor signal corresponding to the angular velocity.
  • the angular velocity sensor 200 includes a sensor unit 210 shown in FIG. 6 and a support unit 220 that supports the sensor unit 210 shown in FIGS. 7 and 8.
  • the sensor unit 210 is configured by performing known micromachining on a substrate 211 made of quartz or the like as a piezoelectric material.
  • the x-axis direction is the left-right direction in FIG. 6
  • the y-axis direction is the direction orthogonal to the x-axis direction in the plane direction of the substrate 211
  • the z-axis direction is orthogonal to the x-axis direction and y-axis direction. The direction.
  • the sensor unit 210 is formed on the xy plane in accordance with the crystal axis of the crystal constituting the substrate 211, and has a point-symmetric shape with respect to the center. Specifically, the sensor unit 210 has a rectangular base 212.
  • the base 212 includes first and second connecting portions 213a and 213b extending along the y-axis direction from substantially the center of two end faces parallel to the xz plane, and two parallel to the yz plane.
  • First and second detection vibrating pieces 214a and 214b are provided respectively extending along the x-axis direction from a substantially central portion of the end surface.
  • the first and second connecting portions 213a and 213b extend along the y-axis direction so as to be opposite to the base portion 212, respectively.
  • the first and second detection vibrating pieces 214a and 214b are extended along the x-axis direction so as to be opposite to the base 212, respectively.
  • the first and second connecting portions 213a and 213b are respectively provided with first and second drive vibrating pieces 215a and 215b along the x-axis direction at the distal end portion on the side opposite to the base portion 212 side.
  • the first and second drive vibrating pieces 215a and 215b are connected to the first and second connecting portions 213a and 213b, respectively, at substantially the center in the extending direction.
  • electrodes are formed on the first and second detection vibrating pieces 214a and 214b and the first and second driving vibrating pieces 215a and 215b, respectively.
  • first and second detection electrodes are formed on the first and second detection vibrating pieces 214a and 214b, respectively.
  • the first and second drive vibrating pieces 215a and 215b are formed with first and second driving electrodes and first and second adjustment electrodes (ground electrodes), respectively, not shown.
  • the first drive electrode formed on the first drive vibration piece 215a and the second drive electrode formed on the second drive vibration piece 215b are opposite to each other with respect to the first and second detection vibration pieces 214a and 214b. It is formed to be located.
  • the second drive electrode is the second drive vibrating piece 215b.
  • the first drive electrode is formed on the surface of the first drive vibrating piece 215a facing the first and second detection vibrating pieces 214a and 214b
  • the second drive electrode is the second drive vibrating piece 215b.
  • the base 212 is formed with six lands (electrode patterns) (not shown) on the surface supported by the support 220. Specifically, the first detection land connected to the first detection electrode formed on the first detection vibration piece 214a and the second detection land connected to the second detection electrode formed on the second detection vibration piece 214b. Is formed. In addition, a drive land connected to the first drive electrode formed on the first drive vibration piece 215a and the second drive electrode formed on the second drive vibration piece 215b, and a first formed on the first drive vibration piece 215a. An adjustment land (ground land) connected to the adjustment electrode and the second adjustment electrode formed on the second drive vibrating piece 215b is formed.
  • lands electrode patterns
  • the stray capacitance is disposed between the first and second detection lands, the drive land, and the adjustment land, and is generated between the first and second detection lands, the drive land, and the adjustment land when a ground potential is applied.
  • First and second ground lands are formed to reduce the above.
  • the first and second detection lands, the drive land, the adjustment land, and the first and second ground lands are electrically connected to the circuit board 300 via first to sixth leads 241 to 246 described later of the support portion 220. Connected.
  • the above is the configuration of the sensor unit 210 of the angular velocity sensor 200 in the present embodiment.
  • the support part 220 will be described.
  • the support part 220 is a so-called TAB (in which an insulating member 230 made of polyimide resin or the like is provided with first to sixth leads 241 to 246 made of copper foil or the like. Tape (Automated Bonding) tape.
  • the insulating member 230 has a substantially rectangular planar shape, and a device hole 231 is formed at a substantially central portion.
  • the first to sixth leads 241 to 246 have one end portions 241 a to 246 a arranged around the device hole 231 on the back surface 230 b side of the insulating member 230, and the other end portions 241 b to 246 b from the inside of the device hole 231 to the insulating member 230. It is bent so as to protrude to the surface 230a side.
  • the first to sixth leads 241 to 246 are electrically connected to connection terminals 41 to 46 formed on the case 20 to be described later at one end portions 241a to 246a.
  • the first and second leads 241 and 242 have first and second detections whose other ends are connected to first and second detection electrodes formed on the first and second detection vibrating pieces 214a and 214b, respectively. Connected with the land.
  • the other end of the third lead 243 is connected to an adjustment land connected to the first and second adjustment electrodes formed on the first and second drive vibrating pieces 215a and 215b, and the fourth lead 244 is connected to the other end.
  • the portion is connected to a drive land connected to the first and second drive electrodes formed on the first and second drive vibrating pieces 215a and 215b.
  • the other ends of the fifth and sixth leads 245 and 246 are connected to the first and second ground lands, respectively. Thereby, the sensor unit 210 is held in a state of being separated from the insulating member 230.
  • the one end portions 241a to 246a of the first to sixth leads 241 to 246 will be described.
  • the one end portions 241a to 243a of the first to third leads 241 to 243 and the one end portions 244a to 246a of the fourth to sixth leads 244 to 246 are insulated from each other. When viewed from the normal direction with respect to the surface 230a, it is formed at the opposite end.
  • the one end portions 241a to 243a of the first to third leads 241 to 243 are in the vicinity of one side (one side on the upper side in FIG. 7) of the pair of opposing sides of the insulating member 230.
  • the one end portions 244a to 246a of the fourth to sixth leads 244 to 246 are arranged in the vicinity of the other side (the one side on the upper side in FIG. 8).
  • the one end portions 241a to 246a of the first to third leads 241 to 243 and the one end portions 244a to 246a of the fourth to sixth leads 244 to 246 are arranged in two regions across the device hole 231. It can be said that there is.
  • the above is the configuration of the angular velocity sensor 200 in the present embodiment.
  • the insulating member 230 in the support portion 220 is omitted.
  • the operation of the angular velocity sensor 200 will be described.
  • the first driving electrode formed on the first driving vibrating piece 215a and the second driving electrode formed on the second driving vibrating piece 215b (one end 244a of the fourth lead 244).
  • the first and second drive vibrating pieces 215a and 215b are formed so that the first and second drive electrodes are positioned opposite to each other with respect to the first and second detection vibrating pieces 214a and 214b.
  • the first and second drive vibration pieces 215a and 215b vibrate in the reverse direction along the y-axis direction in FIG. That is, the first and second drive vibration pieces 215a and 215b vibrate so as to open and close each other.
  • the moments applied from the first and second drive vibrating pieces 215a and 215b to the first and second detection vibrating pieces 214a and 214b are opposite and cancel each other.
  • the first and second detection vibrating pieces 214a and 214b are substantially stationary.
  • the input signal input to the first drive electrode of the first drive vibration piece 215a and the second drive electrode of the second drive vibration piece 215b (one end 244a of the fourth lead 244) is an acceleration sensor.
  • the input signal input to 100 has a frequency that does not connect to at least the fifth harmonic, so that the input signals are less likely to resonate.
  • the circuit board 300 when the electric charges generated at the first adjustment electrode of the first drive vibration piece 215a and the second adjustment electrode of the second drive vibration piece 215b (one end portion 243a of the third lead 243) are output to the circuit board 300, the circuit The I / V conversion circuit (current / voltage conversion circuit) formed on the substrate 300 and the auto gain control circuit that adjusts the amplitude of the input signal, the first drive electrode and the second drive vibration piece 215b of the first drive vibration piece 215a. The input signal input to the second drive electrode (one end 244a of the fourth lead 244) is adjusted.
  • the fourth lead 244 connected to the first drive electrode of the first drive vibration piece 215a and the second drive electrode of the second drive vibration piece 215b serves as an input unit to which an input signal is input, and one end of the fourth lead 244 The part 244a serves as an input terminal.
  • the third lead 243 connected to the first adjustment electrode of the first drive vibrating piece 215a and the second adjustment electrode of the second drive vibration piece 215b serves as an output unit that outputs electric charge to the circuit board 300, and the third lead 243.
  • One end portion 243a of the output terminal serves as an output terminal.
  • one end 243a of the third lead 243 will be described as an output terminal 243a
  • one end 244a of the fourth lead 244 will be described as an input terminal.
  • the first and second drive vibrating pieces 215a and 215b vibrate in the opposite directions in the x-axis direction due to the Coriolis force.
  • the first and second detection vibrating pieces 214a and 214b perform vibrations in opposite directions in the circumferential direction about the z-axis direction.
  • charges corresponding to vibration are generated in first and second detection electrodes (not shown) formed on the first and second detection vibrating pieces 214a and 214b (one end portions 241a and 242a of the first and second leads 241).
  • the angular velocity is detected by outputting the electric charge to the circuit board 300.
  • one end portions 241a and 242a of the first and second leads 241 and 242 connected to the first and second detection vibrating pieces 214a and 214b serve as output terminals.
  • the one end portions 241a and 242a of the first and second leads 241 and 242 will be described as output terminals 241a and 242a.
  • the circuit board 300 is formed with various circuits such as an amplification circuit, an I / V conversion circuit, an auto gain control circuit, a comparator, and wiring that perform predetermined processing on the acceleration sensor 100 and the angular velocity sensor 200. As shown in FIG. 1, pads 301 and 302 connected to the acceleration sensor 100, pads 303 connected to the connection terminals 51, and pads 304 connected to the connection terminals 52 are provided. Note that the pad 303 is electrically connected to the pad 302 via a wiring formed in the circuit board 300. In the present embodiment, the circuit board 300 outputs an analog signal based on signals output from the output terminals 162 and 163 of the acceleration sensor 100 and the output terminals 241a and 242a of the angular velocity sensor 200 to an external circuit.
  • the circuit board 300 outputs an analog signal based on signals output from the output terminals 162 and 163 of the acceleration sensor 100 and the output terminals 241a and 242a of the angular velocity sensor 200 to an external circuit.
  • the package 10 is configured to include a case 20 and a lid 60 as shown in FIGS.
  • the case 20 is configured using a multilayer substrate in which first to ninth ceramic layers 21 to 29 made of alumina or the like are sequentially stacked, and has a box shape in which a recess 30 is formed on one surface 20a.
  • the case 20 has one surface 20 a constituted by the front surface 21 a of the first ceramic layer 21 and the other surface 20 b constituted by the back surface 29 b of the ninth ceramic layer 29.
  • the first to ninth ceramic layers 21 to 29 have the front surfaces 21a to 29a disposed on the one surface 20a side and the rear surfaces 21b to 29b disposed on the other surface 20b side, respectively.
  • the recess 30 includes a first recess 31 formed from the first ceramic layer 21 to the second ceramic layer 22, and a third ceramic layer 23 to a fourth ceramic constituting the bottom surface of the first recess 31.
  • a second recess 32 (see FIG. 2) formed over the layer 24, and a third recess 33 formed over the sixth ceramic layer 26 from the fifth ceramic layer 25 constituting the bottom surface of the second recess 32. It is constituted by.
  • the case 20 is provided with first to sixth connection terminals 41 to 46 on the surface 23 a of the third ceramic layer 23 constituting the bottom surface of the first recess 31. Yes. Further, as shown in FIGS. 1 and 2, a connection terminal 51 and a plurality of connection terminals 52 are formed on the surface 25 a of the fifth ceramic layer 25 constituting the bottom surface of the second recess 32.
  • the first to sixth connection terminals 41 to 46 and a part of the plurality of connection terminals 52 include a wiring layer (not shown) formed on the inside of the case 20 and the wall surfaces of the first to third recesses 31 to 33, etc. It is appropriately electrically connected through a through via electrode or the like.
  • first to sixth connection terminals 41 to 46 correspond to second sensor connection terminals
  • connection terminal 51 corresponds to a first sensor connection terminal
  • the lid 60 is made of metal or the like, and is joined to the one surface 20a of the case 20 via a conductive adhesive or the like (not shown). Thereby, the case 20 is closed and the inside of the case 20 is hermetically sealed. In the present embodiment, the inside of the case 20 is set to a vacuum pressure.
  • the above is the basic configuration of the package 10 in the present embodiment.
  • the acceleration sensor 100, the angular velocity sensor 200, and the circuit board 300 are accommodated.
  • the circuit board 300 is mounted on the bottom surface of the third recess 33 (the surface 27a of the seventh ceramic layer 27) with an adhesive 71 interposed therebetween.
  • the acceleration sensor 100 and the angular velocity sensor 200 are arranged side by side on the circuit board 300 (in the case 20) when viewed from the normal direction to the bottom surface of the third recess 33 (hereinafter simply referred to as the normal direction). Yes.
  • the acceleration sensor 100 is mounted on the circuit board 300 via an adhesive 72 as shown in FIGS.
  • the input terminal 161 and the output terminals 162 and 163 are electrically connected to the pad 301 of the circuit board 300 via the wire 81, and the peripheral pad 164 is connected to the pad 302 of the circuit board 300 via the wire 81. Are electrically connected.
  • the angular velocity sensor 200 In the angular velocity sensor 200, one end portions 241a to 246a of the first to sixth leads 241 to 246 are connected to the first to sixth connection terminals 41 to 46 formed on the bottom surface of the second recess 32.
  • the sensor part 210 is in a state of being held hollow in the space inside the case 20. That is, the angular velocity sensor 200 is accommodated in the case 20 in a state of being separated from the circuit board 300.
  • the bottom surface of the third recess 33 (the surface 27a of the seventh ceramic layer 27) corresponds to one surface of the mounted member, and the acceleration sensor 100, the angular velocity sensor 200, and the like are mounted on one surface of the mounted member. Can be said to be located.
  • the acceleration sensor 100 the input terminal 161 and the output terminals 162 and 163 are arranged on the opposite side (separated) as described above.
  • the input terminal 244a and the output terminals 241a to 243a are arranged on the opposite side (separated).
  • the acceleration sensor 100 and the angular velocity sensor 200 are arranged such that the input terminal 161 of the acceleration sensor 100 and the input terminal 244a of the angular velocity sensor 200 are on the same side, and the output terminal of the acceleration sensor 100 162 and 163 and the output terminals 241a to 243a of the angular velocity sensor 200 are arranged on the same side.
  • the direction along the direction in which the acceleration sensor 100 and the angular velocity sensor 200 are arranged, and a straight line passing through the centers of the acceleration sensor 100 and the angular velocity sensor 200 is a virtual line K, the input terminal 161 of the acceleration sensor 100 and the angular velocity sensor 200.
  • the input terminal 244a of the acceleration sensor 100 is arranged on one side (divided from the virtual line K in FIG. 1) to the virtual line K, and the output terminals 162 and 163 of the acceleration sensor 100 and the output of the angular velocity sensor 200.
  • the terminals 241a to 243a are arranged on the other region side (in FIG. 1, above the virtual line K in the drawing).
  • the terminal 161 having a low input impedance of the acceleration sensor 100 and the terminal 244a having a low input impedance of the angular velocity sensor 200 are separated from the virtual line K in one region (in FIG. )
  • terminals 241a to 243a having high output impedance of the acceleration sensor 100 and terminals 241a to 243a having high output impedance of the angular velocity sensor 200 are separated from the virtual line K (the virtual region in FIG. It is arranged above the line K).
  • the pads 303 formed on the circuit board 300 and not connected to the pads 161 to 163 of the acceleration sensor 100 are electrically connected to the connection terminals 51 formed on the bottom surface of the second recess 32 via the wires 81. Yes. Accordingly, the peripheral pad 164 is connected to the connection terminal 51 via the pads 302 and 303.
  • the pad 303 is formed between the output terminals 162 and 163 of the acceleration sensor 100 and the output terminals 241a to 243a of the angular velocity sensor 200 when viewed from the normal direction. Specifically, the pad 303 is disposed closer to the angular velocity sensor 200 than the pad 301 of the circuit board 300 connected to the output terminals 162 and 163 of the acceleration sensor 100.
  • the wire 81 that connects the pad 303 and the connection terminal 51 is the wire 81 that connects the output terminals 162 and 163 of the acceleration sensor 100 and the pad 301 of the circuit board 300, and the output terminals 241 a to 243 a of the angular velocity sensor 200. And a connection portion with the first to third connection terminals 41 to 43 formed on the bottom surface of the first recess 31.
  • the connection terminal 51 is fixed to a predetermined reference (ground) potential, and the peripheral pad 164 (peripheral portion 150) is fixed to the reference potential by being connected to the connection terminal 51.
  • the pad 304 formed on the circuit board 300 and not connected to the acceleration sensor 100 is electrically connected to the connection terminal 52 formed on the bottom surface of the second recess 32 via the wire 81.
  • the wires 81 that connect the pads 304 and the connection terminals 52 are arranged between the pads 304 and the connection terminals 51 in a bent state as shown in FIG.
  • the portion of the acceleration sensor 100 that is separated from the bottom surface is located on the opposite side of the circuit board 300 of the acceleration sensor 100 (insulation of the semiconductor layer 113 shown in FIG. 5). It is arranged so as to be located on the bottom surface side of the third recess 33 from the one surface opposite to the membrane 112 side.
  • the case 20 is formed with first to third shield patterns (guard rings) 91 to 93 as noise shielding portions, as shown in FIGS.
  • the first shield pattern 91 is formed on the surface 27a of the seventh ceramic layer 27
  • the second shield pattern 92 is formed on the surface 26a of the sixth ceramic layer 26
  • the third shield pattern 93 is the fourth shield pattern 93. It is formed on the surface 24 a of the ceramic layer 24. That is, the first to third shield patterns 91 to 93 are formed on the surfaces of different ceramic layers.
  • the first shield pattern 91 has a substantially rectangular shape in a portion of the surface 27a of the seventh ceramic layer 27 facing the circuit board 300 so as to mainly function as a noise shielding part for the circuit board 300. Is formed.
  • the second shield pattern 92 mainly serves as a noise shielding portion for the acceleration sensor 100 (the potential of the peripheral portion 150 in the acceleration sensor 100 and the connection terminal 51 connected to the peripheral portion 150).
  • 26 is formed in a substantially L-shape including a portion facing the connection terminal 51 in the surface 26a of the 26.
  • the third shield pattern 93 is substantially U including a portion of the surface 24a of the fourth ceramic layer 24 facing the terminals 241a to 246a of the angular velocity sensor 200 so as to mainly function as a noise shielding portion for the angular velocity sensor 200. It is formed in a letter shape.
  • the case 20 is provided with a plurality of through via electrodes 94 configured by embedding electrodes 94b in through holes 94a penetrating the ceramic layer.
  • the second shield pattern 92 and the third shield pattern 93 are electrically connected to the first shield pattern 91 via the through via electrode 94 and a wiring layer 95 appropriately formed on the surface of the ceramic layer, respectively.
  • the second shield pattern 92 is electrically connected to the first shield pattern 91 through the through via electrode 94 formed in the sixth ceramic layer 26 (see FIG. 2).
  • the third shield pattern 93 includes through via electrodes 94 formed in the fourth to sixth ceramic layers 24 to 26 and wiring layers 95 formed on the surfaces 25a and 26a of the fifth and sixth ceramic layers 25 and 26.
  • the number of through-via electrodes 94 provided between the second shield pattern 92 and the first shield pattern 91 and the number of through-via electrodes 94 provided between the third shield pattern 93 and the first shield pattern 91 are as follows. Is different. In the present embodiment, the number of through via electrodes 94 provided between the second shield pattern 92 and the first shield pattern 91 is equal to the number of through via electrodes provided between the third shield pattern 93 and the first shield pattern 91. The number is less than 94.
  • the case 20 has external connection terminals 96 formed on the other surface 20b.
  • the first shield pattern 91 includes a through via electrode 94 formed in the seventh to ninth ceramic layers 27 to 29 and a wiring layer 95 formed on the surfaces 28a and 29a of the eighth and ninth ceramic layers 28 and 29.
  • connection terminals 51 and 52 are not particularly shown in the figure, but are electrically connected to external connection terminals formed on the other surface 20b of the case 20 through wiring layers and through via electrodes appropriately formed in a ceramic layer. ing.
  • the case 20 of the present embodiment is configured.
  • the through via electrode 94 itself has a slight resistance component, and the number of through via electrodes 94 provided between the second shield pattern 92 and the first shield pattern 91 is equal to the third shield pattern. 93 and the number of through via electrodes 94 provided between the first shield pattern 91 and the first shield pattern 91.
  • the impedance increases in the order of the first shield pattern 91, the second shield pattern 92, and the third shield pattern 93. That is, the second shield pattern 92 and the third shield pattern 93 are connected via the first shield pattern 91 having the lowest impedance.
  • the noise applied to the second shield pattern 92 is easily propagated to the external connection terminal 96 after being propagated to the first shield pattern 91, and the noise is prevented from being propagated to the third shield pattern 93. it can. That is, it is possible to suppress the noise on the acceleration sensor 100 from affecting the angular velocity sensor 200.
  • the noise applied to the third shield pattern 93 is easily propagated to the external connection terminal 96 after being propagated to the first shield pattern 91, and the propagation of the noise to the second shield pattern 92 is suppressed. it can. That is, it can suppress that the noise with respect to the angular velocity sensor 200 influences the acceleration sensor 100.
  • the noise applied to the first shield pattern 91 is directly transmitted to the external connection terminal 96 because the impedance of the second shield pattern 92 and the third shield pattern 93 is higher than that of the first shield pattern 91.
  • the second shield pattern 92 and the third shield pattern 93 are connected via the first shield pattern 91 having the lowest impedance. For this reason, it is possible to suppress the noise applied to the second shield pattern 92 from being propagated to the third shield pattern 93, and the noise applied to the third shield pattern 93 is propagated to the second shield pattern 92. Can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress electrical noise from interfering with each other between the acceleration sensor 100 and the angular velocity sensor 200, and it is possible to suppress a decrease in detection accuracy of the acceleration sensor 100 and the angular velocity sensor 200.
  • the input terminal 161 of the acceleration sensor 100 and the input terminal 244a of the angular velocity sensor 200 are arranged on one region side divided with respect to the virtual line K, and the output terminals 162 and 163 of the acceleration sensor 100 and The output terminals 241a to 243a of the angular velocity sensor 200 are arranged on the other region side divided with respect to the virtual line K. That is, the input terminals 161 and 244a to which signals that are likely to be noise sources are input and the output terminals 162, 163, and 241a to 243a that are easily affected by noise are arranged apart from each other. For this reason, it is possible to suppress the signals input to the input terminals 161 and 244a from affecting the signals output from the output terminals 162, 163, and 241a to 243a, and it is possible to suppress a decrease in detection accuracy.
  • the input terminals 161 and 244a and the output terminals 162, 163, and 241a to 243a of the acceleration sensor 100 and the angular velocity sensor 200 are arranged together on the same side as described above, the inside of the case 20 and the first to first terminals 3
  • the wiring layer formed on the wall surfaces of the recesses 31 to 33 can be easily designed (routed).
  • the portion of the wire 82 that is farthest from the bottom surface of the third recess 33 is located on the opposite side of the acceleration sensor 100 to the circuit board 300 side (opposite to the insulating film 112 side of the semiconductor layer 113). It is arrange
  • the acceleration sensor 100 is a capacitive type
  • the angular velocity sensor 200 is a piezoelectric type.
  • the range of the resonance frequency is narrowed, and the sensitivity can be increased.
  • the Q value can be increased, and the decrease in detection accuracy due to the vibration of the angular velocity sensor 200 can be suppressed.
  • the acceleration sensor 100 is mounted on the bottom surface of the third recess 33 via the circuit board 300, and the angular velocity sensor 200 is connected to first to sixth connection terminals 41 to 46 formed on the bottom surface of the first recess 31. Yes. That is, the region where the acceleration sensor 100 and the angular velocity sensor 200 are joined is different. For this reason, it can suppress that the vibration of the angular velocity sensor 200 is transmitted to the acceleration sensor 100, and can also suppress that the detection accuracy of the acceleration sensor 100 falls by mechanical noise (vibration of the angular velocity sensor 200).
  • the case 20 is closed (air-tightly sealed) by the lid 60. That is, the first to third shield patterns 91 to 93 are arranged in the closed space. For this reason, compared with the case where the case 20 is not obstruct
  • the through via electrode 94 for connecting the second shield pattern 92 and the first shield pattern 91 is connected to the first embodiment, and the third shield pattern 93 and the first shield pattern 91 are connected.
  • the formation location of the through via electrode 94 to be changed is changed, and the others are the same as those in the first embodiment, so the description thereof is omitted here.
  • the second shield pattern 92 is connected to the first shield pattern 91 through the through via electrode 94 at the portion closest to the third shield pattern 93.
  • the third shield pattern 93 is connected to the first shield pattern 91 via the through via electrode 94 at the portion most adjacent to the second shield pattern 92.
  • the noise applied to the second shield pattern 92 May be transmitted directly (via the air) from the portion of the second shield pattern 92 that is closest to the third shield pattern 93 to the third shield pattern 93 without going through the first shield pattern 91.
  • the third shield pattern 93 is applied to the third shield pattern 93.
  • Noise may be propagated directly (through the air) to the second shield pattern 92 from the portion of the third shield pattern 93 closest to the second shield pattern 92 without passing through the first shield pattern 91.
  • noise is easily propagated from the most adjacent portions of the second and third shield patterns 92 and 93 to the first shield pattern 91, and the second shield. It is possible to further suppress the propagation of noise between the pattern 92 and the third shield pattern 93.
  • the combination of the first and second sensors can be changed as appropriate.
  • the first sensor is an acceleration sensor 100 that detects only acceleration in one predetermined direction
  • the second sensor is the one direction.
  • the acceleration sensor 100 may detect only acceleration in one orthogonal direction.
  • the acceleration sensor 100 detects the acceleration from the circuit board 300 to the first and second fixed electrodes 131 and 141 (first and second fixed electrode pads 162 and 163).
  • a pulsed input signal (carrier wave) having an amplitude and a frequency may be applied.
  • the first and second fixed electrode pads 162 and 163 serve as input terminals
  • the movable electrode pad 161 serves as an output terminal.
  • the angular velocity sensor 200 may be a so-called capacitive type.
  • the impedance of the third shield pattern 93 may be lower than that of the second shield pattern 92. That is, as long as the second shield pattern 92 and the third shield pattern 93 are electrically connected via the first shield pattern 91 having the lowest impedance, the magnitude of the mutual impedance can be appropriately changed.
  • the input terminal 161 of the acceleration sensor 100 and the output terminals 241a to 243a of the angular velocity sensor 200 are arranged on one region side divided with respect to the virtual line K, and the output of the acceleration sensor 100
  • the terminals 162 and 163 and the input terminal 244a of the angular velocity sensor 200 may be arranged on the other region side divided with respect to the virtual line K.
  • electrical noise may be generated between the acceleration sensor 100 and the angular velocity sensor 200. Mutual interference can be suppressed.
  • only one shield pattern may be connected to the first shield pattern 91 in a portion where the second shield pattern 92 and the third shield pattern 93 are adjacent to each other.
  • the portion of the third shield pattern 93 adjacent to the second shield pattern 92 is connected to the first shield pattern 91 via the through via electrode 94
  • the second shield pattern 92 is the third shield pattern 92.
  • the first shield pattern 91 and the through via electrode 94 may be connected to a portion (first embodiment) different from the portion adjacent to the pattern 93.
  • the third shield pattern 93 is The first shield pattern 91 may be connected to the shield pattern 92 via the through via electrode 94 at a portion different from the portion adjacent to the shield pattern 92 (first embodiment).

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Abstract

複合センサは、回路基板（３００）に対するノイズ遮蔽部として機能する第１シールドパターン（９１）と、第１センサ（１００）に対するノイズ遮蔽部として機能する第２シールドパターン（９２）と、第２センサ（２００）に対するノイズ遮蔽部として機能する第３シールドパターン（９３）とを備える。そして、第１シールドパターン（９１）が第２、第３シールドパターン（９２）、（９３）よりインピーダンスが低くなるようにし、第２シールドパターン（９２）と第３シールドパターン（９３）とを第１シールドパターン（９１）を介して電気的に接続する。これにより、電気的なノイズによって検出精度が低下することを抑制する。

Description

複合センサ 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１５年８月２１日に出願された日本出願番号２０１５－１６３８９０号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　本開示は、検出対象の異なる第１、第２センサが共通の被搭載部材に搭載された複合センサに関するものである。
　従来より、この種の複合センサとして、例えば、特許文献１に、加速度に応じたセンサ信号を出力する加速度センサと角速度に応じたセンサ信号を出力する角速度センサとを共通の被搭載部材の一面に搭載したものが提案されている。
　具体的には、この複合センサでは、加速度センサおよび角速度センサは、共に被搭載部材の一面に導電性部材等で構成される接続部材を介して接続されている。そして、角速度センサと被搭載部材の一面とを接続する接続部材の高さは、加速度センサと被搭載部材の一面とを接続する接続部材の高さより高くされている。なお、角速度センサは、例えば、圧電体の圧電効果を利用した圧電式のものとされ、駆動振動片を振動させた状態で角速度が印加されると、角速度に応じたセンサ信号（電荷）を出力する。
　これによれば、角速度センサと被搭載部材とを接続する接続部材の高さを加速度センサと被搭載部材とを接続する接続部材の高さよりも高くしているため、角速度センサの振動が加速度センサに伝達されることを抑制できる。このため、角速度センサの振動が加速度センサに対するノイズ（機械的なノイズ）となることを抑制できる。
特開２０１４－１３２０７号公報
　ところで、このような複合センサでは、加速度センサおよび角速度センサに対する電気的なノイズの影響を抑制するために、被搭載部材に基準（グランド）電位に維持されるシールドパターンが形成されることがある。
　しかしながら、シールドパターンを形成する場合、角速度センサに対するシールドパターンと加速度センサに対するシールドパターンとを共通のシールドパターンとすると、各センサの間でノイズが相互干渉してしまうことがあり、これによって検出精度が低下することがある。
　本開示は、電気的なノイズによって検出精度が低下することを抑制できる複合センサを提供することを目的とする。
　本開示の第一の態様によれば、複合センサは、第１センサと、第２センサと、回路基板と、被搭載部材と、第１シールドパターンと、第２シールドパターンと、第３シールドパターンと、を備える。第１センサは、検出対象に応じた第１センサ信号を出力する。第２センサは、第１センサの検出対象と異なる検出対象に応じた第２センサ信号を出力する。回路基板は、第１、第２センサと電気的に接続される。被搭載部材は、一面を有し、一面上に第１、第２センサおよび回路基板が配置される。第１シールドパターンは、回路基板に対するノイズ遮蔽部として機能する。第２シールドパターンは、第１センサに対するノイズ遮蔽部として機能する。第３シールドパターンは、第２センサに対するノイズ遮蔽部として機能する。第１シールドパターンは、第２、第３シールドパターンよりインピーダンスが低くされている。第２シールドパターンと第３シールドパターンとは、第１シールドパターンを介して電気的に接続されている。
　これによれば、第２シールドパターンおよび第３シールドパターンは、インピーダンスが最も低い第１シールドパターンを介して接続されている。このため、第２シールドパターンに印加されたノイズが第３シールドパターンに伝播されることを抑制できると共に、第３シールドパターンに印加されたノイズが第２シールドパターンに伝播されることを抑制できる。したがって、電気的なノイズが第１、第２センサの間で相互干渉することを抑制でき、検出精度が低下することを抑制できる。
　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。図面において、
本開示の第１実施形態における複合センサの平面図であり、 図１に示すII－II線に沿った断面図であり、 図１に示すIII－III線に沿った断面図であり、 加速度センサにおけるセンサ部の平面図であり、 図４中のV－V線に沿った断面図であり、 角速度センサにおけるセンサ部の平面図であり、 角速度センサにおける支持部の平面図であり、 図７中のVIII－VIII線に沿った断面図であり、 図１に示すケースの平面模式図であり、 本開示の第２実施形態におけるケースの平面模式図である。
　以下、本開示の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
　（第１実施形態）
　本開示の第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図１～図３に示されるように、複合センサは、被搭載部材としてのパッケージ１０に、加速度センサ１００、角速度センサ２００、加速度センサ１００および角速度センサ２００に対して所定の処理を行う回路基板３００が搭載されて構成されている。なお、本実施形態では、加速度センサ１００が第１センサに相当し、角速度センサ２００が第２センサに相当している。また、図１では、後述するリッド６０を省略して示してある。
　まず、本実施形態の加速度センサ１００の構成について説明する。本実施形態の加速度センサ１００は、いわゆる容量式のものであり、第１センサ信号を出力するものである。本実施形態では、加速度センサ１００は、図４および図５に示されるように、支持基板１１１上に絶縁膜１１２を介して半導体層１１３が積層され、平面形状が矩形状とされたＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板１１４を用いて構成されている。なお、支持基板１１１は、例えば、シリコン基板等が用いられ、絶縁膜１１２はＳｉＯ２やＳｉＮ等が用いられ、半導体層１１３はシリコン基板やポリシリコン等が用いられる。
　そして、ＳＯＩ基板１１４には、周知のマイクロマシン加工が施されてセンシング部１１５が形成されている。具体的には、半導体層１１３には、溝部１１６が形成されることによって櫛歯形状の梁構造体を有する可動部１２０および第１、第２固定部１３０、１４０が形成されており、この梁構造体によって加速度に応じたセンサ信号を出力するセンシング部１１５が形成されている。なお、半導体層１１３のうちの溝部１１６を介して可動部１２０、および第１、第２固定部１３０、１４０を取り囲む部分は周辺部１５０とされている。
　絶縁膜１１２には、梁構造体１２０～１４０の形成領域に対応した部位に開口部１１７が形成されている。これにより、半導体層１１３のうち可動部１２０および第１、第２固定部１３０、１４０の所定領域が支持基板１１１からリリースされた状態となっている。
　可動部１２０は、開口部１１７を横断するように配置されており、矩形状の錘部１２１における長手方向の両端が梁部１２２を介してアンカー部１２３ａ、１２３ｂに一体に連結された構成とされている。アンカー部１２３ａ、１２３ｂは、開口部１１７の開口縁部で絶縁膜１１２を介して支持基板１１１に支持されている。これにより、錘部１２１および梁部１２２は、開口部１１７に臨んだ状態となっている。
　梁部１２２は、平行な２本の梁がその両端で連結された矩形枠状とされており、２本の梁の長手方向と直交する方向に変位するバネ機能を有している。具体的には、梁部１２２は、錘部１２１の長手方向に沿った方向の成分を含む加速度を受けたとき、錘部１２１を長手方向へ変位させると共に、加速度の消失に応じて元の状態に復元させるようになっている。したがって、このような梁部１２２を介して支持基板１１１に連結された錘部１２１は、加速度が印加されると梁部１２２の変位方向へ変位する。
　また、可動部１２０は、錘部１２１の長手方向と直交した方向に、錘部１２１の両側面から互いに反対方向へ一体的に突出形成された複数個の可動電極１２４を備えている。図４では、可動電極１２４は、錘部１２１の左側および右側に各々６個ずつ突出して形成されており、開口部１１７に臨んだ状態となっている。また、各可動電極１２４は、錘部１２１および梁部１２２と一体的に形成されており、梁部１２２が変位することによって錘部１２１と共に錘部１２１の長手方向に変位可能となっている。
　第１、第２固定部１３０、１４０は、開口部１１７の開口縁部のうちのアンカー部１２３ａ、１２３ｂが支持されていない対向辺部において、絶縁膜１１２を介して支持基板１１１に支持されている。すなわち、第１、第２固定部１３０、１４０は、可動部１２０を挟むように配置されている。図４では、第１固定部１３０が可動部１２０に対して紙面左側に配置され、第２固定部１４０が可動部１２０に対して紙面右側に配置されている。そして、第１、第２固定部１３０、１４０は互いに電気的に独立している。
　また、第１、第２固定部１３０、１４０は、可動電極１２４の側面と所定の検出間隔を有するように平行した状態で対向配置された複数個の第１、第２固定電極１３１、１４１と、絶縁膜１１２を介して支持基板１１１に支持された第１、第２配線部１３２、１４２とを有している。
　本実施形態では、第１、第２固定電極１３１、１４１は、図４に示されるように６個ずつ形成されており、可動電極１２４における櫛歯の隙間に噛み合うように櫛歯状に配列されている。そして、各配線部１３２、１４２に片持ち状に支持されることにより、開口部１１７に臨んだ状態となっている。
　また、可動部１２０および第１、第２固定部１３０、１４０には、後述する回路基板３００に形成されたパッド３０１と電気的に接続される可動電極用パッド１６１、第１、第２固定電極用パッド１６２、１６３が形成されている。具体的には、可動電極用パッド１６１および第１、第２固定電極用パッド１６２、１６３は、それぞれの形成領域が反対側となるように配置されている。詳述すると、可動電極用パッド１６１は、ＳＯＩ基板１１４（半導体層１１３）における相対する１組の一辺のうちの一方の一辺（図４中紙面上側の一辺）の近傍に位置するアンカー部１２３ａに形成され、第１、第２固定電極用パッド１６２、１６３は、他方の一辺（図４中紙面下側の一辺）の近傍に位置する第１、第２配線部１３２、１４２の所定箇所に形成されている。
　さらに、本実施形態では、周辺部１５０の所定箇所に、後述する回路基板３００に形成されたパッド３０２と電気的に接続される周辺部用パッド１６４が形成されている。
　以上が本実施形態における加速度センサ１００の構成である。次に、上記加速度センサ１００の作動について説明する。上記加速度センサ１００は、図４中のコンデンサ記号で示されるように、可動電極１２４と第１固定電極１３１との間に第１容量Ｃｓ１が構成され、可動電極１２４と第２固定電極１４１との間に第２容量Ｃｓ２が構成される。そして、加速度を検出する際、可動電極１２４（可動電極用パッド１６１）に回路基板３００から所定の振幅、周波数を有するパルス状の入力信号（搬送波）が印加される。この状態で錘部１２１の長手方向（可動電極１２４および第１、第２固定電極１３１、１４１の配列方向）に沿った方向の加速度が印加されると、可動電極１２４の変位に伴って第１、第２容量Ｃｓ１、Ｃｓ２が変化する。したがって、第１、第２容量Ｃｓ１、Ｃｓ２の差（第１、第２固定電極用パッド１６２、１６３の電位）に基づいて加速度が検出される。
　つまり、本実施形態では、可動電極用パッド１６１が入力端子に相当すると共に第１、第２固定電極用パッド１６２、１６３が出力端子に相当している。以下では、可動電極用パッド１６１を加速度センサ１００の入力端子１６１ともいい、第１、第２固定電極用パッド１６２、１６３を加速度センサ１００の出力端子１６２、１６３ともいう。なお、周辺部用パッド１６４には、支持基板１１１や周辺部１５０の電位が変動することが抑制されるように、基準（グランド）電位が印加される。
　次に、角速度センサ２００の構成について説明する。本実施形態の角速度センサ２００は、いわゆる圧電式のものであり、角速度に応じた第２センサ信号を出力するものである。角速度センサ２００は、図６に示されるセンサ部２１０と、図７および図８に示されるセンサ部２１０を支持する支持部２２０とによって構成されている。
　まず、センサ部２１０の構成について説明する。センサ部２１０は、図６に示されるように、圧電材料としての水晶等の基板２１１に周知のマイクロマシン加工が施されて構成されている。図６中では、ｘ軸方向を図６中紙面左右方向とし、ｙ軸方向を基板２１１の面方向においてｘ軸方向と直交する方向とし、ｚ軸方向をｘ軸方向およびｙ軸方向と直交する方向としている。
　センサ部２１０は、基板２１１を構成する水晶の結晶軸に合わせてｘｙ平面に形成され、中心に対して点対称の形状とされている。具体的には、センサ部２１０は、矩形状の基部２１２を有している。そして、基部２１２には、ｘｚ平面に平行な２つの端面の略中央部からそれぞれｙ軸方向に沿って延設された第１、第２連結部２１３ａ、２１３ｂと、ｙｚ平面に平行な２つの端面の略中央部からそれぞれｘ軸方向に沿って延設された第１、第２検出振動片２１４ａ、２１４ｂが備えられている。なお、第１、第２連結部２１３ａ、２１３ｂはそれぞれ基部２１２に対して反対方向となるようにｙ軸方向に沿って延設されている。また、第１、第２検出振動片２１４ａ、２１４ｂは、それぞれ基部２１２に対して反対方向となるようにｘ軸方向に沿って延設されている。
　第１、第２連結部２１３ａ、２１３ｂには、基部２１２側と反対側の先端部に、それぞれ第１、第２駆動振動片２１５ａ、２１５ｂがｘ軸方向に沿うように備えられている。なお、第１、第２駆動振動片２１５ａ、２１５ｂは、延設方向の略中央部にてそれぞれ第１、第２連結部２１３ａ、２１３ｂと連結されている。
　また、第１、第２検出振動片２１４ａ、２１４ｂおよび第１、第２駆動振動片２１５ａ、２１５ｂには、それぞれ図示しない電極が形成されている。具体的には、第１、第２検出振動片２１４ａ、２１４ｂには、それぞれ図示しない第１、第２検出電極が形成されている。第１、第２駆動振動片２１５ａ、２１５ｂには、それぞれ図示しない第１、第２駆電極および第１、第２調整電極（グランド電極）が形成されている。なお、第１駆動振動片２１５ａに形成された第１駆動電極および第２駆動振動片２１５ｂに形成された第２駆動電極は、第１、第２検出振動片２１４ａ、２１４ｂに対して互いに反対に位置するように形成されている。例えば、第１駆動電極が第１駆動振動片２１５ａのうちの第１、第２検出振動片２１４ａ、２１４ｂと対向する面に形成されている場合、第２駆動電極は、第２駆動振動片２１５ｂのうちの第１、第２検出振動片２１４ａ、２１４ｂと対向する面と反対側の面に形成されている。
　さらに、基部２１２には、支持部２２０にて支持される側の面に図示しない６つのランド（電極パターン）が形成されている。具体的には、第１検出振動片２１４ａに形成された第１検出電極と接続される第１検出ランド、第２検出振動片２１４ｂに形成された第２検出電極と接続される第２検出ランドが形成されている。また、第１駆動振動片２１５ａに形成された第１駆動電極および第２駆動振動片２１５ｂに形成された第２駆動電極と接続される駆動ランド、第１駆動振動片２１５ａに形成された第１調整電極および第２駆動振動片２１５ｂに形成された第２調整電極と接続される調整ランド（グランドランド）が形成されている。さらに、第１、第２検出ランド、駆動ランド、および調整ランドの間に配置され、グランド電位が印加されることによって第１、第２検出ランド、駆動ランドおよび調整ランドの間に発生する浮遊容量を減少させる第１、第２グランドランドが形成されている。そして、これら第１、第２検出ランド、駆動ランド、調整ランド、および第１、第２グランドランドは、支持部２２０の後述する第１～第６リード２４１～２４６を介して回路基板３００と電気的に接続されている。
　以上が本実施形態における角速度センサ２００のセンサ部２１０の構成である。次に、支持部２２０について説明する。
　支持部２２０は、図７および図８に示されるように、ポリイミド樹脂等で形成された絶縁部材２３０に銅箔等で形成された第１～第６リード２４１～２４６が備えられたいわゆるＴＡＢ（Tape Automated Bonding）テープで構成されている。具体的には、絶縁部材２３０は、平面形状が略矩形状とされており、略中央部にデバイスホール２３１が形成されている。第１～第６リード２４１～２４６は、一端部２４１ａ～２４６ａが絶縁部材２３０の裏面２３０ｂ側におけるデバイスホール２３１の周辺に配置され、他端部２４１ｂ～２４６ｂがデバイスホール２３１内から絶縁部材２３０の表面２３０ａ側に突出するように折り曲げられている。
　そして、第１～第６リード２４１～２４６は、一端部２４１ａ～２４６ａが後述するケース２０に形成された接続端子４１～４６と電気的に接続される。また、第１、第２リード２４１、２４２は、他端部がそれぞれ第１、第２検出振動片２１４ａ、２１４ｂに形成された第１、第２検出電極と接続される第１、第２検出ランドと接続される。第３リード２４３は、他端部が第１、第２駆動振動片２１５ａ、２１５ｂに形成された第１、第２調整電極と接続される調整ランドと接続され、第４リード２４４は、他端部が第１、第２駆動振動片２１５ａ、２１５ｂに形成された第１、第２駆動電極と接続される駆動ランドと接続される。第５、第６リード２４５、２４６は、他端部がそれぞれ第１、第２グランドランドと接続される。これにより、センサ部２１０が絶縁部材２３０から離間した状態で保持される。
　ここで、第１～第６リード２４１～２４６の一端部２４１ａ～２４６ａの配置関係について説明する。本実施形態では、図７に示されるように、第１～第３リード２４１～２４３の一端部２４１ａ～２４３ａと第４～第６リード２４４～２４６の一端部２４４ａ～２４６ａとは、絶縁部材２３０の表面２３０ａに対する法線方向から視たとき、反対側の端部に形成されている。
　具体的には、第１～第３リード２４１～２４３の一端部２４１ａ～２４３ａは、絶縁部材２３０における相対する１組の一辺のうちの一方の一辺（図７中紙面上側の一辺）の近傍に配置され、第４～第６リード２４４～２４６の一端部２４４ａ～２４６ａは、他方の一辺（図８中紙面上側の一辺）の近傍に配置されている。言い換えると、第１～第３リード２４１～２４３の一端部２４１ａ～２４６ａと第４～第６リード２４４～２４６の一端部２４４ａ～２４６ａとは、デバイスホール２３１を挟んだ２つの領域に配置されているともいえる。
　以上が本実施形態における角速度センサ２００の構成である。なお、図１では、支持部２２０における絶縁部材２３０を省略して示してある。
　次に、上記角速度センサ２００の作動について説明する。上記角速度センサ２００は、角速度を検出する際、第１駆動振動片２１５ａに形成された第１駆動電極および第２駆動振動片２１５ｂに形成された第２駆動電極（第４リード２４４の一端部２４４ａ）に所定の振幅、周波数を有するパルス状の入力信号（搬送波）が印加される。これにより、第１、第２駆動振動片２１５ａ、２１５ｂには第１、第２検出振動片２１４ａ、２１４ｂに対して第１、第２駆動電極が互いに反対に位置するように形成されているため、第１、第２駆動振動片２１５ａ、２１５ｂが図６中のｙ軸方向に沿って逆向きに駆動振動する。つまり、第１、第２駆動振動片２１５ａ、２１５ｂが互いに開閉するように駆動振動する。
　なお、角速度が印加されていない状態では、第１、第２検出振動片２１４ａ、２１４ｂに第１、第２駆動振動片２１５ａ、２１５ｂから印加されるモーメントは逆向きであって相殺されるため、第１、第２検出振動片２１４ａ、２１４ｂはほぼ静止した状態となる。また、本実施形態では、第１駆動振動片２１５ａの第１駆動電極および第２駆動振動片２１５ｂの第２駆動電極（第４リード２４４の一端部２４４ａ）に入力される入力信号は、加速度センサ１００に入力される入力信号と少なくとも５次高調波まで結びつかない周波数とされ、互いの入力信号が共振し難くなるようにされている。
　そして、第１駆動振動片２１５ａの第１調整電極および第２駆動振動片２１５ｂの第２調整電極（第３リード２４３の一端部２４３ａ）に発生した電荷が回路基板３００に出力されると、回路基板３００に形成されたＩ／Ｖ変換回路（電流／電圧変換回路）や入力信号の振幅を調整するオートゲインコントロール回路により、第１駆動振動片２１５ａの第１駆動電極および第２駆動振動片２１５ｂの第２駆動電極（第４リード２４４の一端部２４４ａ）に入力される入力信号が調整される。
　つまり、第１駆動振動片２１５ａの第１駆動電極および第２駆動振動片２１５ｂの第２駆動電極と接続される第４リード２４４は入力信号が入力される入力部となり、第４リード２４４の一端部２４４ａは入力端子となる。一方、第１駆動振動片２１５ａの第１調整電極および第２駆動振動片２１５ｂの第２調整電極と接続される第３リード２４３は回路基板３００に電荷を出力する出力部となり、第３リード２４３の一端部２４３ａは出力端子となる。以下では、第３リード２４３の一端部２４３ａを出力端子２４３ａとし、第４リード２４４の一端部２４４ａを入力端子として説明する。
　そして、この状態において、ｚ軸方向周りに角速度ωが印加されると、コリオリ力によって第１、第２駆動振動片２１５ａ、２１５ｂはｘ軸方向に逆向きに振動する。これにより、第１、第２検出振動片２１４ａ、２１４ｂは、ｚ軸方向を軸とする周方向反対向きの振動を行う。そして、第１、第２検出振動片２１４ａ、２１４ｂに形成された図示しない第１、第２検出電極（第１、第２リード２４１の一端部２４１ａ、２４２ａ）に振動に応じた電荷が発生し、当該電荷が回路基板３００に出力されることによって角速度の検出が行われる。つまり、第１、第２検出振動片２１４ａ、２１４ｂと接続される第１、第２リード２４１、２４２の一端部２４１ａ、２４２ａは出力端子となる。以下では、第１、第２リード２４１、２４２の一端部２４１ａ、２４２ａを出力端子２４１ａ、２４２ａとして説明する。
　回路基板３００は、加速度センサ１００および角速度センサ２００に対して所定の処理を行う増幅回路、Ｉ／Ｖ変換回路、オートゲインコントロール回路、コンパレータ、配線等の各種回路が形成されたものである。そして、図１に示されるように、加速度センサ１００と接続されるパッド３０１、３０２、接続端子５１と接続されるパッド３０３、接続端子５２と接続されるパッド３０４を有している。なお、パッド３０３は、回路基板３００内に形成された配線を介してパッド３０２と電気的に接続されている。また、本実施形態では、回路基板３００は、加速度センサ１００の出力端子１６２、１６３および角速度センサ２００の出力端子２４１ａ、２４２ａから出力された信号に基づいたアナログ信号を外部回路に出力する。
　次に、パッケージ１０の基本的な構造について説明する。
　パッケージ１０は、図２、図３に示されるように、ケース２０とリッド６０とを有する構成とされている。ケース２０は、本実施形態では、アルミナ等で構成される第１～第９セラミック層２１～２９が順に積層された多層基板を用いて構成され、一面２０ａに凹部３０が形成された箱形状とされている。なお、ケース２０は、一面２０ａが第１セラミック層２１の表面２１ａで構成されていると共に、他面２０ｂが第９セラミック層２９の裏面２９ｂで構成されている。また、第１～第９セラミック層２１～２９は、それぞれ表面２１ａ～２９ａが一面２０ａ側に配置され、裏面２１ｂ～２９ｂが他面２０ｂ側に配置されている。
　凹部３０は、本実施形態では、第１セラミック層２１から第２セラミック層２２に渡って形成された第１凹部３１と、第１凹部３１の底面を構成する第３セラミック層２３から第４セラミック層２４に渡って形成された第２凹部３２（図２参照）と、第２凹部３２の底面を構成する第５セラミック層２５から第６セラミック層２６に渡って形成された第３凹部３３とによって構成されている。
　また、ケース２０には、図１、図３に示されるように、第１凹部３１の底面を構成する第３セラミック層２３の表面２３ａに第１～第６接続端子４１～４６が設けられている。また、第２凹部３２の底面を構成する第５セラミック層２５の表面２５ａに、図１、図２に示されるように、接続端子５１と複数の接続端子５２が形成されている。そして、第１～第６接続端子４１～４６と複数の接続端子５２の一部とは、ケース２０の内部および第１～第３凹部３１～３３の壁面等に形成された図示しない配線層や貫通ビア電極等を介して適宜電気的に接続されている。
　なお、本実施形態では、第１～第６接続端子４１～４６が第２センサ用接続端子に相当し、接続端子５１が第１センサ用接続端子に相当している。
　リッド６０は、金属等を用いて構成されており、ケース２０の一面２０ａと図示しない導電性接着剤等を介して接合されている。これにより、ケース２０が閉塞され、ケース２０内が気密封止されている。本実施形態では、ケース２０内は、真空圧とされている。以上が本実施形態におけるパッケージ１０の基本的な構成である。
　そして、このようなパッケージ１０に、上記加速度センサ１００、角速度センサ２００、回路基板３００が収容されている。具体的には、図１～図３に示されるように、第３凹部３３の底面（第７セラミック層２７の表面２７ａ）に、接着剤７１を介して回路基板３００が搭載されている。そして、加速度センサ１００および角速度センサ２００は、第３凹部３３の底面に対する法線方向（以下では、単に法線方向という）から視たとき、回路基板３００上（ケース２０内）に並べて配置されている。
　詳述すると、加速度センサ１００は、図１および図２に示されるように、回路基板３００上に接着剤７２を介して搭載されている。そして、入力端子１６１および出力端子１６２、１６３が回路基板３００のパッド３０１とワイヤ８１を介して電気的に接続されていると共に、周辺部用パッド１６４が回路基板３００のパッド３０２とワイヤ８１を介して電気的に接続されている。
　角速度センサ２００は、第２凹部３２の底面に形成された第１～第６接続端子４１～４６に第１～第６リード２４１～２４６の一端部２４１ａ～２４６ａが図示しないはんだ等の導電性部材を介して電気的、機械的に接続され、ケース２０内の空間にセンサ部２１０が中空保持された状態となっている。つまり、角速度センサ２００は、回路基板３００と離間する状態で、ケース２０内に収容されている。なお、本実施形態では、第３凹部３３の底面（第７セラミック層２７の表面２７ａ）が被搭載部材の一面に相当しており、被搭載部材の一面上に加速度センサ１００と角速度センサ２００とが位置しているといえる。
　さらに詳述すると、加速度センサ１００は、上記のように、入力端子１６１と出力端子１６２、１６３とが反対側に（離間して）配置されている。同様に、角速度センサ２００は、上記のように、入力端子２４４ａと出力端子２４１ａ～２４３ａとが反対側に（離間して）配置されている。そして、図１に示されるように、加速度センサ１００および角速度センサ２００は、加速度センサ１００の入力端子１６１および角速度センサ２００の入力端子２４４ａが同じ側となるように配置され、加速度センサ１００の出力端子１６２、１６３および角速度センサ２００の出力端子２４１ａ～２４３ａが同じ側となるように配置されている。つまり、加速度センサ１００と角速度センサ２００の配列方向に沿った方向であり、加速度センサ１００および角速度センサ２００の中心を通る直線を仮想線Ｋとしたとき、加速度センサ１００の入力端子１６１および角速度センサ２００の入力端子２４４ａは仮想線Ｋに対して分割される一方の領域側（図１中では仮想線Ｋより紙面下側）に配置され、加速度センサ１００の出力端子１６２、１６３および角速度センサ２００の出力端子２４１ａ～２４３ａは他方の領域側（図１中では仮想線Ｋより紙面上側）に配置されている。言い換えると、加速度センサ１００の入力インピーダンスの低い端子１６１および角速度センサ２００の入力インピーダンスの低い端子２４４ａが仮想線Ｋに対して分割される一方の領域側（図１中では仮想線Ｋより紙面下側）に配置され、加速度センサ１００の出力インピーダンスの高い端子１６２、１６３および角速度センサ２００の出力インピーダンスの高い端子２４１ａ～２４３ａが仮想線Ｋに対して分割される他方の領域側（図１中では仮想線Ｋより紙面上側）に配置されている。
　また、回路基板３００に形成され、加速度センサ１００の各パッド１６１～１６３と接続されないパッド３０３は、第２凹部３２の底面に形成された接続端子５１とワイヤ８１を介して電気的に接続されている。これにより、周辺部用パッド１６４がパッド３０２、３０３を介して接続端子５１と接続される。 
　なお、パッド３０３は、本実施形態では、法線方向から視たとき、加速度センサ１００の出力端子１６２、１６３と、角速度センサ２００の出力端子２４１ａ～２４３ａとの間に形成されている。具体的には、パッド３０３は、加速度センサ１００の出力端子１６２、１６３と接続される回路基板３００のパッド３０１より角速度センサ２００側に配置されている。このため、パッド３０３と接続端子５１とを接続するワイヤ８１は、加速度センサ１００の出力端子１６２、１６３と回路基板３００のパッド３０１とを接続するワイヤ８１と、角速度センサ２００の出力端子２４１ａ～２４３ａと第１凹部３１の底面に形成された第１～第３接続端子４１～４３との接続部との間に形成される。また、接続端子５１は所定の基準（グランド）電位に固定されるものであり、周辺部用パッド１６４（周辺部１５０）は、接続端子５１と接続されることによって基準電位に固定される。
　また、回路基板３００に形成され、加速度センサ１００と接続されないパッド３０４は、第２凹部３２の底面に形成された接続端子５２とワイヤ８１を介して電気的に接続されている。
　なお、各パッド３０４と接続端子５２とを接続するワイヤ８１は、図２に示されるように、撓んだ状態でパッド３０４と接続端子５１との間に配置されているが、最も第３凹部３３の底面（第７セラミック層２７の表面２７ａ）から離間している部分が加速度センサ１００のうちの回路基板３００側と反対側に位置する部分（図５に示される半導体層１１３のうちの絶縁膜１１２側と反対側の一面）よりも第３凹部３３の底面側に位置するように配置されている。
　以上が本実施形態における複合センサの基本的な構成である。次に、本実施形態の特徴点であるケース２０の構造について説明する。
　本実施形態では、ケース２０には、図２、図３、図９に示されるように、ノイズ遮蔽部としての第１～第３シールドパターン（ガードリング）９１～９３が形成されている。具体的には、第１シールドパターン９１は第７セラミック層２７の表面２７ａに形成され、第２シールドパターン９２は第６セラミック層２６の表面２６ａに形成され、第３シールドパターン９３は、第４セラミック層２４の表面２４ａに形成されている。つまり、第１～第３シールドパターン９１～９３は、それぞれ異なるセラミック層の表面に形成されている。
　さらに詳述すると、第１シールドパターン９１は、主に回路基板３００に対するノイズ遮蔽部として機能するように、第７セラミック層２７の表面２７ａのうちの回路基板３００と対向する部分に略矩形状に形成されている。第２シールドパターン９２は、主に加速度センサ１００（加速度センサ１００における周辺部１５０の電位であり、周辺部１５０と接続される接続端子５１）に対するノイズ遮蔽部として機能するように、第６セラミック層２６の表面２６ａのうちの接続端子５１と対向する部分を含む略Ｌ字状に形成されている。第３シールドパターン９３は、主に角速度センサ２００に対するノイズ遮蔽部として機能するように、第４セラミック層２４の表面２４ａのうちの角速度センサ２００の各端子２４１ａ～２４６ａと対向する部分を含む略Ｕ字状に形成されている。
　また、ケース２０には、セラミック層を貫通する貫通孔９４ａに電極９４ｂが埋め込まれることによって構成される複数の貫通ビア電極９４が備えられている。そして、第２シールドパターン９２および第３シールドパターン９３は、それぞれ貫通ビア電極９４およびセラミック層の表面に適宜形成された配線層９５を介して第１シールドパターン９１と電気的に接続されている。具体的には、第２シールドパターン９２は、第６セラミック層２６に形成された貫通ビア電極９４を介して第１シールドパターン９１と電気的に接続されている（図２参照）。また、第３シールドパターン９３は、第４～第６セラミック層２４～２６に形成された貫通ビア電極９４および第５、第６セラミック層２５、２６の表面２５ａ、２６ａに形成された配線層９５を介して第１シールドパターン９１と電気的に接続されている（図３参照）。つまり、第２シールドパターン９２と第１シールドパターン９１との間に備えられる貫通ビア電極９４と、第３シールドパターン９３と第１シールドパターン９１との間に備えられる貫通ビア電極９４との数が異なっている。本実施形態では、第２シールドパターン９２と第１シールドパターン９１との間に備えられる貫通ビア電極９４の数は、第３シールドパターン９３と第１シールドパターン９１との間に備えられる貫通ビア電極９４の数より少なくされている。
　また、ケース２０には、図２に示されるように、他面２０ｂに外部接続端子９６が形成されている。そして、第１シールドパターン９１は、第７～第９セラミック層２７～２９に形成された貫通ビア電極９４および第８、第９セラミック層２８、２９の表面２８ａ、２９ａに形成された配線層９５を介して外部接続端子９６と電気的に接続されることにより、外部回路（グランド）との接続が図れるようになっている。なお、各接続端子５１、５２も、特に図示しないが、適宜セラミック層に形成された配線層および貫通ビア電極を介してケース２０の他面２０ｂに形成された外部接続端子と電気的に接続されている。
　以上説明したように本実施形態のケース２０が構成されている。このようなケース２０では、貫通ビア電極９４自体が僅かな抵抗成分を有し、第２シールドパターン９２と第１シールドパターン９１との間に備えられる貫通ビア電極９４の数は、第３シールドパターン９３と第１シールドパターン９１との間に備えられる貫通ビア電極９４の数より少なくされている。このため、第１シールドパターン９１、第２シールドパターン９２、第３シールドパターン９３の順にインピーダンスが高くなる。つまり、第２シールドパターン９２と第３シールドパターン９３とは、最もインピーダンスの低い第１シールドパターン９１を介して接続される。このため、第２シールドパターン９２に印加されたノイズは、第１シールドパターン９１に伝播された後に外部接続端子９６に伝播され易くなり、当該ノイズが第３シールドパターン９３に伝播されることを抑制できる。つまり、加速度センサ１００に対するノイズが角速度センサ２００に影響することを抑制できる。同様に、第３シールドパターン９３に印加されたノイズは、第１シールドパターン９１に伝播された後に外部接続端子９６に伝播され易くなり、当該ノイズが第２シールドパターン９２に伝播されることを抑制できる。つまり、角速度センサ２００に対するノイズが加速度センサ１００に影響することを抑制できる。
　なお、第１シールドパターン９１に印加されるノイズは、第２シールドパターン９２および第３シールドパターン９３が第１シールドパターン９１よりインピーダンスが高くされているため、そのまま外部接続端子９６に伝播される。
　以上説明したように、本実施形態では、第２シールドパターン９２および第３シールドパターン９３は、インピーダンスが最も低い第１シールドパターン９１を介して接続されている。このため、第２シールドパターン９２に印加されたノイズが第３シールドパターン９３に伝播されることを抑制できると共に、第３シールドパターン９３に印加されたノイズが第２シールドパターン９２に伝播されることを抑制できる。したがって、電気的なノイズが加速度センサ１００と角速度センサ２００との間で相互干渉することを抑制でき、加速度センサ１００および角速度センサ２００の検出精度が低下することを抑制できる。
　また、本実施形態では、加速度センサ１００の入力端子１６１および角速度センサ２００の入力端子２４４ａは仮想線Ｋに対して分割される一方の領域側に配置され、加速度センサ１００の出力端子１６２、１６３および角速度センサ２００の出力端子２４１ａ～２４３ａは仮想線Ｋに対して分割される他方の領域側に配置されている。つまり、ノイズ源となり易い信号が入力される入力端子１６１、２４４ａと、ノイズの影響を受け易い出力端子１６２、１６３、２４１ａ～２４３ａとが離間して配置されている。このため、入力端子１６１、２４４ａに入力される信号が出力端子１６２、１６３、２４１ａ～２４３ａから出力される信号に影響することを抑制でき、検出精度が低下することを抑制できる。
　また、上記のように加速度センサ１００および角速度センサ２００の入力端子１６１、２４４ａおよび出力端子１６２、１６３、２４１ａ～２４３ａが同じ側にまとめて配置されているため、ケース２０の内部および第１～第３凹部３１～３３の壁面等に形成される配線層の設計（引き回し）を容易にできる。
　そして、ワイヤ８２は、最も第３凹部３３の底面から離間している部分が加速度センサ１００のうちの回路基板３００側と反対側に位置する部分（半導体層１１３のうちの絶縁膜１１２側と反対側の一面）よりも第３凹部３３の底面側に位置するように配置されている。つまり、ワイヤ８２を短くするようにしている。これによれば、ワイヤ８２に発生する寄生容量を低減でき、当該寄生容量が検出精度に影響することを抑制できる。
　さらに、本実施形態では、加速度センサ１００が容量式とされ、角速度センサ２００が圧電式とされている。このため、角速度センサ２００としては、共振周波数の範囲が狭くなり、感度を高くできる。また、加速度センサ１００としては、Ｑ値を高くでき、角速度センサ２００の振動によって検出精度が低下することを抑制できる。
　また、加速度センサ１００は第３凹部３３の底面に回路基板３００を介して搭載され、角速度センサ２００は第１凹部３１の底面に形成された第１～第６接続端子４１～４６と接続されている。つまり、加速度センサ１００と角速度センサ２００とが接合される領域が異なっている。このため、角速度センサ２００の振動が加速度センサ１００に伝達されることを抑制でき、機械的なノイズ（角速度センサ２００の振動）によって加速度センサ１００の検出精度が低下することも抑制できる。
　さらに、ケース２０はリッド６０によって閉塞（気密封止）されている。つまり、第１～第３シールドパターン９１～９３は、閉塞された空間内に配置されている。このため、ケース２０が閉塞されていない場合と比較して、外部からノイズがケース２０内に導入され難くなり、さらに加速度センサ１００および角速度センサ２００の検出精度が低下することを抑制できる。
　（第２実施形態）
　本開示の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して第２シールドパターン９２と第１シールドパターン９１とを接続する貫通ビア電極９４の形成場所、および第３シールドパターン９３と第１シールドパターン９１とを接続する貫通ビア電極９４の形成場所を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
　本実施形態では、図１０に示されるように、第２シールドパターン９２は、第３シールドパターン９３に最も隣接する部分が貫通ビア電極９４を介して第１シールドパターン９１と接続されている。同様に、第３シールドパターン９３は、第２シールドパターン９２に最も隣接する部分が貫通ビア電極９４を介して第１シールドパターン９１と接続されている。
　これによれば、第２シールドパターン９２と第３シールドパターン９３との間で相互にノイズが伝播することをさらに抑制できる。すなわち、第２シールドパターン９２のうちの第３シールドパターン９３に最も隣接する部分が貫通ビア電極９４を介して第１シールドパターン９１と接続されていない場合、第２シールドパターン９２に印加されたノイズは、第２シールドパターン９２のうちの第３シールドパターン９３に最も隣接する部分から第１シールドパターン９１を介さずに直接（空中を介して）第３シールドパターン９３に伝播されることがある。同様に、第３シールドパターン９３のうちの第２シールドパターン９２に最も隣接する部分が貫通ビア電極９４を介して第１シールドパターン９１と接続されていない場合、第３シールドパターン９３に印加されたノイズは、第３シールドパターン９３のうちの第２シールドパターン９２に最も隣接する部分から第１シールドパターン９１を介さずに直接（空中を介して）第２シールドパターン９２に伝播されることがある。これに対し、本実施形態のように構成されていることにより、第２、第３シールドパターン９２、９３の互いに最も隣接する部分から第１シールドパターン９１にノイズが伝播され易くなり、第２シールドパターン９２と第３シールドパターン９３との間で相互にノイズが伝播することをさらに抑制できる。
　（他の実施形態）
　上記各実施形態において、第１、第２センサの組み合わせは適宜変更可能であり、例えば、第１センサを所定の一方向の加速度のみを検出する加速度センサ１００とし、第２センサを当該一方向と直交する一方向の加速度のみを検出する加速度センサ１００としてもよい。
　また、上記各実施形態において、加速度センサ１００には、加速度を検出する際、第１、第２固定電極１３１、１４１（第１、第２固定電極用パッド１６２、１６３）に回路基板３００から所定の振幅、周波数を有するパルス状の入力信号（搬送波）が印加されるようにしてもよい。このような加速度センサ１００とした場合には、第１、第２固定電極用パッド１６２、１６３が入力端子となり、可動電極用パッド１６１が出力端子となる。
　さらに、上記各実施形態において、角速度センサ２００は、いわゆる容量型のものであってもよい。
　また、上記各実施形態において、第２シールドパターン９２より第３シールドパターン９３の方がインピーダンスが低くてもよい。つまり、第２シールドパターン９２と第３シールドパターン９３とは、インピーダンスが最も低い第１シールドパターン９１を介して電気的に接続されていれば、互いのインピーダンスの大小は適宜変更可能である。
　さらに、上記各実施形態において、例えば、加速度センサ１００の入力端子１６１および角速度センサ２００の出力端子２４１ａ～２４３ａが仮想線Ｋに対して分割される一方の領域側に配置され、加速度センサ１００の出力端子１６２、１６３および角速度センサ２００の入力端子２４４ａが仮想線Ｋに対して分割される他方の領域側に配置されていてもよい。このような複合センサとしても、第２シールドパターン９２と第３シールドパターン９３とを第１シールドパターン９１を介して電気的に接続することにより、電気的なノイズが加速度センサ１００と角速度センサ２００との間で相互干渉することを抑制できる。
　そして、上記第２実施形態において、第２シールドパターン９２と第３シールドパターン９３とが隣接する部分において、一方のシールドパターンのみが第１シールドパターン９１と接続されるようにしてもよい。例えば、第３シールドパターン９３のうちの第２シールドパターン９２と隣接する部分が第１シールドパターン９１と貫通ビア電極９４を介して接続されるのであれば、第２シールドパターン９２は、第３シールドパターン９３と隣接する部分と異なる部分（第１実施形態）にて第１シールドパターン９１と貫通ビア電極９４を介して接続されるようにしてもよい。同様に、第２シールドパターン９２のうちの第３シールドパターン９３と隣接する部分が第１シールドパターン９１と貫通ビア電極９４を介して接続されるのであれば、第３シールドパターン９３は、第２シールドパターン９２と隣接する部分と異なる部分（第１実施形態）にて第１シールドパターン９１と貫通ビア電極９４を介して接続されるようにしてもよい。
　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (7)

  1. 　検出対象に応じた第１センサ信号を出力する第１センサ（１００）と、
    　前記第１センサの検出対象と異なる検出対象に応じた第２センサ信号を出力する第２センサ（２００）と、
    　前記第１、第２センサと電気的に接続される回路基板（３００）と、
    　一面（２７ａ）を有し、前記一面上に前記第１、第２センサおよび前記回路基板が配置される被搭載部材（１０）と、
    　前記回路基板に対するノイズ遮蔽部として機能する第１シールドパターン（９１）と、
    　前記第１センサに対するノイズ遮蔽部として機能する第２シールドパターン（９２）と、
    　前記第２センサに対するノイズ遮蔽部として機能する第３シールドパターン（９３）と、を備え、
    　前記第１シールドパターンは、前記第２、第３シールドパターンよりインピーダンスが低くされており、
    　前記第２シールドパターンと前記第３シールドパターンとは、前記第１シールドパターンを介して電気的に接続されている複合センサ。
  2. 　前記被搭載部材は、表面（２１ａ～２９ａ）および前記表面と反対側の裏面（２１ｂ～２９ｂ）を有する複数の層（２１～２９）が順に積層された多層基板で構成されるケース（２０）を有し、
    　前記ケースには、前記複数の層の積層方向を深さ方向とする凹部（３０）が形成されており、
    　前記被搭載部材の前記一面は、前記ケースに形成された凹部（３０）の底面を構成する前記複数の層における１つの層の表面にて構成され、
    　前記第１シールドパターンは、前記一面に形成され、
    　前記第２シールドパターンは、前記一面を構成する前記層の表面と異なる前記複数の層における１つの層の表面に形成され、
    　前記第３シールドパターンは、前記一面を構成する前記層の表面と異なる前記複数の層における１つの層の表面に形成され、
    　前記第２シールドパターンおよび前記第３シールドパターンは、前記ケース内に形成された貫通ビア電極（９４）を介して前記第１シールドパターンと電気的に接続されている請求項１に記載の複合センサ。
  3. 　前記被搭載部材は、前記ケースと、前記ケースに形成された凹部を閉塞するリッド（６０）とを有し、前記凹部内が気密封止されている請求項２に記載の複合センサ。
  4. 　前記一面に対する法線方向から視たとき、前記第２シールドパターンと前記第３シールドパターンとが最も隣接する部分において、前記第２シールドパターンおよび前記第３シールドパターンのうちの少なくとも一方が前記第１シールドパターンと前記貫通ビア電極を介して電気的に接続されている請求項２または３に記載の複合センサ。
  5. 　前記被搭載部材には、前記複数の層における１つの層の表面に前記第１センサと接続される第１センサ用接続端子（５１）が形成されていると共に、前記複数の層における１つの層の表面に前記第２センサと接続される第２センサ用接続端子（４１～４６）が形成されており、
    　前記第２シールドパターンが形成される前記層は、前記第１センサ用接続端子が形成される前記層の下方に位置し、
    　前記第３シールドパターンが形成される前記層は、前記第２センサ用接続端子が形成される前記層の下方に位置する請求項２ないし４のいずれか１つに記載の複合センサ。
  6. 　前記第１、第２センサは、所定の振幅および周波数を有する入力信号が入力されるための入力端子（１６１、２４４ａ）および前記第１、第２センサ信号を出力するための出力端子（１６２、１６３、２４１ａ～２４３ａ）をそれぞれ有し、
    　前記一面に対する法線方向から視たとき、前記第１、第２センサは、並べて配置されており、
    　前記第１、第２センサの配列方向に沿った方向であって、前記第１、第２センサの中心を通る直線を仮想線（Ｋ）とし、
    　前記一面に対する法線方向から視たとき、前記入力端子が前記仮想線に対して分割される一方の同じ領域側に位置し、
    　前記一面に対する法線方向から視たとき、前記出力端子が前記仮想線に対して分割される他方の同じ領域側に位置している請求項１ないし５のいずれか１つに記載の複合センサ。
  7. 　前記第１センサは、加速度に応じて変位可能とされた可動電極（１２４）と、前記可動電極と対向して配置された固定電極（１３１、１４１）とを有し、前記可動電極と前記固定電極との間の容量に応じて前記第１センサ信号を出力する加速度センサであり、
    　前記第２センサは、圧電材料を用いて構成されるセンサ部（２１０）と、一方の端部（２４１ｂ～２４６ｂ）にて前記センサ部を中空保持する複数のリード（２４１～２４６）を有する支持部（２２０）と、を有し、前記入力端子および前記出力端子は、前記リードのうちの前記センサ部側と反対側の端部（２４１ａ～２４６ａ）にて構成され、前記センサ部を振動させた状態で角速度が印加されると当該角速度に応じた前記第２センサ信号を出力する角速度センサである請求項６に記載の複合センサ。
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