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JP2016031358A - Physical quantity sensor, electronic apparatus, and moving body - Google Patents

Physical quantity sensor, electronic apparatus, and moving body Download PDF

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JP2016031358A
JP2016031358A JP2014155430A JP2014155430A JP2016031358A JP 2016031358 A JP2016031358 A JP 2016031358A JP 2014155430 A JP2014155430 A JP 2014155430A JP 2014155430 A JP2014155430 A JP 2014155430A JP 2016031358 A JP2016031358 A JP 2016031358A
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JP
Japan
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physical quantity
sensor element
movable
acceleration sensor
quantity sensor
Prior art date
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JP2014155430A
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Japanese (ja)
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成和 ▲高▼木
成和 ▲高▼木
Shigekatsu Takagi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a physical quantity sensor capable of precisely detecting an acceleration if an acceleration sensor element is contained in vacuum space, and an electronic apparatus and a moving body having the physical quantity sensor.SOLUTION: A physical quantity sensor 1 includes an acceleration sensor 200 and a gyro sensor on a base substrate (substrate) 2. Further, the physical quantity sensor 1 includes an inner space (acceleration sensor element container) S2 containing the acceleration sensor 200 and an inner space (gyro sensor element container) containing the gyro sensor, the inner space S2 having protrusions 215 and 325 facing an acceleration sensor element 204 on the inner wall thereof.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、物理量センサー、電子機器および移動体に関するものである。   The present invention relates to a physical quantity sensor, an electronic device, and a moving object.

従来から、水晶を用いた振動素子を備える物理量センサーとして、ひとつの構造体で複数軸の加速度、角速度を検出するものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。   2. Description of the Related Art Conventionally, as a physical quantity sensor including a vibration element using crystal, one that detects acceleration and angular velocity of a plurality of axes with one structure is known (for example, see Patent Document 1).

このような物理量センサー(コンボセンサー)では、ひとつの構造体で複数軸の加速度、角速度を検出するため、多軸感度の影響による特性悪化が懸念される。そのため、同一基板上に、加速度センサーおよびジャイロセンサーの双方を形成することが望まれる。   In such a physical quantity sensor (combo sensor), since acceleration and angular velocities of a plurality of axes are detected with one structure, there is a concern that characteristics deteriorate due to the influence of multi-axis sensitivity. Therefore, it is desirable to form both the acceleration sensor and the gyro sensor on the same substrate.

この場合、各センサーの形成を、それぞれ、違う雰囲気下で行うと工程数の増加を招く。そのため、同一の雰囲気下で、同一の工程により各センサーの作り込みを実施すると、以下のような問題が生じる。   In this case, if each sensor is formed in a different atmosphere, the number of processes increases. Therefore, if each sensor is built in the same atmosphere by the same process, the following problems occur.

すなわち、加速度センサーでは粘性効果が大きく、ジャイロセンサーでは粘性効果が小さくなっていることが好ましいため、それぞれにおける真空度は、加速度センサーにおいて低く、ジャイロセンサーにおいて高くなっていることが求められる。しかしながら、同一雰囲気下で加速度センサーとジャイロセンサーとを、それぞれの収納部に収納されるように、同一基板上に形成すると、各収納部の圧力が同一のものとなる。そのため、前記関係を満足することができず、各センサー特性を共に高くすることが困難であった。   In other words, it is preferable that the acceleration sensor has a large viscosity effect and the gyro sensor has a small viscosity effect. Therefore, the degree of vacuum is required to be low in the acceleration sensor and high in the gyro sensor. However, if the acceleration sensor and the gyro sensor are formed on the same substrate so as to be housed in the respective housing portions under the same atmosphere, the pressures in the housing portions are the same. Therefore, the relationship cannot be satisfied, and it is difficult to improve both sensor characteristics.

特開平10−239347号公報JP-A-10-239347

本発明の目的は、加速度センサー素子が真空空間で収容されていても高精度に加速度を検出できる物理量センサー、かかる物理量センサーを備える、電子機器および移動体を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a physical quantity sensor capable of detecting acceleration with high accuracy even when an acceleration sensor element is accommodated in a vacuum space, and an electronic apparatus and a moving body including the physical quantity sensor.

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。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

[適用例1]
本発明の物理量センサーは、加速度センサー素子と、
前記加速度センサー素子を収納する加速度センサー素子収納部と、を有し、
前記加速度センサー素子収納部は、その内壁に、前記加速度センサー素子と対向する位置に凹凸を備えることを特徴とする。
[Application Example 1]
The physical quantity sensor of the present invention includes an acceleration sensor element,
An acceleration sensor element storage portion for storing the acceleration sensor element,
The acceleration sensor element storage portion is provided with unevenness on the inner wall at a position facing the acceleration sensor element.

これにより、加速度センサーを収納する加速度センサー素子収納部が真空雰囲気であっても、仮想的に真空度が低い状態として粘性効果を大きくすることができることから、加速度センサーにより加速度を優れた精度で検出することができる。   As a result, even if the accelerometer element housing that houses the accelerometer is in a vacuum atmosphere, the viscosity effect can be increased in a virtually low vacuum state, so the accelerometer can detect acceleration with excellent accuracy. can do.

[適用例2]
本発明の物理量センサーは、基板上に配置されている加速度センサー素子と、
前記基板上に配置されているジャイロセンサー素子と、
前記加速度センサー素子を収納する加速度センサー素子収納部と、
前記ジャイロセンサー素子を収納するジャイロセンサー素子収納部と、を有し、
前記加速度センサー素子収納部は、その内壁に、前記加速度センサー素子と対向する位置に凹凸を備えることを特徴とする。
[Application Example 2]
The physical quantity sensor of the present invention includes an acceleration sensor element disposed on a substrate,
A gyro sensor element disposed on the substrate;
An acceleration sensor element storage portion for storing the acceleration sensor element;
A gyro sensor element storage portion for storing the gyro sensor element;
The acceleration sensor element storage portion is provided with unevenness on the inner wall at a position facing the acceleration sensor element.

これにより、加速度センサーを収納する加速度センサー素子収納部を真空度が高いものとしたとしても、仮想的に真空度が低い状態として粘性効果を大きくすることができることから、加速度センサーにより加速度を優れた精度で検出することができる。   As a result, even if the acceleration sensor element storage portion for storing the acceleration sensor has a high degree of vacuum, the viscosity effect can be increased in a virtually low vacuum state. It can be detected with accuracy.

したがって、加速度センサー素子収納部における真空度を、ジャイロセンサー素子収納部における真空度とほぼ同一に設定したとしても、物理量センサーが備える加速度センサーとジャイロセンサーとの双方を、高精度なものとすることができる。   Therefore, even if the degree of vacuum in the acceleration sensor element storage unit is set to be substantially the same as the degree of vacuum in the gyro sensor element storage unit, both the acceleration sensor and the gyro sensor included in the physical quantity sensor should be highly accurate. Can do.

[適用例3]
本発明の物理量センサーでは、前記加速度センサー素子収納部および前記ジャイロセンサー素子収納部は、それぞれ、前記基板と、前記基板上に重なるように接合され、前記ジャイロセンサー素子および前記加速度センサー素子に対応する位置にそれぞれ第1凹部および第2凹部を備える基板とで画成されたものであることが好ましい。
[Application Example 3]
In the physical quantity sensor of the present invention, the acceleration sensor element storage portion and the gyro sensor element storage portion are respectively joined to the substrate so as to overlap the substrate, and correspond to the gyro sensor element and the acceleration sensor element. Preferably, the substrate is defined by a substrate having a first recess and a second recess, respectively.

これにより、前記加速度センサー素子収納部および前記ジャイロセンサー素子収納部を容易に形成することができる。   Thereby, the acceleration sensor element storage part and the gyro sensor element storage part can be easily formed.

[適用例4]
本発明の物理量センサーでは、複数の前記凹凸は、それぞれ、前記基板の平面視で、前記加速度センサー素子が備える可動電極と固定電極との間の領域と重なる位置に配置されている凸部を有することが好ましい。
[Application Example 4]
In the physical quantity sensor according to the aspect of the invention, each of the plurality of projections and depressions includes a projection that is disposed at a position overlapping with a region between the movable electrode and the fixed electrode included in the acceleration sensor element in a plan view of the substrate. It is preferable.

これにより、可動部が変位する際に、可動電極と固定電極との間から、気体が押し出されるのをより低減させることができる。   Thereby, when a movable part displaces, it can reduce more that gas is extruded from between a movable electrode and a fixed electrode.

[適用例5]
本発明の物理量センサーでは、前記加速度センサー素子収納部および前記ジャイロセンサー素子収納部は、ともに同一の空間内に配置されていることが好ましい。
[Application Example 5]
In the physical quantity sensor of the present invention, it is preferable that both the acceleration sensor element storage portion and the gyro sensor element storage portion are arranged in the same space.

このように、同一の空間内に前記加速度センサー素子収納部および前記ジャイロセンサー素子収納部が配置されている物理量センサーであっても、本発明によれば、加速度センサーとジャイロセンサーとの双方を、高精度なものとすることができる。   Thus, even in the physical quantity sensor in which the acceleration sensor element storage portion and the gyro sensor element storage portion are arranged in the same space, according to the present invention, both the acceleration sensor and the gyro sensor are High accuracy can be achieved.

[適用例6]
本発明の物理量センサーでは、前記凹凸は、ガラス材料を主材料に含んでいることが好ましい。
[Application Example 6]
In the physical quantity sensor of the present invention, it is preferable that the unevenness includes a glass material as a main material.

これにより、凹凸を備える加速度センサー素子収納部を、エッチング技法を用いて形成した際に、その表面に複数の凸部を備えるものとすることができる。   Thereby, when the acceleration sensor element storage part provided with unevenness is formed by using an etching technique, a plurality of convex parts can be provided on the surface thereof.

[適用例7]
本発明の物理量センサーでは、前記凹凸は、その表面に複数の凸部を備えることが好ましい。
[Application Example 7]
In the physical quantity sensor according to the aspect of the invention, it is preferable that the unevenness includes a plurality of protrusions on the surface thereof.

これにより、凹凸の表面が荒れたものとなり、その表面積が増大する。そのため、可動部が変位する際に、可動電極と固定電極との間から、気体が押し出されるのをより低減させることができる。さらに、可動部が変位する際に、可動電極が凹凸に貼り付いてしまうのを抑制または防止することができる。   As a result, the uneven surface becomes rough and the surface area increases. Therefore, when the movable part is displaced, it is possible to further reduce the gas being pushed out from between the movable electrode and the fixed electrode. Furthermore, it is possible to suppress or prevent the movable electrode from sticking to the unevenness when the movable portion is displaced.

[適用例8]
本発明の物理量センサーでは、前記凹凸の前記可動電極と対向する面と、前記可動電極の前記凹凸と対向する面とは、それぞれ、同一の面上に位置していないことが好ましい。
[Application Example 8]
In the physical quantity sensor according to the aspect of the invention, it is preferable that the surface of the unevenness facing the movable electrode and the surface of the movable electrode facing the unevenness are not located on the same surface.

これにより、可動部が変位する際に、可動電極と固定電極との間から、気体が押し出されるのを低減させつつ、可動電極が凹凸に貼り付いてしまうのを抑制または防止することができる。   Thereby, when a movable part displaces, it can suppress or prevent that a movable electrode sticks to an unevenness | corrugation, reducing pushing out of gas from between a movable electrode and a fixed electrode.

[適用例9]
本発明の物理量センサーでは、前記ジャイロセンサー素子収納部の真空度と、前記加速度センサー素子収納部の真空度とは、揃っていることが好ましい。
[Application Example 9]
In the physical quantity sensor according to the aspect of the invention, it is preferable that the degree of vacuum of the gyro sensor element housing portion and the degree of vacuum of the acceleration sensor element housing portion are uniform.

これらの真空度が揃っていたとしても、前記凹凸を設ける構成とすることで、加速度センサーとジャイロセンサーとの双方を、高精度なものとすることができる。   Even if the degree of vacuum is uniform, by providing the unevenness, it is possible to make both the acceleration sensor and the gyro sensor highly accurate.

[適用例10]
本発明の物理量センサーでは、前記加速度センサー素子収納部および前記ジャイロセンサー素子収納部のそれぞれの天井部は、同一エッチング工程で形成されたものであることが好ましい。
[Application Example 10]
In the physical quantity sensor of the present invention, it is preferable that the ceiling portions of the acceleration sensor element storage portion and the gyro sensor element storage portion are formed by the same etching process.

これにより、前記加速度センサー素子収納部および前記ジャイロセンサー素子収納部を均一な天井部の高さを有するものとして形成することができる。このように、前記加速度センサー素子収納部および前記ジャイロセンサー素子収納部をバラツキなく形成することができることから、得られる物理量センサーの品質の向上が図られる。   Accordingly, the acceleration sensor element storage portion and the gyro sensor element storage portion can be formed to have a uniform ceiling height. Thus, since the acceleration sensor element storage part and the gyro sensor element storage part can be formed without variation, the quality of the obtained physical quantity sensor can be improved.

[適用例11]
本発明の物理量センサーでは、前記加速度センサー素子収納部および前記ジャイロセンサー素子収納部の真空度は、500Pa以下であることが好ましい。
[Application Example 11]
In the physical quantity sensor of the present invention, it is preferable that the degree of vacuum of the acceleration sensor element storage portion and the gyro sensor element storage portion is 500 Pa or less.

前記加速度センサー素子収納部および前記ジャイロセンサー素子収納部の真空度をかかる範囲内のものとしても、加速度センサーとジャイロセンサーとの双方を、高精度なものとすることができる。   Even if the degree of vacuum of the acceleration sensor element storage portion and the gyro sensor element storage portion is within such a range, both the acceleration sensor and the gyro sensor can be highly accurate.

[適用例12]
本発明の物理量センサーでは、前記加速度センサー素子収納部および前記ジャイロセンサー素子収納部は、その内部が不活性雰囲気であることが好ましい。
[Application Example 12]
In the physical quantity sensor of the present invention, it is preferable that the inside of the acceleration sensor element storage portion and the gyro sensor element storage portion is an inert atmosphere.

これにより、加速度センサーおよびジャイロセンサーの経年変化を低減することができ、センサーの信頼性を高めることができる。   Thereby, the secular change of an acceleration sensor and a gyro sensor can be reduced, and the reliability of a sensor can be improved.

[適用例13]
本発明の物理量センサーでは、前記凹凸の前記加速度センサー素子が備える可動電極と対向する面は、凸面で構成されることが好ましい。
[Application Example 13]
In the physical quantity sensor according to the aspect of the invention, it is preferable that the surface of the uneven acceleration sensor element facing the movable electrode is a convex surface.

これにより、可動部が変位する際に、可動電極と固定電極との間から、気体が押し出されるのをより低減させることができる。   Thereby, when a movable part displaces, it can reduce more that gas is extruded from between a movable electrode and a fixed electrode.

[適用例14]
本発明の電子機器は、本発明の物理量センサーを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器を得ることができる。
[Application Example 14]
An electronic apparatus according to the present invention includes the physical quantity sensor according to the present invention.
Thereby, an electronic device with high reliability can be obtained.

[適用例15]
本発明の移動体は、本発明の物理量センサーを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い移動体を得ることができる。
[Application Example 15]
The moving body of the present invention includes the physical quantity sensor of the present invention.
Thereby, a mobile body with high reliability can be obtained.

本発明の物理量センサーの第1実施形態を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically 1st Embodiment of the physical quantity sensor of this invention. 図1に示す物理量センサーのジャイロセンサーの断面図(図1中のA−A線断面図)である。FIG. 2 is a cross-sectional view (a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1) of the gyro sensor of the physical quantity sensor shown in FIG. 1. 図1に示す物理量センサーの加速度センサーの断面図(図1中のB−B線断面図)である。It is sectional drawing (BB sectional drawing in FIG. 1) of the acceleration sensor of the physical quantity sensor shown in FIG. 図1に示す物理量センサーが有する機能素子の平面図(上面図)である。It is a top view (top view) of the functional element which the physical quantity sensor shown in FIG. 1 has. 図1に示す物理量センサーが有する機能素子の平面図(上面図)である。It is a top view (top view) of the functional element which the physical quantity sensor shown in FIG. 1 has. 図1に示す物理量センサーが有する機能素子の平面図(上面図)である。It is a top view (top view) of the functional element which the physical quantity sensor shown in FIG. 1 has. 図1に示す物理量センサーが有する機能素子の平面図(上面図)である。It is a top view (top view) of the functional element which the physical quantity sensor shown in FIG. 1 has. 図1に示す物理量センサーが有する機能素子の平面図(上面図)である。It is a top view (top view) of the functional element which the physical quantity sensor shown in FIG. 1 has. 図1に示す物理量センサーが有する機能素子の平面図(上面図)である。It is a top view (top view) of the functional element which the physical quantity sensor shown in FIG. 1 has. 図7に示す機能素子の領域Cにおける部分拡大図である。It is the elements on larger scale in the area | region C of the functional element shown in FIG. 図1に示す物理量センサーの製造方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the physical quantity sensor shown in FIG. 図1に示す物理量センサーの製造方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the physical quantity sensor shown in FIG. 図1に示す物理量センサーの製造方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the physical quantity sensor shown in FIG. 図1に示す物理量センサーの製造方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the physical quantity sensor shown in FIG. 本発明の物理量センサーの第2実施形態を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically 2nd Embodiment of the physical quantity sensor of this invention. 図15に示す物理量センサーのジャイロセンサーの断面図(図15中のD−D線断面図)である。It is sectional drawing (DD sectional view taken on the line in FIG. 15) of the gyro sensor of the physical quantity sensor shown in FIG. 図15に示す物理量センサーのジャイロセンサーおよび加速度センサーの断面図(図15中のE−E線断面図)である。It is sectional drawing (EE sectional view taken on the line in FIG. 15) of the gyro sensor and acceleration sensor of the physical quantity sensor shown in FIG. 本発明の物理量センサーを備える電子モジュールの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of an electronic module provided with the physical quantity sensor of this invention. 本発明の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。1 is a perspective view illustrating a configuration of a mobile (or notebook) personal computer to which an electronic apparatus of the present invention is applied. 本発明の電子機器を適用した携帯電話機(スマートフォン、PHS等も含む)の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the mobile telephone (a smart phone, PHS etc. are included) to which the electronic device of this invention is applied. 本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the digital still camera to which the electronic device of this invention is applied. 本発明の移動体を適用した自動車を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the motor vehicle to which the mobile body of this invention is applied.

以下、本発明の物理量センサー、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。   Hereinafter, a physical quantity sensor, an electronic device, and a moving body of the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.

1.物理量センサー
まず、本発明の物理量センサーについて説明する。
1. Physical Quantity Sensor First, the physical quantity sensor of the present invention will be described.

<第1実施形態>
図1は、本発明の物理量センサーの第1実施形態を模式的に示す平面図である。図2は、図1に示す物理量センサーのジャイロセンサーの断面図(図1中のA−A線断面図)である。図3は、図1に示す物理量センサーの加速度センサーの断面図(図1中のB−B線断面図)である。図4〜図9は、それぞれ、図1に示す物理量センサーが有する機能素子の平面図(上面図)である。図10は、図7に示す機能素子の領域Cにおける部分拡大図(図10(a)はZ軸方向から見た平面図、図10(b)はY軸方向から見た断面図)である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a plan view schematically showing a first embodiment of a physical quantity sensor of the present invention. 2 is a cross-sectional view (a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1) of the gyro sensor of the physical quantity sensor shown in FIG. 3 is a cross-sectional view of the acceleration sensor of the physical quantity sensor shown in FIG. 1 (a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 1). 4 to 9 are plan views (top views) of functional elements included in the physical quantity sensor shown in FIG. 10 is a partially enlarged view (FIG. 10A is a plan view seen from the Z-axis direction and FIG. 10B is a cross-sectional view seen from the Y-axis direction) in the region C of the functional element shown in FIG. .

なお、説明の便宜上、図1〜図3では、第1機能素子101、第2機能素子102、第3機能素子103、第4機能素子204、第5機能素子205、および第6機能素子206を簡略化して図示している。また、図1〜図9では、互いに直交する3つの軸として、X軸、Y軸、Z軸を図示している。さらに、X軸(第1軸)に平行な方向をX軸方向、Y軸(第2軸)に平行な方向をY軸方向、Z軸(第3軸)に平行な方向をZ軸方向という。また、X軸とY軸とを含む面を「XY面」とも言う。   1 to 3, the first functional element 101, the second functional element 102, the third functional element 103, the fourth functional element 204, the fifth functional element 205, and the sixth functional element 206 are illustrated in FIGS. Simplified and illustrated. 1 to 9 illustrate the X axis, the Y axis, and the Z axis as three axes orthogonal to each other. Furthermore, the direction parallel to the X axis (first axis) is called the X axis direction, the direction parallel to the Y axis (second axis) is called the Y axis direction, and the direction parallel to the Z axis (third axis) is called the Z axis direction. . A plane including the X axis and the Y axis is also referred to as an “XY plane”.

物理量センサー1は、図1〜図3に示すように、ベース基板2と蓋体3とを備えるパッケージ10と、ジャイロセンサー100と、加速度センサー200と、を有している。   As illustrated in FIGS. 1 to 3, the physical quantity sensor 1 includes a package 10 including a base substrate 2 and a lid 3, a gyro sensor 100, and an acceleration sensor 200.

ジャイロセンサー100は、第1機能素子101と、第2機能素子102と、第3機能素子103とを備え、X軸まわり、Y軸まわりおよびZ軸まわりのそれぞれの角速度を測定(検出)することのできる3軸ジャイロセンサーであり、これら機能素子101、102、103は、パッケージ10が備える内部空間S1内に配置されている。   The gyro sensor 100 includes a first functional element 101, a second functional element 102, and a third functional element 103, and measures (detects) respective angular velocities around the X axis, the Y axis, and the Z axis. The functional elements 101, 102, and 103 are arranged in an internal space S <b> 1 provided in the package 10.

また、加速度センサー200は、第4機能素子204と、第5機能素子205と、第6機能素子206とを備え、X軸方向(面内方向)、Y軸方向(面内方向)およびZ軸方向(鉛直方向)のそれぞれの加速度を測定することのできる3軸加速度センサーであり、これら機能素子204、205、206は、パッケージ10が備える内部空間S2内に配置されている。したがって、物理量センサー1は、同一パッケージ10内に3軸ジャイロセンサーと3軸加速度センサーとの双方を備える6軸コンボセンサーである。   The acceleration sensor 200 includes a fourth functional element 204, a fifth functional element 205, and a sixth functional element 206, and includes an X-axis direction (in-plane direction), a Y-axis direction (in-plane direction), and a Z-axis. This is a triaxial acceleration sensor that can measure the acceleration in each direction (vertical direction), and these functional elements 204, 205, and 206 are disposed in an internal space S <b> 2 provided in the package 10. Therefore, the physical quantity sensor 1 is a 6-axis combo sensor including both a 3-axis gyro sensor and a 3-axis acceleration sensor in the same package 10.

以下、この物理量センサー1が備える各部材について、詳細に説明する。
−ベース基板2−
ベース基板(基板)2は、その上面に、ジャイロセンサー100が備える機能素子(ジャイロセンサー素子)101、102、103、および、加速度センサー200が備える機能素子(加速度センサー素子)204、205、206がそれぞれ配置され、これらを支持するものである。
Hereinafter, each member with which this physical quantity sensor 1 is provided is demonstrated in detail.
-Base substrate 2-
On the upper surface of the base substrate (substrate) 2, functional elements (gyro sensor elements) 101, 102, 103 included in the gyro sensor 100, and functional elements (acceleration sensor elements) 204, 205, 206 included in the acceleration sensor 200 are provided. They are arranged and support these.

このベース基板(形成基板)2には上面に開口する凹部13、14、15、21、22、23が形成されている。これらのうち、凹部13は、その上方に配置されている第1機能素子101とベース基板2との接触を防止するための逃げ部として機能する。同様に、凹部14は、その上方に配置されている第2機能素子102とベース基板2との接触を防止するための逃げ部として機能する。また、凹部15は、その上方に配置されている第3機能素子103とベース基板2との接触を防止するための逃げ部として機能する。さらに、凹部21は、その上方に配置されている第4機能素子204とベース基板2との接触を防止するための逃げ部として機能する。同様に、凹部22は、その上方に配置されている第5機能素子205とベース基板2との接触を防止するための逃げ部として機能する。
また、凹部23は、その上方に配置されている第6機能素子206とベース基板2との接触を防止するための逃げ部として機能する。
The base substrate (formation substrate) 2 is formed with recesses 13, 14, 15, 21, 22, and 23 that open to the upper surface. Among these, the recessed part 13 functions as an escape part for preventing contact between the first functional element 101 and the base substrate 2 disposed above. Similarly, the concave portion 14 functions as an escape portion for preventing contact between the second functional element 102 disposed above the concave portion 14 and the base substrate 2. Further, the recess 15 functions as an escape portion for preventing contact between the third functional element 103 disposed above the recess 15 and the base substrate 2. Furthermore, the concave portion 21 functions as a relief portion for preventing contact between the fourth functional element 204 disposed above and the base substrate 2. Similarly, the recess 22 functions as an escape portion for preventing contact between the fifth functional element 205 disposed above the recess 22 and the base substrate 2.
Further, the recess 23 functions as an escape portion for preventing contact between the sixth functional element 206 disposed above the recess 23 and the base substrate 2.

また、これらのうち、凹部13の底面には第1機能素子101が備える第1固定検出電極部146が配置され、凹部14の底面には第2機能素子102が備える第1固定検出電極部146が配置されている。さらに、凹部23の底面には第6機能素子206が備える第1検出電極741および第2検出電極742が配置されている。   Of these, the first fixed detection electrode portion 146 included in the first functional element 101 is disposed on the bottom surface of the recess 13, and the first fixed detection electrode portion 146 included in the second functional element 102 is disposed on the bottom surface of the recess 14. Is arranged. Furthermore, a first detection electrode 741 and a second detection electrode 742 included in the sixth functional element 206 are disposed on the bottom surface of the recess 23.

さらに、これらのうち、凹部21および凹部22の底面は、Z軸方向に延出する複数の突起215を備えている。すなわち、凹部21および凹部22の底面(内壁)は、凹凸を有している。   Further, among these, the bottom surfaces of the recess 21 and the recess 22 are provided with a plurality of protrusions 215 extending in the Z-axis direction. That is, the bottom surfaces (inner walls) of the recess 21 and the recess 22 have irregularities.

これら凹部13、14、15、21、22、23の配置や形状としては、特に限定されないが、本実施形態では、凹部13、14、15がほぼ矩形状(ほぼ正方形)をなし、それぞれ、Y軸方向に並んで配置されている。また、凹部21、22、23は、凹部13、14、15の−X軸方向側で、凹部21と凹部23とがX軸方向に並んで配置され、共にY軸方向に延在する長手形状(略長方形)をなし、凹部22は、これら凹部21、23の+Y軸側に配置され、X軸方向に延在する長手形状(略長方形)をなしている。このような配置および形状とすることで、凹部13、14、15、21、22、23を省スペースで配置することができ、物理量センサー1の小型化を図ることができる。   The arrangement and shape of the recesses 13, 14, 15, 21, 22, and 23 are not particularly limited, but in the present embodiment, the recesses 13, 14, and 15 are substantially rectangular (substantially square), and Y They are arranged side by side in the axial direction. Further, the recesses 21, 22, and 23 are longitudinal shapes in which the recesses 21 and 23 are arranged side by side in the X-axis direction on the −X-axis direction side of the recesses 13, 14, and 15, and both extend in the Y-axis direction. The concave portion 22 is arranged on the + Y-axis side of the concave portions 21 and 23 and has a longitudinal shape (substantially rectangular shape) extending in the X-axis direction. By setting it as such an arrangement | positioning and shape, the recessed parts 13, 14, 15, 21, 22, and 23 can be arrange | positioned in space-saving, and size reduction of the physical quantity sensor 1 can be achieved.

また、ベース基板2は、凹部13、14、15、21、22、23を取り囲むように、引き回された複数の溝部211を有しており、これら各溝部211の底面に配線721が配置されている。これら複数の配線721は、それぞれ、その一方の端部が導電性バンプB11を介して、対応する機能素子101、102、103、204、205、206に電気的に接続されており、他方の端部がベース基板2の縁部で露出するように設けられた対応する端子721aに電気的に接続されている。これにより、端子721aを用いて、機能素子101、102、103、204、205、206の外部(例えば後述するICチップ102A)との電気的な接続が可能となっている。   Further, the base substrate 2 has a plurality of groove portions 211 that are routed so as to surround the recess portions 13, 14, 15, 21, 22, and 23, and wiring 721 is disposed on the bottom surface of each groove portion 211. ing. Each of the plurality of wirings 721 has one end electrically connected to the corresponding functional element 101, 102, 103, 204, 205, 206 via the conductive bump B11, and the other end. The portion is electrically connected to a corresponding terminal 721 a provided so as to be exposed at the edge of the base substrate 2. As a result, the terminals 721a can be used to electrically connect the functional elements 101, 102, 103, 204, 205, 206 to the outside (for example, an IC chip 102A described later).

このようなベース基板2は、アルカリ金属イオン(可動イオン)を含むガラス材料(例えば、パイレックスガラス(登録商標)のような硼珪酸ガラス)を主材料として形成されている。これにより、シリコン基板から形成されている機能素子101、102、103、204、205、206を、ベース基板2に対して陽極接合により強固に接合することができる。また、突起215を備える凹部21、22を、後述する物理量センサー1の製造方法において、エッチング技法を用いて形成することで、その表面に複数の凸部(微細な凹凸)を備えるものとすることができる。   Such a base substrate 2 is formed using a glass material containing alkali metal ions (movable ions) (for example, borosilicate glass such as Pyrex glass (registered trademark)) as a main material. Thereby, the functional elements 101, 102, 103, 204, 205, 206 formed from the silicon substrate can be firmly bonded to the base substrate 2 by anodic bonding. Moreover, in the manufacturing method of the physical quantity sensor 1 to be described later, the recesses 21 and 22 including the protrusions 215 are formed by using an etching technique so that a plurality of protrusions (fine irregularities) are provided on the surface. Can do.

ただし、ベース基板2の構成材料としては、ガラス材料に限定されず、例えば、高抵抗なシリコン材料を用いることができる。この場合、高抵抗シリコンの表面に絶縁膜を形成し機能素子101、102、103、204、205、206と接合を行う。絶縁膜としてはSiO、SiN等を用いることができる。 However, the constituent material of the base substrate 2 is not limited to a glass material, and for example, a high-resistance silicon material can be used. In this case, an insulating film is formed on the surface of the high resistance silicon and bonded to the functional elements 101, 102, 103, 204, 205, and 206. As the insulating film, SiO 2 , SiN, or the like can be used.

また、配線721および端子721aの構成材料としては、それぞれ、導電性を有するものであれば、特に限定されず、各種電極材料を用いることができる。例えば、Au、Pt、Ag、Cu、Al、In、Zn、Pt、Sn等の金属単体またはこれらを含む合金、導電性酸化物等が好適に用いられる。   In addition, the constituent materials of the wiring 721 and the terminal 721a are not particularly limited as long as they have conductivity, and various electrode materials can be used. For example, simple metals such as Au, Pt, Ag, Cu, Al, In, Zn, Pt, and Sn, or alloys containing these, conductive oxides, and the like are preferably used.

−蓋体3−
蓋体(収納基板)3は、ベース基板(形成基板)2に重ね合わせることで、ベース基板2上に配置された、機能素子101、102、103、204、205、206すなわちジャイロセンサー100および加速度センサー200を蓋(封止)するためのものである。
-Lid 3
The lid (housing substrate) 3 is superposed on the base substrate (formation substrate) 2, so that the functional elements 101, 102, 103, 204, 205, 206, that is, the gyro sensor 100 and the acceleration arranged on the base substrate 2. This is for covering (sealing) the sensor 200.

この蓋体(基板)3は、図2、3に示すように、下面に開口する凹部31および凹部32を有しており、これらのうち、凹部31が機能素子101、102、103に対応するように設けられ、凹部32が機能素子204、205、206に対応するように設けられている。そして、蓋体3がベース基板2に重ね合わせるように接合されることで、凹部(第1凹部)31と、ベース基板2が備える凹部13、14、15とにより画成される内部空間(ジャイロセンサー素子収納部)S1内に、機能素子101、102、103(ジャイロセンサー100)が収納され、凹部(第2凹部)32と、ベース基板2が備える凹部21、22、23とにより画成される内部空間(加速度センサー素子収納部)S2内に、機能素子204、205、206(加速度センサー200)が収納されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the lid (substrate) 3 has a concave portion 31 and a concave portion 32 that are open on the lower surface. Among these, the concave portion 31 corresponds to the functional elements 101, 102, and 103. The concave portion 32 is provided so as to correspond to the functional elements 204, 205, and 206. Then, the lid 3 is joined so as to overlap the base substrate 2, whereby an internal space (gyroscope) defined by the recess (first recess) 31 and the recesses 13, 14, 15 provided in the base substrate 2. The functional elements 101, 102, 103 (gyro sensor 100) are accommodated in the sensor element accommodating portion S1, and are defined by the concave portions (second concave portions) 32 and the concave portions 21, 22, 23 provided in the base substrate 2. Functional elements 204, 205, and 206 (acceleration sensor 200) are housed in an internal space (acceleration sensor element housing portion) S2.

また、凹部31および凹部32のうち、凹部32の底面は、−Z軸方向に延出する複数の突起325を備えている。すなわち、凹部32の底面(内壁)は、凹凸を有している。   Of the recesses 31 and 32, the bottom surface of the recess 32 includes a plurality of protrusions 325 extending in the −Z-axis direction. That is, the bottom surface (inner wall) of the recess 32 has irregularities.

さらに、機能素子101、102、103を収納する内部空間S1と、機能素子204、205、206を収納する内部空間S2とでは、それぞれの真空度が揃っていることが好ましい。このように内部空間S1、S2の真空度が揃っていたとしても、内部空間S2に突起(凸部)215、325を設ける構成とすることで、加速度センサー200とジャイロセンサー100との双方を、高精度なものとすることができる。なお、その理由については、後に詳述することとする。   Furthermore, it is preferable that the degree of vacuum in each of the internal space S1 that stores the functional elements 101, 102, and 103 and the internal space S2 that stores the functional elements 204, 205, and 206 is uniform. Even when the internal spaces S1 and S2 have the same degree of vacuum, the projections (convex portions) 215 and 325 are provided in the internal space S2, so that both the acceleration sensor 200 and the gyro sensor 100 are High accuracy can be achieved. The reason will be described in detail later.

また、内部空間S1、S2の真空度は、具体的には、好ましくは1000Pa以下、より好ましくは100Pa以上500Pa以下に設定される。内部空間S1、S2の真空度をかかる範囲内のものとしても、加速度センサー200とジャイロセンサー100との双方を、高精度なものとすることができる。   Moreover, specifically, the degree of vacuum in the internal spaces S1 and S2 is preferably set to 1000 Pa or less, more preferably 100 Pa to 500 Pa. Even if the degree of vacuum of the internal spaces S1 and S2 is within such a range, both the acceleration sensor 200 and the gyro sensor 100 can be made highly accurate.

さらに、内部空間S1、S2の雰囲気は、特に限定されないが、窒素、アルゴンのような不活性雰囲気であることが好ましい。これにより、加速度センサー200およびジャイロセンサー100の経年変化を低減することができ、センサーの信頼性を高めることができる。   Furthermore, the atmosphere of the internal spaces S1 and S2 is not particularly limited, but is preferably an inert atmosphere such as nitrogen or argon. Thereby, the secular change of the acceleration sensor 200 and the gyro sensor 100 can be reduced, and the reliability of a sensor can be improved.

また、蓋体3は、厚さ方向に貫通して、凹部31および凹部32に、それぞれ、連通する貫通孔311および貫通孔321を有しており、これら貫通孔311および貫通孔321は、ともに、例えば、Au−Ge系合金等の金属からなる封止材312および封止材322で封止されている。これにより、内部空間S1および内部空間S2が気密封止されている。なお、図示しないが、貫通孔311、321の内周面には、封止材312、322との密着性を高めるための金属層が成膜されていてもよい。   Further, the lid 3 has a through hole 311 and a through hole 321 that penetrate in the thickness direction and communicate with the concave portion 31 and the concave portion 32, respectively. The through hole 311 and the through hole 321 are both For example, it is sealed with a sealing material 312 and a sealing material 322 made of a metal such as an Au—Ge alloy. Thereby, the internal space S1 and the internal space S2 are hermetically sealed. Although not shown, a metal layer for improving adhesion with the sealing materials 312 and 322 may be formed on the inner peripheral surfaces of the through holes 311 and 321.

また、凹部31、32の貫通孔311、321はなくても良く、この場合、内部空間S1、S2は後述の封止膜8の成膜時の雰囲気で気密封止される。   Further, the through holes 311 and 321 of the recesses 31 and 32 may not be provided. In this case, the internal spaces S1 and S2 are hermetically sealed in an atmosphere when a sealing film 8 described later is formed.

このような蓋体3は、本実施形態では、シリコン基板で形成されている。これにより、蓋体3とベース基板2とを陽極接合によって強固に接合することができる。   Such a lid 3 is formed of a silicon substrate in the present embodiment. Thereby, the cover body 3 and the base substrate 2 can be firmly joined by anodic bonding.

なお、蓋体3をベース基板2に接合した状態では、貫通孔311、321の他にも、ベース基板2に形成されている溝部211を介して内部空間S1、S2の内外が連通されている。そのため、前述したように貫通孔311、321を封止材312、322で封止すると共に、図3に示すように、封止膜8によって溝部211を塞いでいる。これにより、内部空間S1および内部空間S2の気密性が確保される。封止膜8の材料としては好適にはSiO、SiN、等の絶縁膜が用いられる。これらの膜はCVD法等によって成膜される。また、絶縁膜上には金属膜を形成しても良い。絶縁膜上に金属膜を形成することでより封止性能を高めることができる。 In the state where the lid 3 is joined to the base substrate 2, the inside and outside of the internal spaces S 1 and S 2 communicate with each other through the groove portions 211 formed in the base substrate 2 in addition to the through holes 311 and 321. . Therefore, as described above, the through holes 311 and 321 are sealed with the sealing materials 312 and 322, and the groove 211 is closed with the sealing film 8 as shown in FIG. Thereby, the airtightness of internal space S1 and internal space S2 is ensured. As the material of the sealing film 8, an insulating film such as SiO 2 or SiN is preferably used. These films are formed by a CVD method or the like. A metal film may be formed over the insulating film. By forming a metal film on the insulating film, the sealing performance can be further improved.

−ジャイロセンサー100−
ジャイロセンサー100において、第1機能素子(ジャイロセンサー素子)101は、X軸まわりの角速度を検出し、第2機能素子102は、Y軸まわりの角速度を検出し、第3機能素子103は、Z軸まわりの角速度を検出する。
-Gyro sensor 100-
In the gyro sensor 100, a first functional element (gyro sensor element) 101 detects an angular velocity around the X axis, a second functional element 102 detects an angular velocity around the Y axis, and a third functional element 103 Detect the angular velocity around the axis.

第1機能素子101、第2機能素子102、および第3機能素子103は、ベース基板2上に、それぞれ、凹部13、凹部14、および凹部15に対応するように設けられて(配置されて)いる。また、ジャイロセンサー100では、図1、2に示すように、第1機能素子101、第2機能素子102、および第3機能素子103は、直線状に並んでおり、第2機能素子102と第3機能素子103との間に、第1機能素子101が設けられている。すなわち、ジャイロセンサー100では、第2機能素子102、第1機能素子101、および第3機能素子103の順で、直線状に並んでいる。   The first functional element 101, the second functional element 102, and the third functional element 103 are provided (arranged) on the base substrate 2 so as to correspond to the concave portion 13, the concave portion 14, and the concave portion 15, respectively. Yes. In the gyro sensor 100, as shown in FIGS. 1 and 2, the first functional element 101, the second functional element 102, and the third functional element 103 are arranged in a straight line, and the second functional element 102 and the second functional element 102 A first functional element 101 is provided between the three functional elements 103. That is, in the gyro sensor 100, the second functional element 102, the first functional element 101, and the third functional element 103 are arranged in a straight line in this order.

図1に示す例では、機能素子101、102、103は、平面視において(Z軸方向から見て)、Y軸方向に(Y軸に沿って)並んでいるが、機能素子101、102、103の並ぶ方向は特に限定されず、例えば、Z軸方向に並んでいてもよい。   In the example shown in FIG. 1, the functional elements 101, 102, and 103 are arranged in the Y-axis direction (along the Y-axis) in plan view (viewed from the Z-axis direction). The direction in which 103 is arranged is not particularly limited, and may be arranged in the Z-axis direction, for example.

以下、第1機能素子101、第2機能素子102、および第3機能素子103について、説明する。   Hereinafter, the first functional element 101, the second functional element 102, and the third functional element 103 will be described.

(1)第1機能素子101
まず、第1機能素子101の構成について説明する。
(1) First functional element 101
First, the configuration of the first functional element 101 will be described.

第1機能素子101は、図4に示すように、構造体111を含む。構造体111は、振動体134と、可動体140と、第1可動検出電極部(第1可動電極部)144と、第1固定検出電極部(第1固定電極部)146と、を有している。構造体111は、図4では、さらに、固定部130と、駆動バネ部132と、可動駆動電極部136と、固定駆動電極部138a、138bと、梁部142と、を有している。   As shown in FIG. 4, the first functional element 101 includes a structure body 111. The structure 111 includes a vibrating body 134, a movable body 140, a first movable detection electrode part (first movable electrode part) 144, and a first fixed detection electrode part (first fixed electrode part) 146. ing. In FIG. 4, the structure 111 further includes a fixed portion 130, a drive spring portion 132, a movable drive electrode portion 136, fixed drive electrode portions 138 a and 138 b, and a beam portion 142.

固定部130、駆動バネ部132、振動体134、可動駆動電極部136、可動体140、梁部142、および可動検出電極部144は、例えば、シリコン基板をパターニングすることによって一体に設けられる。   The fixed part 130, the drive spring part 132, the vibrating body 134, the movable drive electrode part 136, the movable body 140, the beam part 142, and the movable detection electrode part 144 are integrally provided, for example, by patterning a silicon substrate.

固定部130、駆動バネ部132、振動体134、可動駆動電極部136、固定駆動電極部138a、138b、可動体140、梁部142、および可動検出電極部144の材質は、例えば、リン、ボロン等の不純物がドープされることにより導電性が付与されたシリコンである。   The material of the fixed portion 130, the drive spring portion 132, the vibrating body 134, the movable drive electrode portion 136, the fixed drive electrode portions 138a and 138b, the movable body 140, the beam portion 142, and the movable detection electrode portion 144 is, for example, phosphorus or boron It is silicon to which conductivity is imparted by doping impurities such as.

振動体134は、凹部13上に設けられている。図4に示す例では、振動体134は、平面視において、矩形の枠体であり、Y軸方向に延出している第1延出部135aと、X軸方向に延出している第2延出部135bと、によって構成されている。振動体134のY軸方向の側面(Y軸に平行な垂線を持つ側面)は、駆動バネ部132に接続されている。振動体134は、可動駆動電極部136および固定駆動電極部138a、138bによって、Y軸方向に(Y軸に沿って)振動することができる。   The vibrating body 134 is provided on the recess 13. In the example illustrated in FIG. 4, the vibrating body 134 is a rectangular frame in plan view, and includes a first extending portion 135 a extending in the Y-axis direction and a second extending extending in the X-axis direction. And a protruding portion 135b. A side surface in the Y-axis direction of the vibrating body 134 (a side surface having a perpendicular line parallel to the Y-axis) is connected to the drive spring portion 132. The vibrating body 134 can vibrate in the Y-axis direction (along the Y-axis) by the movable drive electrode portion 136 and the fixed drive electrode portions 138a and 138b.

固定部130は、ベース基板2に固定されている。固定部130は、例えば陽極接合によってベース基板2の上面に接合されている。図示の例では、固定部130は、4つ設けられている。   The fixing unit 130 is fixed to the base substrate 2. The fixing unit 130 is bonded to the upper surface of the base substrate 2 by, for example, anodic bonding. In the illustrated example, four fixing portions 130 are provided.

駆動バネ部132は、固定部130(130a、130b、130c、130d)と振動体134とを連結している。図示の例では、駆動バネ部132は、4つのバネ132a、132b、132c、132dを有している。バネ132aは、固定部130aと振動体134とを連結している。バネ132bは、固定部130bと振動体134とを連結している。バネ132cは、固定部130cと振動体134とを連結している。バネ132dは、固定部130dと振動体134とを連結している。   The drive spring portion 132 connects the fixed portion 130 (130a, 130b, 130c, 130d) and the vibrating body 134. In the illustrated example, the drive spring portion 132 has four springs 132a, 132b, 132c, and 132d. The spring 132a connects the fixed portion 130a and the vibrating body 134. The spring 132b connects the fixed portion 130b and the vibrating body 134. The spring 132c connects the fixed portion 130c and the vibrating body 134. The spring 132d connects the fixed portion 130d and the vibrating body 134.

バネ132a、132b、132c、132dは、X軸方向に往復しながらY軸方向に延出している。バネ132aとバネ132bとは、平面視において、振動体134の中心Oを通り、X軸に平行な軸αに関して、対称に設けられている。同様に、バネ132cとバネ132dとは、軸αに関して、対称に設けられている。また、バネ132aとバネ132cとは、平面視において、振動体134の中心Oを通り、Y軸に平行な軸βに関して、対称に設けられている。同様に、バネ132bとバネ132dとは、軸βに関して、対称に設けられている。これにより、駆動バネ部132は、X軸方向およびZ軸方向への変形が抑制され、振動体134の振動方向であるY軸方向に円滑に伸縮することができる。   The springs 132a, 132b, 132c, and 132d extend in the Y-axis direction while reciprocating in the X-axis direction. The spring 132a and the spring 132b are provided symmetrically with respect to an axis α that passes through the center O of the vibrating body 134 and is parallel to the X axis in plan view. Similarly, the spring 132c and the spring 132d are provided symmetrically with respect to the axis α. In addition, the spring 132a and the spring 132c are provided symmetrically with respect to an axis β that passes through the center O of the vibrating body 134 and is parallel to the Y axis in plan view. Similarly, the spring 132b and the spring 132d are provided symmetrically with respect to the axis β. Thereby, the drive spring part 132 is restrained from being deformed in the X-axis direction and the Z-axis direction, and can smoothly expand and contract in the Y-axis direction, which is the vibration direction of the vibrating body 134.

可動駆動電極部136は、振動体134に設けられている。より具体的には、可動駆動電極部136は、振動体134の第1延出部135aに接続されている。図示の例では、可動駆動電極部136は、4つ設けられている。可動駆動電極部136は、図4に示すように、振動体134からX軸方向に延出している幹部と、該幹部からY軸方向に延出している複数の枝部と、を有する櫛歯状の電極となっている。   The movable drive electrode portion 136 is provided on the vibrating body 134. More specifically, the movable drive electrode portion 136 is connected to the first extension portion 135 a of the vibrating body 134. In the illustrated example, four movable drive electrode portions 136 are provided. As shown in FIG. 4, the movable drive electrode portion 136 includes a comb tooth having a trunk portion extending from the vibrating body 134 in the X-axis direction and a plurality of branch portions extending from the trunk portion in the Y-axis direction. Electrode.

固定駆動電極部138a、138bは、ベース基板2に固定されている。固定駆動電極部138a、138bは、例えば、陽極接合によってベース基板2の上面に接合されている。固定駆動電極部138a、138bは、可動駆動電極部136と対向して設けられ、固定駆動電極部138a、138b間に可動駆動電極部136が配置されている。図示の例では、可動駆動電極部136の−Y軸方向側に固定駆動電極部138aが設けられ、可動駆動電極部136の+Y軸方向側に固定駆動電極部138bが設けられている。図4に示すように、可動駆動電極部136が櫛歯状の形状を有しており、これに対して、固定駆動電極部138a、138bの形状は、可動駆動電極部136の形状に対応した櫛歯状をなしている。   The fixed drive electrode portions 138 a and 138 b are fixed to the base substrate 2. The fixed drive electrode portions 138a and 138b are bonded to the upper surface of the base substrate 2 by, for example, anodic bonding. The fixed drive electrode portions 138a and 138b are provided to face the movable drive electrode portion 136, and the movable drive electrode portion 136 is disposed between the fixed drive electrode portions 138a and 138b. In the illustrated example, a fixed drive electrode portion 138 a is provided on the −Y axis direction side of the movable drive electrode portion 136, and a fixed drive electrode portion 138 b is provided on the + Y axis direction side of the movable drive electrode portion 136. As shown in FIG. 4, the movable drive electrode portion 136 has a comb-like shape, whereas the shapes of the fixed drive electrode portions 138 a and 138 b correspond to the shape of the movable drive electrode portion 136. Comb-shaped.

可動体140は、凹部13上に設けられている。可動体140は、梁部142を介して、振動体134に支持されている。可動体140は、平面視において、枠状の振動体134の内側に設けられている。可動体140は、板状の形状を有している。可動体140は、回転軸となる梁部142によって振動体134の(第2延出部135bの)Y軸方向の側面(Y軸に平行な垂線を持つ側面)に連結されている。   The movable body 140 is provided on the recess 13. The movable body 140 is supported by the vibrating body 134 via the beam portion 142. The movable body 140 is provided inside the frame-shaped vibrating body 134 in plan view. The movable body 140 has a plate shape. The movable body 140 is connected to a side surface (a side surface having a perpendicular line parallel to the Y axis) of the vibrating body 134 (of the second extending portion 135b) by a beam portion 142 serving as a rotation axis.

梁部142は、可動体140の重心からずれた位置に設けられている。梁部142は、Y軸に沿って設けられている。梁部142は、ねじり変形することができ、このねじり変形により、可動体140をZ軸方向に変位させることができる。図示の例では、可動体140は、梁部142から−X軸方向に延出しているが、可動体140の延出方向は特に限定されない。   The beam portion 142 is provided at a position shifted from the center of gravity of the movable body 140. The beam portion 142 is provided along the Y axis. The beam portion 142 can be torsionally deformed, and the movable body 140 can be displaced in the Z-axis direction by the torsional deformation. In the illustrated example, the movable body 140 extends in the −X-axis direction from the beam portion 142, but the extending direction of the movable body 140 is not particularly limited.

なお、図示はしないが、梁部142は2つ設けられ、一方の梁部142から−X軸方向に延出している可動体140と、他方の梁部142から+X軸方向に延出している可動体140とが、設けられていてもよい。   Although not shown, two beam portions 142 are provided, the movable body 140 extending from the one beam portion 142 in the −X axis direction, and the other beam portion 142 extending in the + X axis direction. A movable body 140 may be provided.

可動検出電極部144は、可動体140に設けられている。図示の例では、可動検出電極部144は、可動体140のうち、平面視において固定検出電極部146と重なる部分である。可動検出電極部144は、可動体140のうち、固定検出電極部146との間に静電容量を形成する部分である。第1機能素子101では、可動体140が導電性材料で構成されることによって可動検出電極部144が設けられてもよく、また、可動体140の表面に金属等の導体層からなる可動検出電極部144を設けてもよい。図示の例では、可動体140が導電性材料(不純物がドープされたシリコン)で構成されることによって、可動検出電極部144が設けられている。   The movable detection electrode unit 144 is provided on the movable body 140. In the illustrated example, the movable detection electrode unit 144 is a portion of the movable body 140 that overlaps the fixed detection electrode unit 146 in plan view. The movable detection electrode portion 144 is a portion that forms a capacitance between the movable body 140 and the fixed detection electrode portion 146. In the first functional element 101, the movable detection electrode unit 144 may be provided by configuring the movable body 140 with a conductive material, and the movable detection electrode made of a conductive layer such as a metal on the surface of the movable body 140. A portion 144 may be provided. In the example shown in the drawing, the movable detection electrode unit 144 is provided by the movable body 140 being made of a conductive material (silicon doped with impurities).

固定検出電極部146は、ベース基板2に固定され、可動検出電極部144と対向して設けられている。固定検出電極部146は、例えば、凹部13の底面(凹部13を規定するベース基板2の上面)に設けられている。図4に示す例では、固定検出電極部146の平面形状は、長方形である。   The fixed detection electrode unit 146 is fixed to the base substrate 2 and is provided to face the movable detection electrode unit 144. For example, the fixed detection electrode unit 146 is provided on the bottom surface of the recess 13 (the upper surface of the base substrate 2 defining the recess 13). In the example illustrated in FIG. 4, the planar shape of the fixed detection electrode unit 146 is a rectangle.

固定検出電極部146の材質は、例えば、Au、Pt、Ag、Cu、Al、In、Zn、Pt、Sn、等の金属単体またはこれらを含む合金、導電性酸化物が好適に用いられる。固定検出電極部146として、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)等の透明電極材料を用いることにより、ベース基板2が透明基板(ガラス基板)である場合、固定検出電極部146上に存在する異物等を、ベース基板2の下側から、容易に視認することができる。   As the material of the fixed detection electrode unit 146, for example, a single metal such as Au, Pt, Ag, Cu, Al, In, Zn, Pt, Sn, or an alloy containing these, or a conductive oxide is preferably used. When the base substrate 2 is a transparent substrate (glass substrate) by using, for example, a transparent electrode material such as ITO (Indium Tin Oxide) as the fixed detection electrode unit 146, foreign matter or the like existing on the fixed detection electrode unit 146 Can be easily visually recognized from the lower side of the base substrate 2.

次に、第1機能素子101の動作について説明する。
可動駆動電極部136と固定駆動電極部138a、138bとの間に、電圧を印加すると、可動駆動電極部136と固定駆動電極部138a、138bとの間に静電力を発生させることができる。これにより、駆動バネ部132をY軸方向に伸縮させつつ、振動体134をY軸方向に振動させることができる。なお、可動駆動電極部136と固定駆動電極部138a、138bとの間の距離(ギャップ)を小さくすることにより、可動駆動電極部136と固定駆動電極部138a、138bとの間に作用する静電力を、大きくすることができる。
Next, the operation of the first functional element 101 will be described.
When a voltage is applied between the movable drive electrode portion 136 and the fixed drive electrode portions 138a and 138b, an electrostatic force can be generated between the movable drive electrode portion 136 and the fixed drive electrode portions 138a and 138b. Thereby, the vibrating body 134 can be vibrated in the Y-axis direction while the drive spring portion 132 is expanded and contracted in the Y-axis direction. The electrostatic force acting between the movable drive electrode portion 136 and the fixed drive electrode portions 138a and 138b by reducing the distance (gap) between the movable drive electrode portion 136 and the fixed drive electrode portions 138a and 138b. Can be increased.

より具体的には、可動駆動電極部136と固定駆動電極部138aとの間に第1交番電圧を印加し、可動駆動電極部136と固定駆動電極部138bとの間に第1交番電圧と位相が180度ずれた第2交番電圧を印加する。   More specifically, the first alternating voltage is applied between the movable drive electrode portion 136 and the fixed drive electrode portion 138a, and the first alternating voltage and the phase are applied between the movable drive electrode portion 136 and the fixed drive electrode portion 138b. Is applied with a second alternating voltage shifted by 180 degrees.

なお、可動体140は、上述のとおり、梁部142を介して振動体134に支持されているため、可動体140も振動体134の振動に伴い、Y軸方向に振動する。   Since the movable body 140 is supported by the vibrating body 134 via the beam portion 142 as described above, the movable body 140 also vibrates in the Y-axis direction as the vibrating body 134 vibrates.

振動体134がY軸方向に振動を行っている状態で、第1機能素子101にX軸まわりの角速度(X軸を軸とする角速度)ωxが加わると、コリオリ力が働き、可動体140は、Z軸方向に変位する。可動体140がZ軸方向に変位することにより、可動検出電極部144は、固定検出電極部146に接近または離間する。そのため、可動検出電極部144と固定検出電極部146との間の静電容量は、変化する。この可動検出電極部144と固定検出電極部146との間の静電容量の変化量を検出することにより、X軸まわりの角速度ωxを求めることができる。   When an angular velocity around the X axis (angular velocity about the X axis) ωx is applied to the first functional element 101 in a state where the vibrating body 134 is vibrating in the Y-axis direction, the Coriolis force acts, and the movable body 140 becomes Displacement in the Z-axis direction. When the movable body 140 is displaced in the Z-axis direction, the movable detection electrode unit 144 approaches or separates from the fixed detection electrode unit 146. For this reason, the capacitance between the movable detection electrode unit 144 and the fixed detection electrode unit 146 changes. By detecting the amount of change in capacitance between the movable detection electrode portion 144 and the fixed detection electrode portion 146, the angular velocity ωx around the X axis can be obtained.

なお、上記では、静電力によって、振動体134を駆動させる形態(静電駆動方式)について説明したが、振動体134を駆動させる方法は、特に限定されず、圧電駆動方式や、磁場のローレンツ力を利用した電磁駆動方式等を適用することができる。   In the above description, the mode of driving the vibrating body 134 by electrostatic force (electrostatic driving method) has been described. However, the method of driving the vibrating body 134 is not particularly limited, and the piezoelectric driving method or the Lorentz force of the magnetic field is not limited. It is possible to apply an electromagnetic drive system using

(2)第2機能素子
次に、第2機能素子102について説明する。
(2) Second Functional Element Next, the second functional element 102 will be described.

第2機能素子102は、図5に示すように、構造体112を含む。構造体112は、振動体134と、可動体140と、第2可動検出電極部(第2可動電極部)144と、第2固定検出電極部(第2固定電極部)146と、を有している。第2機能素子102は、図5では、さらに、固定部130と、駆動バネ部132と、可動駆動電極部136と、固定駆動電極部138a、138bと、梁部142と、を有している。   As shown in FIG. 5, the second functional element 102 includes a structure body 112. The structure 112 includes a vibrating body 134, a movable body 140, a second movable detection electrode portion (second movable electrode portion) 144, and a second fixed detection electrode portion (second fixed electrode portion) 146. ing. In FIG. 5, the second functional element 102 further includes a fixed portion 130, a drive spring portion 132, a movable drive electrode portion 136, fixed drive electrode portions 138 a and 138 b, and a beam portion 142. .

第2機能素子102の振動体134および可動体140は、凹部14上に設けられている。第2機能素子の固定検出電極部146は、例えば、凹部14の底面(凹部14を規定するベース基板2の上面)に設けられている。   The vibrating body 134 and the movable body 140 of the second functional element 102 are provided on the recess 14. The fixed detection electrode portion 146 of the second functional element is provided, for example, on the bottom surface of the recess 14 (the upper surface of the base substrate 2 that defines the recess 14).

第2機能素子102は、図5に示すように、図4に示した第1機能素子101を、Z軸を回転軸として90度回転させた形態である。したがって、第2機能素子102については、その詳細な説明を省略する。   As shown in FIG. 5, the second functional element 102 has a form in which the first functional element 101 shown in FIG. 4 is rotated 90 degrees about the Z axis as a rotation axis. Therefore, the detailed description of the second functional element 102 is omitted.

第2機能素子102では、振動体134は、X軸方向に振動し、振動体134がX軸方向に振動を行っている状態で、Y軸まわりの角速度(Y軸を軸とする角速度)ωyが加わると、コリオリ力が働き、可動体140は、Z軸方向に変位する。これにより、可動検出電極部144と固定検出電極部146との間の静電容量が変化し、Y軸まわりの角速度ωyを求めることができる。   In the second functional element 102, the vibrating body 134 vibrates in the X axis direction, and the angular velocity around the Y axis (angular velocity about the Y axis) ωy in a state where the vibrating body 134 vibrates in the X axis direction. When C is applied, the Coriolis force acts and the movable body 140 is displaced in the Z-axis direction. Thereby, the electrostatic capacitance between the movable detection electrode part 144 and the fixed detection electrode part 146 changes, and the angular velocity ωy about the Y axis can be obtained.

(3)第3機能素子
次に、第3機能素子103の構成について説明する。
(3) Third Functional Element Next, the configuration of the third functional element 103 will be described.

以下、図6に示す第3機能素子103において、図4に示す第1機能素子101の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。   Hereinafter, in the third functional element 103 shown in FIG. 6, members having the same functions as the constituent members of the first functional element 101 shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

第3機能素子103は、図6に示すように、構造体113を含む。構造体113は、振動体134と、可動体150と、第3可動検出電極部(第3可動電極部)154と、第3固定検出電極部(第3固定電極部)156と、を有している。構造体113は、図6では、さらに、固定部130と、駆動バネ部132と、可動駆動電極部136と、固定駆動電極部138a、138bと、検出バネ部152と、を有している。   The third functional element 103 includes a structure 113 as shown in FIG. The structure 113 includes a vibrating body 134, a movable body 150, a third movable detection electrode part (third movable electrode part) 154, and a third fixed detection electrode part (third fixed electrode part) 156. ing. In FIG. 6, the structure 113 further includes a fixed portion 130, a drive spring portion 132, a movable drive electrode portion 136, fixed drive electrode portions 138 a and 138 b, and a detection spring portion 152.

可動体150は、凹部15上に設けられている。可動体150は、検出バネ部152を介して、振動体134に支持されている。可動体150は、平面視において、枠状の振動体134の内側に設けられている。図6に示す例では、可動体150は、平面視において、矩形の枠体であり、Y軸方向に延出している第3延出部151aと、X軸方向に延出している第4延出部151bと、によって構成されている。可動体150のX軸方向の側面(X軸に平行な垂線を持つ側面)は、検出バネ部152に接続されている。   The movable body 150 is provided on the recess 15. The movable body 150 is supported by the vibrating body 134 via the detection spring portion 152. The movable body 150 is provided inside the frame-shaped vibrating body 134 in plan view. In the example illustrated in FIG. 6, the movable body 150 is a rectangular frame body in plan view, and includes a third extension portion 151 a extending in the Y-axis direction and a fourth extension extending in the X-axis direction. And an exit 151b. A side surface of the movable body 150 in the X-axis direction (a side surface having a perpendicular line parallel to the X-axis) is connected to the detection spring portion 152.

検出バネ部152は、振動体134と可動体150とを連結している。図示の例では、検出バネ部152は、4つのバネ152a、152b、152c、152dを有している。バネ152a、152bは、可動体150の+X軸方向側に配置された第1延出部135aと、可動体150と、を連結している。バネ152c、152dは、可動体150の−X軸方向側に配置された第1延出部135aと、可動体150と、を連結している。   The detection spring portion 152 connects the vibrating body 134 and the movable body 150. In the illustrated example, the detection spring portion 152 includes four springs 152a, 152b, 152c, and 152d. The springs 152a and 152b connect the movable body 150 and the first extending portion 135a disposed on the + X axis direction side of the movable body 150. The springs 152 c and 152 d connect the movable body 150 and the first extending portion 135 a disposed on the −X axis direction side of the movable body 150.

バネ152a、152b、152c、152dは、Y軸方向に往復しながらX軸方向に延出している。バネ152aとバネ152bとは、平面視において、振動体134の中心Oを通り、X軸に平行な軸αに関して、対称に設けられている。同様に、バネ152cとバネ152dとは、軸αに関して、対称に設けられている。また、バネ152aとバネ152cとは、平面視において、振動体134の中心Oを通り、Y軸に平行な軸βに関して、対称に設けられている。同様に、バネ152bとバネ152dとは、軸βに関して、対称に設けられている。これにより、検出バネ部152は、Y軸方向およびZ軸方向への変形が抑制され、可動体150の変位方向であるX軸方向に円滑に伸縮することができる。   The springs 152a, 152b, 152c, and 152d extend in the X-axis direction while reciprocating in the Y-axis direction. The spring 152a and the spring 152b are provided symmetrically with respect to an axis α that passes through the center O of the vibrating body 134 and is parallel to the X axis in plan view. Similarly, the spring 152c and the spring 152d are provided symmetrically with respect to the axis α. In addition, the spring 152a and the spring 152c are provided symmetrically with respect to an axis β that passes through the center O of the vibrating body 134 and is parallel to the Y axis in plan view. Similarly, the spring 152b and the spring 152d are provided symmetrically with respect to the axis β. Thereby, the deformation | transformation to the Y-axis direction and a Z-axis direction is suppressed, and the detection spring part 152 can be expanded-contracted smoothly in the X-axis direction which is a displacement direction of the movable body 150. FIG.

可動検出電極部154は、可動体150に設けられている。可動検出電極部154は、例えば、可動体150の一方の第4延出部151bから他方の第4延出部151bまで、Y軸方向に延出している。図示の例では、可動検出電極部154は、2つ設けられている。   The movable detection electrode unit 154 is provided on the movable body 150. The movable detection electrode unit 154 extends, for example, from one fourth extending portion 151b of the movable body 150 to the other fourth extending portion 151b in the Y-axis direction. In the illustrated example, two movable detection electrode portions 154 are provided.

固定検出電極部156は、ベース基板2に固定され、可動検出電極部154と対向して設けられている。固定検出電極部156は、凹部15の底面(凹部15を規定するベース基板2の上面)に、例えば陽極接合によって接合されている。固定検出電極部156は、枠状の可動体150の内側に設けられている。図示の例では、固定検出電極部156は、可動検出電極部154を挟んで設けられている。   The fixed detection electrode unit 156 is fixed to the base substrate 2 and is provided to face the movable detection electrode unit 154. The fixed detection electrode unit 156 is bonded to the bottom surface of the recess 15 (the upper surface of the base substrate 2 defining the recess 15) by, for example, anodic bonding. The fixed detection electrode unit 156 is provided inside the frame-shaped movable body 150. In the illustrated example, the fixed detection electrode unit 156 is provided with the movable detection electrode unit 154 interposed therebetween.

固定部130、駆動バネ部132、振動体134、可動駆動電極部136、可動体150、検出バネ部152、および可動検出電極部154は、例えばシリコン基板をパターニングすることによって一体に設けられる。固定部130、駆動バネ部132、振動体134、可動駆動電極部136、固定駆動電極部138a、138b、可動体150、検出バネ部152、可動検出電極部154、および固定検出電極部156は、の材質は、例えば、リン、ボロン等の不純物がドープされることにより導電性が付与されたシリコンである。   The fixed part 130, the drive spring part 132, the vibrating body 134, the movable drive electrode part 136, the movable body 150, the detection spring part 152, and the movable detection electrode part 154 are integrally provided, for example, by patterning a silicon substrate. The fixed portion 130, the drive spring portion 132, the vibrating body 134, the movable drive electrode portion 136, the fixed drive electrode portions 138a and 138b, the movable body 150, the detection spring portion 152, the movable detection electrode portion 154, and the fixed detection electrode portion 156 are: The material is, for example, silicon provided with conductivity by being doped with impurities such as phosphorus and boron.

次に、第3機能素子103の動作について説明する。
可動駆動電極部136と固定駆動電極部138a、138bとの間に、電圧を印加すると、可動駆動電極部136と固定駆動電極部138a、138bとの間に静電力を発生させることができる。これにより、駆動バネ部132をY軸方向に伸縮させつつ、振動体134をY軸方向に振動させることができる。
Next, the operation of the third functional element 103 will be described.
When a voltage is applied between the movable drive electrode portion 136 and the fixed drive electrode portions 138a and 138b, an electrostatic force can be generated between the movable drive electrode portion 136 and the fixed drive electrode portions 138a and 138b. Thereby, the vibrating body 134 can be vibrated in the Y-axis direction while the drive spring portion 132 is expanded and contracted in the Y-axis direction.

なお、可動体150は、上述のとおり、検出バネ部152を介して振動体134に支持されているため、可動体150も振動体134の振動に伴い、Y軸方向に振動する。   Since the movable body 150 is supported by the vibrating body 134 via the detection spring portion 152 as described above, the movable body 150 also vibrates in the Y-axis direction as the vibrating body 134 vibrates.

振動体134がY軸方向に振動を行っている状態で、第3機能素子103にZ軸まわりの角速度(Z軸を軸とする角速度)ωzが加わると、コリオリ力が働き、可動体150は、X軸方向に変位する。可動体150がX軸方向に変位することにより、可動検出電極部154と固定検出電極部156との間の距離は、変化する。そのため、可動検出電極部154と固定検出電極部156との間の静電容量は、変化する。この可動検出電極部154と固定検出電極部156との間の静電容量の変化量を検出することにより、Z軸まわりの角速度ωzを求めることができる。   When an angular velocity around the Z axis (angular velocity about the Z axis) ωz is applied to the third functional element 103 in a state where the vibrating body 134 is vibrating in the Y axis direction, a Coriolis force is applied, and the movable body 150 , It is displaced in the X-axis direction. As the movable body 150 is displaced in the X-axis direction, the distance between the movable detection electrode unit 154 and the fixed detection electrode unit 156 changes. Therefore, the electrostatic capacitance between the movable detection electrode unit 154 and the fixed detection electrode unit 156 changes. By detecting the amount of change in capacitance between the movable detection electrode unit 154 and the fixed detection electrode unit 156, the angular velocity ωz around the Z axis can be obtained.

以上のように、ジャイロセンサー100では、互いに直交する3軸(Y軸、X軸、およびZ軸)まわりの角速度が検出される。   As described above, the gyro sensor 100 detects angular velocities about three axes (Y axis, X axis, and Z axis) that are orthogonal to each other.

ここで、ジャイロセンサー100では、機能素子101、102、103は、直線状に並んでおり、第2機能素子102と第3機能素子103との間に、第1機能素子101が設けられている。そのため、ジャイロセンサー100では、機能素子101、102、103のうちの隣り合う機能素子において、一方の機能素子の振動体134の振動方向と、他方の可動体140(または可動体150)の変位方向(コリオリ力によって変位する方向)とは、異なり、一方の機能素子の可動体140(または可動体150)の変位方向と、他方の機能素子の振動体134の振動方向とは、異なる。すなわち、隣り合う機能素子101、102において、第1機能素子101の振動体134の振動方向(Y軸方向)と、第2機能素子102の可動体140の変位方向(Z軸方向)とは、異なり、第1機能素子101の可動体140の変位方向(Z軸方向)と、第2機能素子102の振動体134の振動方向(X軸方向)とは、異なる。また、隣り合う機能素子101、103において、第1機能素子101の振動体134の振動方向(Y軸方向)と、第3機能素子103の可動体150の変位方向(X軸方向)とは、異なり、第1機能素子101の可動体140の変位方向(Z軸方向)と、第3機能素子103の振動体134の振動方向(Y軸方向)とは、異なる。   Here, in the gyro sensor 100, the functional elements 101, 102, and 103 are arranged in a straight line, and the first functional element 101 is provided between the second functional element 102 and the third functional element 103. . Therefore, in the gyro sensor 100, in the adjacent functional elements among the functional elements 101, 102, 103, the vibration direction of the vibrating body 134 of one functional element and the displacement direction of the other movable body 140 (or the movable body 150). Unlike the (direction displaced by the Coriolis force), the displacement direction of the movable body 140 (or the movable body 150) of one functional element and the vibration direction of the vibration body 134 of the other functional element are different. That is, in the adjacent functional elements 101 and 102, the vibration direction (Y-axis direction) of the vibrating body 134 of the first functional element 101 and the displacement direction (Z-axis direction) of the movable body 140 of the second functional element 102 are: Differently, the displacement direction (Z-axis direction) of the movable body 140 of the first functional element 101 is different from the vibration direction (X-axis direction) of the vibrating body 134 of the second functional element 102. In the adjacent functional elements 101 and 103, the vibration direction (Y-axis direction) of the vibrating body 134 of the first functional element 101 and the displacement direction (X-axis direction) of the movable body 150 of the third functional element 103 are: Differently, the displacement direction (Z-axis direction) of the movable body 140 of the first functional element 101 is different from the vibration direction (Y-axis direction) of the vibrating body 134 of the third functional element 103.

すなわち、ジャイロセンサー100では、振動体134がX軸方向に振動する第2機能素子102と、コリオリ力によって可動体150がX軸方向に変位する第3機能素子103と、の間に、第1機能素子101が設けられている。そのため、第2機能素子102と第3機能素子103との間の距離を大きくすることができ、かつ小型化を図ることができる。これにより、ジャイロセンサー100では、第2機能素子102の振動体134の振動が、ベース基板2を介して、第3機能素子103の可動体150のコリオリ力による変位に影響を及ぼすことを抑制できる。より具体的には、ジャイロセンサー100では、第2機能素子102の振動体134の振動が、第3機能素子103の可動体150に作用して(クロスカップリングして)、第3機能素子103の可動体150に、第2機能素子102の振動体134の振動によって不要な振動モードが励起されることを抑制できる。その結果、ジャイロセンサー100では、ノイズ特性が悪化することを抑制でき、小型化を図りつつ、高い検出精度を有することができる。   That is, in the gyro sensor 100, the first functional element 102 between the second functional element 102 in which the vibrating body 134 vibrates in the X-axis direction and the third functional element 103 in which the movable body 150 is displaced in the X-axis direction by Coriolis force. A functional element 101 is provided. Therefore, the distance between the second functional element 102 and the third functional element 103 can be increased, and the size can be reduced. Thereby, in the gyro sensor 100, it can suppress that the vibration of the vibrating body 134 of the 2nd functional element 102 influences the displacement by the Coriolis force of the movable body 150 of the 3rd functional element 103 via the base substrate 2. FIG. . More specifically, in the gyro sensor 100, the vibration of the vibrating body 134 of the second functional element 102 acts on the movable body 150 of the third functional element 103 (cross coupling), and the third functional element 103. It is possible to suppress an unnecessary vibration mode from being excited in the movable body 150 due to the vibration of the vibrating body 134 of the second functional element 102. As a result, the gyro sensor 100 can suppress deterioration in noise characteristics, and can have high detection accuracy while achieving downsizing.

−加速度センサー200−
加速度センサー200において、第4機能素子204は、X軸方向の加速度を検出し、第5機能素子205は、Y軸方向の加速度を検出し、第6機能素子206は、Z軸方向の加速度を検出する。
-Acceleration sensor 200-
In the acceleration sensor 200, the fourth functional element 204 detects acceleration in the X-axis direction, the fifth functional element 205 detects acceleration in the Y-axis direction, and the sixth functional element 206 detects acceleration in the Z-axis direction. To detect.

第4機能素子204、第5機能素子205、および第6機能素子206は、ベース基板2上に、それぞれ、凹部21、凹部22、および凹部23に対応するように設けられて(配置されて)いる。また、加速度センサー200では、図1、3に示すように、第4機能素子204および第6機能素子206は、これらの長手方向をY軸方向に向けて、X軸方向に並んでおり、また、第5機能素子205は、これら第4機能素子204および第6機能素子206よりも+Y軸方向側に、その長手方向をX軸方向に向けて設けられている。   The fourth functional element 204, the fifth functional element 205, and the sixth functional element 206 are provided (arranged) on the base substrate 2 so as to correspond to the concave portion 21, the concave portion 22, and the concave portion 23, respectively. Yes. In the acceleration sensor 200, as shown in FIGS. 1 and 3, the fourth functional element 204 and the sixth functional element 206 are arranged in the X-axis direction with their longitudinal directions directed in the Y-axis direction. The fifth functional element 205 is provided on the + Y-axis direction side with respect to the fourth functional element 204 and the sixth functional element 206 with its longitudinal direction directed in the X-axis direction.

以下、第4機能素子204、第5機能素子205、および第6機能素子206について、説明する。   Hereinafter, the fourth functional element 204, the fifth functional element 205, and the sixth functional element 206 will be described.

(4)第4機能素子204
まず、第4機能素子204の構成について説明する。
(4) Fourth functional element 204
First, the configuration of the fourth functional element 204 will be described.

第4機能素子204は、X軸方向の加速度を検出するための加速度センサー素子である。このような第4機能素子204は、図7に示すように、支持部41、42と、可動部43と、連結部44、45と、複数の第1固定電極指48と、複数の第2固定電極指49と、を有している。また、可動部43は、基部431と、基部431からY軸方向両側に突出している複数の可動電極指432と、を有している。このような第4機能素子204は、例えば、リン、ボロン等の不純物がドープされたシリコン基板から形成されている。   The fourth functional element 204 is an acceleration sensor element for detecting acceleration in the X-axis direction. As shown in FIG. 7, the fourth functional element 204 includes support parts 41 and 42, a movable part 43, connection parts 44 and 45, a plurality of first fixed electrode fingers 48, and a plurality of second elements. And a fixed electrode finger 49. In addition, the movable portion 43 includes a base portion 431 and a plurality of movable electrode fingers 432 protruding from the base portion 431 on both sides in the Y-axis direction. For example, the fourth functional element 204 is formed of a silicon substrate doped with impurities such as phosphorus and boron.

支持部41、42は、それぞれ、ベース基板2の上面に接合されており、支持部41が配線(図示せず)と電気的に接続されている。そして、これら支持部41、42の間に可動部43が設けられている。可動部43は、−X軸側において連結部44を介して支持部41に連結されると共に、+X軸側において連結部45を介して支持部42に連結されている。これにより、可動部43が支持部41、42に対して矢印aで示すようにX軸方向に変位可能となる。   The support portions 41 and 42 are respectively joined to the upper surface of the base substrate 2, and the support portion 41 is electrically connected to wiring (not shown). A movable portion 43 is provided between the support portions 41 and 42. The movable portion 43 is connected to the support portion 41 via the connection portion 44 on the −X axis side, and is connected to the support portion 42 via the connection portion 45 on the + X axis side. As a result, the movable portion 43 can be displaced in the X-axis direction as indicated by the arrow a with respect to the support portions 41 and 42.

複数の第1固定電極指48は、可動電極指432のX軸方向一方側に配置され、対応する可動電極指432に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなすように並んでいる。このような複数の第1固定電極指48は、その基端部にてベース基板2の上面に接合されている。   The plurality of first fixed electrode fingers 48 are arranged on one side in the X-axis direction of the movable electrode fingers 432 and are arranged in a comb-like shape that meshes with the corresponding movable electrode fingers 432 with a space therebetween. The plurality of first fixed electrode fingers 48 are bonded to the upper surface of the base substrate 2 at the base end portions.

これに対して、複数の第2固定電極指49は、可動電極指432のX軸方向他方側に配置され、対応する可動電極指432に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなすように並んでいる。このような複数の第2固定電極指49は、その基端部にて、ベース基板2の上面に接合されている。   On the other hand, the plurality of second fixed electrode fingers 49 are arranged on the other side in the X-axis direction of the movable electrode fingers 432 so as to form a comb-tooth shape that meshes with the corresponding movable electrode fingers 432 with a space therebetween. Are lined up. The plurality of second fixed electrode fingers 49 are bonded to the upper surface of the base substrate 2 at the base end portion.

このような第4機能素子204は、次のようにしてX軸方向の加速度を検出する。すなわち、X軸方向の加速度が物理量センサー1に加わると、その加速度の大きさに基づいて、可動部43が、連結部44、45を弾性変形させながら、X軸方向に変位する。このような変位に伴って、可動電極指432と第1固定電極指48との間の静電容量C1および可動電極指432と第2固定電極指49との間の静電容量C2の大きさがそれぞれ変化する。そのため、これら静電容量C1、C2の変化(差動信号)に基づいて加速度を検出することができる。   Such a fourth functional element 204 detects the acceleration in the X-axis direction as follows. That is, when acceleration in the X-axis direction is applied to the physical quantity sensor 1, the movable portion 43 is displaced in the X-axis direction while elastically deforming the connecting portions 44 and 45 based on the magnitude of the acceleration. With such a displacement, the capacitance C1 between the movable electrode finger 432 and the first fixed electrode finger 48 and the capacitance C2 between the movable electrode finger 432 and the second fixed electrode finger 49 are increased. Changes. Therefore, acceleration can be detected based on the changes (differential signals) of these electrostatic capacitances C1 and C2.

さて、かかる構成の第4機能素子204は、内部空間(加速度センサー素子収納部)S2内に収納されるが、この内部空間S2を画成するベース基板2および蓋体3において、第4機能素子204が対向する位置である、凹部21および凹部32には、それぞれ、複数の突起215および突起325が形成されている。   The fourth functional element 204 having such a configuration is accommodated in the internal space (acceleration sensor element accommodating portion) S2. In the base substrate 2 and the lid 3 that define the internal space S2, the fourth functional element 204 is provided. A plurality of projections 215 and projections 325 are formed in the recess 21 and the recess 32, respectively, at positions 204 are opposed to each other.

そのため、可動部43のX軸方向に対する変位に起因する、可動電極指432と第1固定電極指48との間の静電容量C1および可動電極指432と第2固定電極指49との間の静電容量C2の大きさの変化(差動信号)に基づいて加速度を検出する際に、可動電極指432と第1固定電極指48との間および可動電極指432と第2固定電極指49との間からの気体の押出しを低減させることができる。   Therefore, the capacitance C1 between the movable electrode finger 432 and the first fixed electrode finger 48 and the distance between the movable electrode finger 432 and the second fixed electrode finger 49 due to the displacement of the movable portion 43 in the X-axis direction. When detecting acceleration based on a change in the size of the capacitance C2 (differential signal), between the movable electrode finger 432 and the first fixed electrode finger 48 and between the movable electrode finger 432 and the second fixed electrode finger 49. Extrusion of gas from between the two can be reduced.

よって、第4機能素子204を収納する内部空間S2を真空度が高いものとしたとしても、仮想的に真空度が低い状態として粘性効果を大きくすることができることから、第4機能素子204によりX軸方向の加速度を優れた精度で検出することができる。   Therefore, even if the internal space S2 in which the fourth functional element 204 is accommodated has a high degree of vacuum, the viscosity effect can be increased with a virtually low degree of vacuum. The axial acceleration can be detected with excellent accuracy.

したがって、後述する物理量センサー1の製造方法で説明するように、加速度センサー200を収納する内部空間(加速度センサー素子収納部)S2における真空度を、ジャイロセンサー100を収納する内部空間(ジャイロセンサー素子収納部)S1における真空度とほぼ同一に高いものに設定したとしても、物理量センサー1が備えるベース基板(同一基板)2上に形成された加速度センサー200とジャイロセンサー100との双方を、高精度なものとすることができる。   Therefore, as will be described in the method of manufacturing the physical quantity sensor 1 described later, the degree of vacuum in the internal space (acceleration sensor element storage portion) S2 in which the acceleration sensor 200 is stored is set to the internal space in which the gyro sensor 100 is stored (gyro sensor element storage). Part) Even if the degree of vacuum is set to be almost the same as the degree of vacuum in S1, both the acceleration sensor 200 and the gyro sensor 100 formed on the base substrate (same substrate) 2 included in the physical quantity sensor 1 are highly accurate. Can be.

また、突起215および突起325は、本実施形態では、図10に示すように、それぞれ、可動電極指(可動電極)432と対向する面が凸面で構成され、Z軸方向から見たとき(ベース基板2の平面視で)、可動電極指(可動電極)432と第1固定電極指(固定電極)48との間の領域および可動電極指432と第2固定電極指(固定電極)49との間の領域を覆う位置に対応して配置されている。これにより、可動部43がX軸方向に対する変位する際に、可動電極指432と第1固定電極指48との間および可動電極指432と第2固定電極指49との間から、気体が押し出されるのをより低減させることができる。   Further, in this embodiment, as shown in FIG. 10, the protrusion 215 and the protrusion 325 each have a convex surface facing the movable electrode finger (movable electrode) 432 and are viewed from the Z-axis direction (base A region between the movable electrode finger (movable electrode) 432 and the first fixed electrode finger (fixed electrode) 48 and the movable electrode finger 432 and the second fixed electrode finger (fixed electrode) 49. It arrange | positions corresponding to the position which covers the area | region between. Thereby, when the movable portion 43 is displaced in the X-axis direction, gas is pushed out from between the movable electrode finger 432 and the first fixed electrode finger 48 and between the movable electrode finger 432 and the second fixed electrode finger 49. Can be further reduced.

さらに、突起215および突起325は、その表面に複数の凸部(微細な凹凸)を備えるものであることが好ましい。突起215および突起325は、このような凸部を備えることで、表面が荒れたものとなり、その表面積が増大する。そのため、可動部43がX軸方向に対する変位する際に、可動電極指432と第1固定電極指48との間および可動電極指432と第2固定電極指49との間から、気体が押し出されるのをより低減させることができる。さらに、可動部43がX軸方向に対する変位する際に、可動電極指432が突起215および突起325に貼り付いてしまうのを抑制または防止することができる。   Furthermore, it is preferable that the protrusion 215 and the protrusion 325 have a plurality of convex portions (fine irregularities) on the surface thereof. Protrusion 215 and protrusion 325 are provided with such a convex portion, so that the surface becomes rough and the surface area thereof increases. Therefore, when the movable portion 43 is displaced in the X-axis direction, gas is pushed out from between the movable electrode finger 432 and the first fixed electrode finger 48 and between the movable electrode finger 432 and the second fixed electrode finger 49. Can be further reduced. Furthermore, it is possible to suppress or prevent the movable electrode finger 432 from sticking to the protrusion 215 and the protrusion 325 when the movable portion 43 is displaced in the X-axis direction.

なお、この場合、突起215および突起325の表面粗さRa(JIS B 0601に規定)は、好ましくは0.01μm以上、1μm以下に設定される。これにより、前記効果を顕著に発揮させることができる。   In this case, the surface roughness Ra (specified in JIS B 0601) of the protrusion 215 and the protrusion 325 is preferably set to 0.01 μm or more and 1 μm or less. Thereby, the said effect can be exhibited notably.

また、図10(b)に示すように、突起325の先端面と、可動電極指432の上面とは、同一の面上に位置しておらず、互いに離間しており、さらに、突起215先端面と、可動電極指432の上面とは、同一の面上に位置しておらず、互いに離間しており、具体的には、これらの離間距離は、好ましくは0.1μm以上、10μm以下に設定される。これにより、可動部43がX軸方向に対する変位する際に、可動電極指432と第1固定電極指48との間および可動電極指432と第2固定電極指49との間から、気体が押し出されるのを低減させつつ、可動電極指432が突起215および突起325に貼り付いてしまうのを抑制または防止することができる。   Further, as shown in FIG. 10B, the tip surface of the protrusion 325 and the upper surface of the movable electrode finger 432 are not located on the same surface but are separated from each other, and further, the tip of the protrusion 215 The surface and the upper surface of the movable electrode finger 432 are not located on the same surface and are separated from each other. Specifically, the distance between these surfaces is preferably 0.1 μm or more and 10 μm or less. Is set. Thereby, when the movable portion 43 is displaced in the X-axis direction, gas is pushed out from between the movable electrode finger 432 and the first fixed electrode finger 48 and between the movable electrode finger 432 and the second fixed electrode finger 49. It is possible to suppress or prevent the movable electrode finger 432 from sticking to the protrusion 215 and the protrusion 325 while reducing the occurrence of the protrusion.

(5)第5機能素子205
次に、第5機能素子205の構成について説明する。
(5) Fifth functional element 205
Next, the configuration of the fifth functional element 205 will be described.

第5機能素子205は、Y軸方向の加速度を検出するための加速度センサー素子である。このような第5機能素子205は、図8に示すように、平面視で90°回転した状態で配置されている以外は、第4機能素子204と同様の構成となっている。すなわち、第5機能素子205は、支持部51、52と、可動部53と、連結部54、55と、複数の第1固定電極指58と、複数の第2固定電極指59と、を有している。また、可動部53は、基部531と、基部531からX軸方向両側に突出している複数の可動電極指532と、を有している。   The fifth functional element 205 is an acceleration sensor element for detecting acceleration in the Y-axis direction. As shown in FIG. 8, the fifth functional element 205 has the same configuration as the fourth functional element 204 except that the fifth functional element 205 is arranged in a state rotated by 90 ° in plan view. That is, the fifth functional element 205 includes support portions 51 and 52, a movable portion 53, connecting portions 54 and 55, a plurality of first fixed electrode fingers 58, and a plurality of second fixed electrode fingers 59. doing. The movable portion 53 includes a base portion 531 and a plurality of movable electrode fingers 532 that protrude from the base portion 531 to both sides in the X-axis direction.

支持部51、52は、それぞれ、ベース基板2の上面に接合されている。そして、これら支持部51、52の間に可動部53が設けられている。可動部53は、−Y軸側において連結部54を介して支持部51に連結されると共に、+Y軸側において連結部55を介して支持部52に連結されている。これにより、可動部53が支持部51、52に対して矢印bで示すようにY軸方向に変位可能となる。   Each of the support portions 51 and 52 is bonded to the upper surface of the base substrate 2. A movable portion 53 is provided between the support portions 51 and 52. The movable portion 53 is connected to the support portion 51 via the connecting portion 54 on the −Y axis side, and is connected to the support portion 52 via the connecting portion 55 on the + Y axis side. As a result, the movable portion 53 can be displaced in the Y-axis direction as indicated by the arrow b with respect to the support portions 51 and 52.

複数の第1固定電極指58は、可動電極指532のY軸方向一方側に配置され、対応する可動電極指532に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなすように並んでいる。このような複数の第1固定電極指58は、その基端部にてベース基板2の上面に接合されている。   The plurality of first fixed electrode fingers 58 are arranged on one side in the Y-axis direction of the movable electrode fingers 532 and are arranged in a comb-like shape that meshes with the corresponding movable electrode fingers 532 with a space therebetween. The plurality of first fixed electrode fingers 58 are bonded to the upper surface of the base substrate 2 at the base end portions.

これに対して、複数の第2固定電極指59は、可動電極指532のY軸方向他方側に配置され、対応する可動電極指532に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなすように並んでいる。このような複数の第2固定電極指59は、その基端部にて、ベース基板2の上面に接合されている。   On the other hand, the plurality of second fixed electrode fingers 59 are arranged on the other side in the Y-axis direction of the movable electrode fingers 532 so as to form a comb-tooth shape that meshes with the corresponding movable electrode fingers 532 with a space therebetween. Are lined up. A plurality of such second fixed electrode fingers 59 are joined to the upper surface of the base substrate 2 at the base end portions.

このような第5機能素子205は、次のようにしてY軸方向の加速度を検出する。すなわち、Y軸方向の加速度が物理量センサー1に加わると、その加速度の大きさに基づいて、可動部53が、連結部54、55を弾性変形させながら、Y軸方向に変位する。このような変位に伴って、可動電極指532と第1固定電極指58との間の静電容量C3および可動電極指532と第2固定電極指59との間の静電容量C4の大きさがそれぞれ変化する。そのため、これら静電容量C3、C4の変化(差動信号)に基づいて加速度を検出することができる。   Such a fifth functional element 205 detects the acceleration in the Y-axis direction as follows. That is, when acceleration in the Y-axis direction is applied to the physical quantity sensor 1, the movable portion 53 is displaced in the Y-axis direction while elastically deforming the connecting portions 54 and 55 based on the magnitude of the acceleration. Along with such displacement, the capacitance C3 between the movable electrode finger 532 and the first fixed electrode finger 58 and the capacitance C4 between the movable electrode finger 532 and the second fixed electrode finger 59 are increased. Changes. Therefore, acceleration can be detected based on changes (differential signals) of these electrostatic capacitances C3 and C4.

(6)第6機能素子206
次に、第6機能素子206の構成について説明する。
(6) Sixth functional element 206
Next, the configuration of the sixth functional element 206 will be described.

第6機能素子206は、Z軸方向(鉛直方向)の加速度を検出するための加速度センサー素子である。このような第6機能素子206は、図9に示すように、一対の支持部61、62と、可動部63と、可動部63を支持部61、62に対して揺動可能とするように可動部63と支持部61、62とを連結する一対の連結部64、65と、を有し、連結部64、65を軸Jとして、可動部63が支持部61、62に対してシーソー揺動するように構成されている。   The sixth functional element 206 is an acceleration sensor element for detecting acceleration in the Z-axis direction (vertical direction). As shown in FIG. 9, the sixth functional element 206 has a pair of support portions 61 and 62, a movable portion 63, and a movable portion 63 that can swing with respect to the support portions 61 and 62. The movable portion 63 and the support portions 61 and 62 are coupled to each other, and the movable portion 63 swings with respect to the support portions 61 and 62 with the connection portions 64 and 65 as the axis J. It is configured to move.

支持部61、62は、それぞれ、ベース基板2の上面に接合されている。そして、これら支持部61、62の間に可動部63が設けられている。可動部63は、軸Jよりも−X軸方向側に位置する第1可動部631と、軸Jよりも+X軸方向側に位置する第2可動部632とを有している。また、第1可動部631は、第1検出電極741と対向配置されており、第1検出電極741との間に静電容量Caを形成し、第2可動部632は、第2検出電極742と対向配置されており、第2検出電極742との間に静電容量Cbを形成している。このような第6機能素子206は、例えば、リン、ボロン等の不純物がドープされたシリコン基板から形成されている。   Each of the support portions 61 and 62 is bonded to the upper surface of the base substrate 2. A movable portion 63 is provided between the support portions 61 and 62. The movable part 63 includes a first movable part 631 located on the −X axis direction side with respect to the axis J, and a second movable part 632 located on the + X axis direction side with respect to the axis J. Further, the first movable portion 631 is disposed to face the first detection electrode 741, forms a capacitance Ca between the first detection electrode 741, and the second movable portion 632 includes the second detection electrode 742. The electrostatic capacitance Cb is formed between the second detection electrode 742 and the second detection electrode 742. For example, the sixth functional element 206 is formed of a silicon substrate doped with impurities such as phosphorus and boron.

第1、第2可動部631、632は、鉛直方向(Z軸方向)の加速度が加わったときの回転モーメントが互いに異なっており、加速度に応じて可動部63に所定の傾きが生じるように設計されている。これにより、鉛直方向の加速度が生じると、可動部63が軸Jまわりにシーソー揺動する。具体的には、本実施形態では、平面視で、第1可動部631の面積(長さ)よりも第2可動部632の面積(長さ)を大きくすることで、第1可動部631の回転モーメントよりも第2可動部632の回転モーメントが大きくなるように設計されている。   The first and second movable parts 631 and 632 have different rotational moments when acceleration in the vertical direction (Z-axis direction) is applied, and are designed so that a predetermined inclination occurs in the movable part 63 according to the acceleration. Has been. As a result, when vertical acceleration occurs, the movable portion 63 swings around the axis J. Specifically, in the present embodiment, the area (length) of the second movable part 632 is made larger than the area (length) of the first movable part 631 in plan view, thereby It is designed so that the rotational moment of the second movable part 632 is larger than the rotational moment.

このような第6機能素子206は、次のようにしてZ軸方向の加速度を検出する。すなわち、物理量センサー1に鉛直方向の加速度が加わると、可動部63は、軸Jまわりにシーソー揺動する。このような可動部63のシーソー揺動によって、第1可動部631と第1検出電極741の離間距離および第2可動部632と第2検出電極742の離間距離が変化し、これに応じて静電容量Ca、Cbが変化する。そのため、これら静電容量Ca、Cbの変化量(静電容量Ca、Cbの差動信号)に基づいて加速度の値を検出することができ、静電容量Ca、Cbの変化の方向から加速度の方向を特定することができる。   The sixth functional element 206 detects acceleration in the Z-axis direction as follows. That is, when vertical acceleration is applied to the physical quantity sensor 1, the movable portion 63 swings around the axis J. By such seesaw swinging of the movable portion 63, the separation distance between the first movable portion 631 and the first detection electrode 741 and the separation distance between the second movable portion 632 and the second detection electrode 742 change, and the static distance is accordingly changed. Capacitances Ca and Cb change. Therefore, the acceleration value can be detected based on the change amounts of the capacitances Ca and Cb (differential signals of the capacitances Ca and Cb), and the acceleration value can be detected from the change direction of the capacitances Ca and Cb. The direction can be specified.

以上のように、加速度センサー200では、互いに直交する3軸(Y軸、X軸、およびZ軸)方向の加速度が検出される。   As described above, the acceleration sensor 200 detects accelerations in the directions of the three axes (Y axis, X axis, and Z axis) orthogonal to each other.

(物理量センサー1の製造方法)
次に、物理量センサー1の製造方法を、図11〜図14に基づいて説明する。なお、図11〜図14では、その上側に図1中のA−A線断面に対応する断面図を示し、下側に図1中のB−B線断面に対応する断面図を示す。そのため、図11〜図14では、物理量センサー1の構成の一部が図示されていない。
(Manufacturing method of physical quantity sensor 1)
Next, a method for manufacturing the physical quantity sensor 1 will be described with reference to FIGS. In addition, in FIGS. 11-14, sectional drawing corresponding to the AA line cross section in FIG. 1 is shown on the upper side, and sectional drawing corresponding to the BB line cross section in FIG. 1 is shown below. Therefore, in FIGS. 11 to 14, a part of the configuration of the physical quantity sensor 1 is not illustrated.

物理量センサー1の製造方法は、ベース基板2に、機能素子101、102、103、204、205、206を配置する第1工程と、蓋体3とベース基板2との間に機能素子101、102、103、および機能素子204、205、206を、それぞれ収容する内部空間S1および内部空間S2が画成されるように、蓋体3をベース基板2に接合する第2工程と、貫通孔311、321をそれぞれ封止材312、322で封止する第3工程と、を含んでいる。   The physical quantity sensor 1 is manufactured by a first step of placing the functional elements 101, 102, 103, 204, 205, 206 on the base substrate 2, and the functional elements 101, 102 between the lid 3 and the base substrate 2. , 103 and the functional elements 204, 205, 206, a second step of joining the lid 3 to the base substrate 2 so as to define an internal space S1 and an internal space S2 for accommodating the through-hole 311; And a third step of sealing 321 with sealing materials 312 and 322, respectively.

以下、これらの工程について、順次、説明する。
[第1工程]
[1−1]まず、図11(a)に示すように、複数のベース基板2が一体形成されているガラス基板20を用意する。
Hereinafter, these steps will be sequentially described.
[First step]
[1-1] First, as shown in FIG. 11A, a glass substrate 20 on which a plurality of base substrates 2 are integrally formed is prepared.

このガラス基板20は、例えば、板状のガラス基板にフォトリソグラフィー技法およびエッチング技法を用いて凹部13、14、15、21、22、23および溝部211を形成することで得られる。   The glass substrate 20 is obtained, for example, by forming the concave portions 13, 14, 15, 21, 22, 23 and the groove 211 on a plate-like glass substrate using a photolithography technique and an etching technique.

また、この際、凹部21、22には、同一のエッチング工程で、突起215が、凹部13、14、15、21、22、23および溝部211の形成とともに形成される。これにより、凹部13、14、15、21、22、23および溝部211を均一な深さを有するものとして形成することができる。このように、各凹部13、14、15、21、22、23をバラツキなく形成することができることから、得られる物理量センサー1の品質の向上が図られる。   At this time, the protrusions 215 are formed in the recesses 21 and 22 together with the formation of the recesses 13, 14, 15, 21, 22, 23 and the groove 211 in the same etching process. Thereby, the recessed parts 13, 14, 15, 21, 22, 23 and the groove part 211 can be formed as having a uniform depth. Thus, since each recessed part 13, 14, 15, 21, 22, 23 can be formed without variation, the quality of the obtained physical quantity sensor 1 can be improved.

また、各ベース基板2に配置されている配線721、端子721a、第1、第2検出電極741、742および第1固定検出電極部146は、例えば、スパッタ、蒸着等によってガラス基板20の上面に金属膜を成膜し、この金属膜をフォトリソグラフィー技法およびエッチング技法を用いてパターニングすることで得られる。   In addition, the wiring 721, the terminal 721a, the first and second detection electrodes 741 and 742, and the first fixed detection electrode portion 146 arranged on each base substrate 2 are formed on the upper surface of the glass substrate 20 by, for example, sputtering or vapor deposition. It is obtained by forming a metal film and patterning the metal film using a photolithography technique and an etching technique.

[1−2]次に、図11(b)に示すように、ガラス基板20の上面にシリコン基板40を陽極接合する。ただし、接合方法としては陽極接合に限定されない。   [1-2] Next, as shown in FIG. 11B, the silicon substrate 40 is anodically bonded to the upper surface of the glass substrate 20. However, the bonding method is not limited to anodic bonding.

[1−3]次に、図12(a)に示すように、シリコン基板40をフォトリソグラフィー技法およびエッチング技法を用いてパターニングする。   [1-3] Next, as shown in FIG. 12A, the silicon substrate 40 is patterned by using a photolithography technique and an etching technique.

これにより、各ベース基板2の凹部13、14、15、21、22、23に、それぞれ、対応させて機能素子101、102、103、204、205、206を形成する。その結果、各ベース基板2上に凹部13、14、15、21、22、23と重なるようにして機能素子101、102、103、204、205、206が接合(配置)される。   Thereby, the functional elements 101, 102, 103, 204, 205, 206 are formed corresponding to the recesses 13, 14, 15, 21, 22, 23 of the base substrate 2, respectively. As a result, the functional elements 101, 102, 103, 204, 205, and 206 are bonded (arranged) on each base substrate 2 so as to overlap the concave portions 13, 14, 15, 21, 22, and 23.

[第2工程]
[2−1]次に、複数の蓋体3が一体形成されているシリコン基板30を用意し、図12(b)に示すように、このシリコン基板30の下面をガラス基板20の上面に陽極接合する。
[Second step]
[2-1] Next, a silicon substrate 30 on which a plurality of lids 3 are integrally formed is prepared, and the lower surface of the silicon substrate 30 is placed on the upper surface of the glass substrate 20 as shown in FIG. Join.

これにより、シリコン基板30とガラス基板20との間に機能素子101、102、103および機能素子204、205、206をそれぞれ収容する内部空間S1および内部空間S2が形成される。   As a result, an internal space S1 and an internal space S2 are formed between the silicon substrate 30 and the glass substrate 20 to accommodate the functional elements 101, 102, 103 and the functional elements 204, 205, 206, respectively.

なお、この際、内部空間S1および内部空間S2は、それぞれ、貫通孔311および貫通孔321を介して外部空間に対して連通した状態となっている。   At this time, the internal space S1 and the internal space S2 are in communication with the external space via the through hole 311 and the through hole 321 respectively.

ただし、ガラス基板20とシリコン基板30の接合方法としては陽極接合に限定されない。   However, the method for bonding the glass substrate 20 and the silicon substrate 30 is not limited to anodic bonding.

ここで、シリコン基板30は、例えば、シリコン基板をその上面側からフォトリソグラフィー技法およびウエットエッチング技法を用いてパターニングすることで各蓋体3の外形形状および貫通孔311、321を形成し、反対に、その下面側からフォトリソグラフィー技法およびドライエッチング技法を用いてパターニングすることで、凹部31、32を形成することで得られる。このように、凹部31、32の形成にドライエッチング技法(異方性のエッチング技法)を用いることで、図12に示すような、ストレート状の側面を備える凹部31、32を簡単に形成することができる。   Here, for example, the silicon substrate 30 is formed by patterning the silicon substrate from the upper surface side by using a photolithography technique and a wet etching technique to form the outer shape of each lid body 3 and the through holes 311 and 321. It is obtained by forming the recesses 31 and 32 by patterning from the lower surface side using a photolithography technique and a dry etching technique. Thus, by using the dry etching technique (anisotropic etching technique) for forming the recesses 31 and 32, the recesses 31 and 32 having straight side surfaces as shown in FIG. 12 can be easily formed. Can do.

また、この凹部31、32の形成の際、凹部32には、同一のエッチング工程で、突起325が、凹部31、32の形成とともに形成される。これにより、凹部31、32を均一な天井部の高さを有するものとして形成することができる。このように、各凹部31、32をバラツキなく形成することができることから、得られる物理量センサー1の品質の向上が図られる。   Further, when the recesses 31 and 32 are formed, the protrusions 325 are formed in the recesses 32 together with the formation of the recesses 31 and 32 in the same etching process. Thereby, the recessed parts 31 and 32 can be formed as what has the height of a uniform ceiling part. Thus, since each recessed part 31 and 32 can be formed without variation, the improvement of the quality of the physical quantity sensor 1 obtained is achieved.

[第3工程]
[3−1]次に、図13(a)に示すように、CVD法によって、シリコン基板30とガラス基板20とに跨る封止膜8を成膜し、封止膜8によって、溝部211を塞ぐ。
[Third step]
[3-1] Next, as shown in FIG. 13A, the sealing film 8 is formed over the silicon substrate 30 and the glass substrate 20 by the CVD method, and the groove 211 is formed by the sealing film 8. Block it.

封止膜8は好適にはSiOが用いられ、このSiO膜はTEOS(Tetraethyl orthosilicate)を用いたCVD法によって成膜される。そして、貫通孔311、321を介して内部空間S1、S2を所定雰囲気(減圧雰囲気)とした後、貫通孔311、321内を、それぞれ、封止材312、322で封止する。 The sealing film 8 is preferably made of SiO 2 , and this SiO 2 film is formed by a CVD method using TEOS (Tetraethyl orthosilicate). Then, after the internal spaces S1 and S2 are made a predetermined atmosphere (depressurized atmosphere) through the through holes 311 and 321, the insides of the through holes 311 and 321 are sealed with sealing materials 312 and 322, respectively.

これにより、図13(a)に示すように、貫通孔311、321が封止材312、322で封止された状態となる。   As a result, the through holes 311 and 321 are sealed with the sealing materials 312 and 322 as shown in FIG.

ここで、上記の通り、内部空間S1、S2を所定雰囲気(減圧雰囲気)とした後、貫通孔311、321内を、同時に封止する構成とすると、内部空間S1と内部空間S2とでは、それぞれの真空度が揃った状態となる。この場合、本発明では、それぞれの真空度を、ジャイロセンサー100が優れた精度で角速度を検出し得るように、高く設定する。通常、このように真空度を高くすると、加速度センサーの加速度の検出感度は低下する傾向を示すが、前述の通り、内部空間S2には、突起215、325が形成されている。そのため、たとえ内部空間S2の真空度が高くなったとしても、仮想的に真空度が低い状態として粘性効果を大きくすることができることから、加速度センサー200により加速度を優れた精度で検出することができる。   Here, as described above, when the internal spaces S1 and S2 are set to a predetermined atmosphere (depressurized atmosphere) and then the through holes 311 and 321 are sealed simultaneously, the internal space S1 and the internal space S2 respectively The degree of vacuum becomes uniform. In this case, in the present invention, the degree of vacuum is set high so that the gyro sensor 100 can detect the angular velocity with excellent accuracy. Usually, when the degree of vacuum is increased in this way, the acceleration detection sensitivity of the acceleration sensor tends to decrease, but as described above, the protrusions 215 and 325 are formed in the internal space S2. Therefore, even if the degree of vacuum in the internal space S2 becomes high, the viscosity effect can be increased in a virtually low degree of vacuum, so that the acceleration sensor 200 can detect acceleration with excellent accuracy. .

また、貫通孔311、321を設けない場合は、上記の封止膜8の成膜時の雰囲気で封止される。封止膜8をCVD法で成膜すれば減圧状態で封止される。   Further, when the through holes 311 and 321 are not provided, the sealing is performed in the atmosphere when the sealing film 8 is formed. If the sealing film 8 is formed by the CVD method, it is sealed in a reduced pressure state.

[3−2]次に、ダイシングブレード等を用いたハーフダイシングによって、図13(b)に示すように、シリコン基板30の一部(端子721aと重なっている領域)を除去して、端子721aを外部に露出させる。   [3-2] Next, as shown in FIG. 13B, a part of the silicon substrate 30 (a region overlapping with the terminal 721a) is removed by half dicing using a dicing blade or the like, and the terminal 721a is removed. Is exposed to the outside.

[3−3]次に、例えば、ダイシングソーを用いて、図14に示すように、ガラス基板20をベース基板2毎に個片化する。これにより、複数の物理量センサー1が得られる。
以上のような工程を経て、物理量センサー1が製造される。
[3-3] Next, for example, using a dicing saw, the glass substrate 20 is separated into pieces for each base substrate 2 as shown in FIG. Thereby, a plurality of physical quantity sensors 1 are obtained.
The physical quantity sensor 1 is manufactured through the above steps.

<第2実施形態>
次に、本発明の物理量センサーの第2実施形態について説明する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the physical quantity sensor of the present invention will be described.

図15は、本発明の物理量センサーの第2実施形態を模式的に示す平面図である。図16は、図15に示す物理量センサーのジャイロセンサーの断面図(図15中のD−D線断面図)である。図17は、図15に示す物理量センサーのジャイロセンサーおよび加速度センサーの断面図(図15中のE−E線断面図)である。   FIG. 15 is a plan view schematically showing a second embodiment of the physical quantity sensor of the present invention. 16 is a cross-sectional view (cross-sectional view taken along the line DD in FIG. 15) of the gyro sensor of the physical quantity sensor shown in FIG. 17 is a cross-sectional view (cross-sectional view taken along line EE in FIG. 15) of the gyro sensor and the acceleration sensor of the physical quantity sensor shown in FIG.

以下、第2実施形態の物理量センサー1について、前記第1実施形態の物理量センサー1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。   Hereinafter, the physical quantity sensor 1 of the second embodiment will be described with a focus on differences from the physical quantity sensor 1 of the first embodiment, and description of similar matters will be omitted.

図15に示す物理量センサー1は、機能素子101、102、103(ジャイロセンサー100)を収納する内部空間(ジャイロセンサー素子収納部)と、機能素子204、205、206(加速度センサー200)を収納する内部空間(加速度センサー素子収納部)とが同一の内部空間(閉空間)S3で構成されていること以外は、図1に示す物理量センサー1と同様である。   A physical quantity sensor 1 shown in FIG. 15 houses an internal space (gyro sensor element housing portion) that houses functional elements 101, 102, and 103 (gyro sensor 100) and functional elements 204, 205, and 206 (acceleration sensor 200). The physical quantity sensor 1 is the same as the physical quantity sensor 1 shown in FIG. 1 except that the internal space (acceleration sensor element storage portion) is composed of the same internal space (closed space) S3.

すなわち、第2実施形態の物理量センサー1では、第1実施形態の物理量センサー1における内部空間S1と内部空間S2とがベース基板2と蓋体3とで別個に画成されることなく、互いに連通して、1つの閉空間(空間)である内部空間S3が画成され、この内部空間S3内に、機能素子101、102、103および機能素子204、205、206が収納されている。   That is, in the physical quantity sensor 1 of the second embodiment, the internal space S1 and the internal space S2 in the physical quantity sensor 1 of the first embodiment are not defined separately by the base substrate 2 and the lid body 3, but communicate with each other. Then, an internal space S3 that is one closed space (space) is defined, and functional elements 101, 102, and 103 and functional elements 204, 205, and 206 are accommodated in the internal space S3.

このように、機能素子101、102、103(ジャイロセンサー100)および機能素子204、205、206(加速度センサー200)が同一の内部空間S3に収納されるため、当然、ジャイロセンサー100を収納するジャイロセンサー素子収納部と加速度センサー200を収納する加速度センサー素子収納部とは、その真空度が揃っていると言うことができる。   Thus, since the functional elements 101, 102, 103 (gyro sensor 100) and the functional elements 204, 205, 206 (acceleration sensor 200) are accommodated in the same internal space S3, the gyro that accommodates the gyro sensor 100 is naturally included. It can be said that the sensor element storage portion and the acceleration sensor element storage portion storing the acceleration sensor 200 have the same degree of vacuum.

このように真空度が揃っていると言える内部空間S3に、機能素子101、102、103(ジャイロセンサー100)および機能素子204、205、206(加速度センサー200)の双方を収納したとしても、ジャイロセンサー100と加速度センサー200との双方を、高精度なものとすることができる。   Even if both the functional elements 101, 102, 103 (gyro sensor 100) and the functional elements 204, 205, 206 (acceleration sensor 200) are accommodated in the internal space S3 that can be said to have a uniform degree of vacuum, the gyro Both the sensor 100 and the acceleration sensor 200 can be made highly accurate.

このような第2実施形態の物理量センサー1によっても、前記第1実施形態と同様の効果が得られる。   Also by the physical quantity sensor 1 of the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

2.電子モジュール
次に、本発明の物理量センサーを備える電子モジュールを説明する。
2. Next, an electronic module including the physical quantity sensor of the present invention will be described.

図18は、本発明の物理量センサーを備える電子モジュールの一例を示す断面図である。   FIG. 18 is a cross-sectional view showing an example of an electronic module including the physical quantity sensor of the present invention.

図18に示す電子モジュール100Aは、基板101Aと、接着層103Aを介して基板101Aの上面に固定されている物理量センサー1と、接着層104Aを介して物理量センサー1の上面に固定されているICチップ(電子部品)102Aと、を有している。そして、物理量センサー1およびICチップ102Aが基板101Aの下面を露出させた状態で、モールド材Mによってモールドされている。なお、接着層103A、104Aとしては、例えば、半田、銀ペースト、樹脂系接着剤(ダイアタッチ剤)等を用いることができる。また、モールド材Mとしては、例えば、熱硬化型のエポキシ樹脂を用いることができ、例えば、トランスファーモールド法によってモールドすることができる。   An electronic module 100A shown in FIG. 18 includes a substrate 101A, a physical quantity sensor 1 fixed to the upper surface of the substrate 101A via an adhesive layer 103A, and an IC fixed to the upper surface of the physical quantity sensor 1 via an adhesive layer 104A. Chip (electronic component) 102A. The physical quantity sensor 1 and the IC chip 102A are molded with the molding material M in a state where the lower surface of the substrate 101A is exposed. As the adhesive layers 103A and 104A, for example, solder, silver paste, resin adhesive (die attach agent) or the like can be used. Further, as the molding material M, for example, a thermosetting epoxy resin can be used, and for example, it can be molded by a transfer molding method.

また、基板101Aの上面には複数の端子101aが配置されており、下面には図示しない内部配線やキャスタレーションを介して端子101aに接続されている複数の実装端子101bが配置されている。このような基板101Aとしては、特に限定されないが、例えば、シリコン基板、セラミック基板、樹脂基板、ガラス基板、ガラスエポキシ基板等を用いることができる。   A plurality of terminals 101a are arranged on the upper surface of the substrate 101A, and a plurality of mounting terminals 101b connected to the terminals 101a via internal wiring and castellation (not shown) are arranged on the lower surface. The substrate 101A is not particularly limited, and for example, a silicon substrate, a ceramic substrate, a resin substrate, a glass substrate, a glass epoxy substrate, or the like can be used.

また、ICチップ102Aには、例えば、物理量センサー1を駆動する駆動回路や、物理量センサー1からの信号に基づいてX軸、Y軸およびZ軸の各軸方向の加速度を検出する検出回路や、検出回路からの信号を所定の信号に変換して出力する出力回路等が含まれている。このようなICチップ102Aは、ボンディングワイヤー105Aを介して物理量センサー1の端子721aと電気的に接続されており、ボンディングワイヤー106Aを介して基板101Aの端子101aに電気的に接続されている。   Further, the IC chip 102A includes, for example, a drive circuit that drives the physical quantity sensor 1, a detection circuit that detects acceleration in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions based on a signal from the physical quantity sensor 1, An output circuit that converts a signal from the detection circuit into a predetermined signal and outputs the signal is included. Such an IC chip 102A is electrically connected to the terminal 721a of the physical quantity sensor 1 via the bonding wire 105A, and is electrically connected to the terminal 101a of the substrate 101A via the bonding wire 106A.

このような電子モジュール100Aは、物理量センサー1を備えているので、優れた信頼性を有している。   Since the electronic module 100A includes the physical quantity sensor 1, it has excellent reliability.

3.電子機器
次に、本発明の電子機器を説明する。
3. Next, the electronic device of the present invention will be described.

図19は、本発明の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。   FIG. 19 is a perspective view showing a configuration of a mobile (or notebook) personal computer to which the electronic apparatus of the present invention is applied.

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、ジャイロセンサー100および加速度センサー200を備える物理量センサー1が内蔵されている。   In this figure, a personal computer 1100 includes a main body 1104 having a keyboard 1102 and a display unit 1106. The display unit 1106 is supported by the main body 1104 via a hinge structure so as to be rotatable. Yes. Such a personal computer 1100 includes a physical quantity sensor 1 including a gyro sensor 100 and an acceleration sensor 200.

図20は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機(スマートフォン、PHS等も含む)の構成を示す斜視図である。   FIG. 20 is a perspective view illustrating a configuration of a mobile phone (including a smartphone, a PHS, and the like) to which the electronic device of the present invention is applied.

この図において、携帯電話機1200は、アンテナ(図示せず)、複数の操作ボタン1202、受話口1204および送話口1206を備え、操作ボタン1202と受話口1204との間には、表示部が配置されている。このような携帯電話機1200には、物理量センサー1が内蔵されている。   In this figure, a cellular phone 1200 includes an antenna (not shown), a plurality of operation buttons 1202, an earpiece 1204, and a mouthpiece 1206, and a display unit is disposed between the operation buttons 1202 and the earpiece 1204. Has been. Such a cellular phone 1200 incorporates a physical quantity sensor 1.

図21は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチ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。   FIG. 21 is a perspective view showing the configuration of a digital still camera to which the electronic apparatus of the present invention is applied. In this figure, connection with an external device is also simply shown.

ディジタルスチルカメラ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、表示部は、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。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。   A display unit is provided on the back of a case (body) 1302 in the digital still camera 1300, and is configured to display based on an imaging signal from the CCD. The display unit is a finder that displays an object as an electronic image. Function. A light receiving unit 1304 including an optical lens (imaging optical system), a CCD, and the like is provided on the front side (the back side in the drawing) of the case 1302.

撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン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1308に転送・格納される。また、このディジタルスチルカメラ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1430が、デー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1308に格納された撮像信号が、テレビモニタ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。このようなディジタルスチルカメラ1300には、例えば、ジャイロセンサーおよび加速度センサーとして手振れ補正に用いられる物理量センサー1が内蔵されている。   When the photographer confirms the subject image displayed on the display unit and presses the shutter button 1306, the CCD image pickup signal at that time is transferred and stored in the memory 1308. In the digital still camera 1300, a video signal output terminal 1312 and an input / output terminal 1314 for data communication are provided on the side surface of the case 1302. As shown in the figure, a television monitor 1430 is connected to the video signal output terminal 1312 and a personal computer 1440 is connected to the input / output terminal 1314 for data communication as necessary. Further, the imaging signal stored in the memory 1308 is output to the television monitor 1430 or the personal computer 1440 by a predetermined operation. Such a digital still camera 1300 incorporates, for example, a physical quantity sensor 1 used for camera shake correction as a gyro sensor and an acceleration sensor.

このような電子機器は、物理量センサー1を備えているので、優れた信頼性を有している。   Since such an electronic apparatus includes the physical quantity sensor 1, it has excellent reliability.

なお、本発明の電子機器は、図19のパーソナルコンピューター、図20の携帯電話機、図21のディジタルスチルカメラの他にも、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)、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、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、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、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等に適用することができる。   In addition to the personal computer of FIG. 19, the mobile phone of FIG. 20, and the digital still camera of FIG. 21, the electronic apparatus of the present invention includes, for example, an ink jet type ejection device (for example, an ink jet printer), a laptop personal computer, TV, video camera, video tape recorder, car navigation device, pager, electronic notebook (including communication function), electronic dictionary, calculator, electronic game device, word processor, workstation, video phone, security TV monitor, electronic binoculars, POS terminal, medical equipment (for example, electronic thermometer, blood pressure monitor, blood glucose meter, electrocardiogram measuring device, ultrasonic diagnostic device, electronic endoscope), fish detector, various measuring devices, instruments (for example, vehicles, aircraft, ships) Instruments), flight simulators, etc.

4.移動体
次に、本発明の移動体を説明する。
4). Next, the moving body of the present invention will be described.

図22は、本発明の移動体を適用した自動車を示す斜視図である。
図22に示すように、自動車1500には物理量センサー1が内蔵されており、例えば、物理量センサー1によって車体1501の姿勢や加速度を検出することができる。物理量センサー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。また、物理量センサー1は、他にもキーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム(ABS)、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム(TPMS:Tire Pressure Monitoring System)、エンジンコントロール、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター等の電子制御ユニット(ECU:electronic control unit)に広く適用できる。
FIG. 22 is a perspective view showing an automobile to which the moving body of the present invention is applied.
As shown in FIG. 22, the physical quantity sensor 1 is built in the automobile 1500. For example, the physical quantity sensor 1 can detect the posture and acceleration of the vehicle body 1501. The detection signal of the physical quantity sensor 1 is supplied to the vehicle body posture control device 1502, and the vehicle body posture control device 1502 detects the posture of the vehicle body 1501 based on the signal, and controls the stiffness of the suspension according to the detection result. The brakes of the individual wheels 1503 can be controlled. In addition, the physical quantity sensor 1 includes keyless entry, immobilizer, car navigation system, car air conditioner, anti-lock brake system (ABS), airbag, tire pressure monitoring system (TPMS), engine It can be widely applied to electronic control units (ECUs) such as control, battery monitors of hybrid vehicles and electric vehicles.

以上、本発明の物理量センサー、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。   As described above, the physical quantity sensor, the electronic device, and the moving body of the present invention have been described based on the illustrated embodiment. However, the present invention is not limited to this, and the configuration of each unit is an arbitrary configuration having the same function. Can be substituted. In addition, any other component may be added to the present invention.

また、前述した実施形態では、物理量センサーが角速度を検出する3つの機能素子と、加速度を検出する3つの機能素子とを有している構成について説明したが、機能素子の数としては、これに限定されず、角速度を検出するものおよび加速度を検出するものが、それぞれ、1つ以上であればよい。   In the above-described embodiment, the configuration in which the physical quantity sensor has three functional elements for detecting the angular velocity and three functional elements for detecting the acceleration has been described. There is no limitation, and it is sufficient that there are at least one for detecting angular velocity and one for detecting acceleration.

1……物理量センサー
2……ベース基板
3……蓋体
8……封止膜
10……パッケージ
13、14、15、21、22、23、31、32……凹部
20……ガラス基板
30、40……シリコン基板
41、42、51、52、61、62……支持部
43、53、63……可動部
44、45、54、55、64、65……連結部
48、58……第1固定電極指
49、59……第2固定電極指
100……ジャイロセンサー
100A……電子モジュール
101……第1機能素子
101A……基板
101a……端子
101b……実装端子
102……第2機能素子
102A……ICチップ
103……第3機能素子
103A、104A……接着層
105A……ボンディングワイヤー
106A……ボンディングワイヤー
111、112、113……構造体
130、130a、130b、130c、130d……固定部
132……駆動バネ部
132a、132b、132c、132d……バネ
134……振動体
135a……第1延出部
135b……第2延出部
136……可動駆動電極部
138a、138b……固定駆動電極部
140……第1可動体
142……梁部
144……可動検出電極部
146……固定検出電極部
150……可動体
151a……第3延出部
151b……第4延出部
152……検出バネ部
152a、152b、152c、152d……バネ
154……可動検出電極部
156……固定検出電極部
200……加速度センサー
204……第4機能素子
205……第5機能素子
206……第6機能素子
211……溝部
215……突起
311、321……貫通孔
312、322……封止材
325……突起
431……基部
432……可動電極指
531……基部
532……可動電極指
631……第1可動部
632……第2可動部
721……配線
721a……端子
741……第1検出電極
742……第2検出電極
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
1200……携帯電話機
1202……操作ボタン
1204……受話口
1206……送話口
1300……ディジタルスチルカメラ
1302……ケース
1304……受光ユニット
1306……シャッタボタン
1308……メモリ
1312……ビデオ信号出力端子
1314……入出力端子
1430……テレビモニタ
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
B11……導電性バンプ
M……モールド材
S1……内部空間
S2……内部空間
S3……内部空間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Physical quantity sensor 2 ... Base substrate 3 ... Cover body 8 ... Sealing film 10 ... Package 13, 14, 15, 21, 22, 23, 31, 32 ... Recess 20 ... Glass substrate 30, 40 …… Silicone substrates 41, 42, 51, 52, 61, 62 …… Supporting portions 43, 53, 63 …… Moving portions 44, 45, 54, 55, 64, 65 …… Connecting portions 48, 58 …… No. 1 fixed electrode finger 49, 59 ... 2nd fixed electrode finger 100 ... gyro sensor 100A ... electronic module 101 ... 1st functional element 101A ... substrate 101a ... terminal 101b ... mounting terminal 102 ... 2nd function Element 102A... IC chip 103... Third functional elements 103A and 104A... Adhesive layer 105A... Bonding wire 106A ... Bonding wires 111, 112 and 113. 130a, 130b, 130c, 130d... Fixed part 132... Drive spring parts 132a, 132b, 132c, 132d... Spring 134 .. vibrating body 135a... First extension part 135b. ... movable drive electrode portions 138a, 138b ... fixed drive electrode portion 140 ... first movable body 142 ... beam portion 144 ... movable detection electrode portion 146 ... fixed detection electrode portion 150 ... movable body 151a ... third Extension part 151b ...... Fourth extension part 152 ...... Detection spring parts 152a, 152b, 152c, 152d ... Spring 154 ... Moveable detection electrode part 156 ... Fixed detection electrode part 200 ... Acceleration sensor 204 ... No. 4th functional element 205 ... 5th functional element 206 ... 6th functional element 211 ... Groove 215 ... Protrusion 311 321 ... Through-hole 312, 322 ... Sealing material 325 ... Projection 431 ... Base 432 ... Movable electrode finger 531 ... Base 532 ... Movable electrode finger 631 ... First movable part 632 ... Second movable part 721 ... Wiring 721a ... Terminal 741 ... First detection electrode 742... Second detection electrode 1100... Personal computer 1102... Keyboard 1104. Digital still camera 1302 ... Case 1304 ... Light receiving unit 1306 ... Shutter button 1308 ... Memory 1312 ... Video signal output terminal 1314 ... Input / output terminal 1430 ... TV monitor 1440 ... Personal computer 1500 ... Automobile 1501 ... ... Car body 1502 ... Car body attitude control device 150 3 ... Wheel B11 ... Conductive bump M ... Mold material S1 ... Internal space S2 ... Internal space S3 ... Internal space

Claims (15)

加速度センサー素子と、
前記加速度センサー素子を収納する加速度センサー素子収納部と、を有し、
前記加速度センサー素子収納部は、その内壁に、前記加速度センサー素子と対向する位置に凹凸を備えることを特徴とする物理量センサー。
An acceleration sensor element;
An acceleration sensor element storage portion for storing the acceleration sensor element,
The physical quantity sensor according to claim 1, wherein the acceleration sensor element storage portion has an inner wall with irregularities at a position facing the acceleration sensor element.
基板上に配置されている加速度センサー素子と、
前記基板上に配置されているジャイロセンサー素子と、
前記加速度センサー素子を収納する加速度センサー素子収納部と、
前記ジャイロセンサー素子を収納するジャイロセンサー素子収納部と、を有し、
前記加速度センサー素子収納部は、その内壁に、前記加速度センサー素子と対向する位置に凹凸を備えることを特徴とする物理量センサー。
An acceleration sensor element disposed on the substrate;
A gyro sensor element disposed on the substrate;
An acceleration sensor element storage portion for storing the acceleration sensor element;
A gyro sensor element storage portion for storing the gyro sensor element;
The physical quantity sensor according to claim 1, wherein the acceleration sensor element storage portion has an inner wall with irregularities at a position facing the acceleration sensor element.
前記加速度センサー素子収納部および前記ジャイロセンサー素子収納部は、それぞれ、前記基板と、前記基板上に重なるように接合され、前記ジャイロセンサー素子および前記加速度センサー素子に対応する位置にそれぞれ第1凹部および第2凹部を備える基板とで画成されたものである請求項2に記載の物理量センサー。   The acceleration sensor element storage portion and the gyro sensor element storage portion are joined to the substrate so as to overlap the substrate, respectively, and a first recess and a position corresponding to the gyro sensor element and the acceleration sensor element, respectively. The physical quantity sensor according to claim 2, wherein the physical quantity sensor is defined by a substrate having a second recess. 複数の前記凹凸は、それぞれ、前記基板の平面視で、前記加速度センサー素子が備える可動電極と固定電極との間の領域と重なる位置に配置されている凸部を有する請求項2または3に記載の物理量センサー。   4. The plurality of concaves and convexes each have a convex portion arranged at a position overlapping with a region between the movable electrode and the fixed electrode included in the acceleration sensor element in a plan view of the substrate. Physical quantity sensor. 前記加速度センサー素子収納部および前記ジャイロセンサー素子収納部は、ともに同一の空間内に配置されている請求項2ないし4のいずれか1項に記載の物理量センサー。   The physical quantity sensor according to any one of claims 2 to 4, wherein the acceleration sensor element storage portion and the gyro sensor element storage portion are both disposed in the same space. 前記凹凸は、ガラス材料を主材料に含んでいる請求項2ないし5のいずれか1項に記載の物理量センサー。   The physical quantity sensor according to claim 2, wherein the unevenness includes a glass material as a main material. 前記凹凸は、その表面に複数の凸部を備える請求項2ないし6のいずれか1項に記載の物理量センサー。   The physical quantity sensor according to claim 2, wherein the unevenness includes a plurality of protrusions on a surface thereof. 前記凹凸の前記可動電極と対向する面と、前記可動電極の前記凹凸と対向する面とは、それぞれ、同一の面上に位置していない請求項2ないし7のいずれか1項に記載の物理量センサー。   The physical quantity according to any one of claims 2 to 7, wherein a surface of the unevenness facing the movable electrode and a surface of the movable electrode facing the unevenness are not located on the same surface. sensor. 前記ジャイロセンサー素子収納部の真空度と、前記加速度センサー素子収納部の真空度とは、揃っている請求項2ないし8のいずれか1項に記載の物理量センサー。   The physical quantity sensor according to any one of claims 2 to 8, wherein a degree of vacuum of the gyro sensor element accommodation portion and a degree of vacuum of the acceleration sensor element accommodation portion are aligned. 前記加速度センサー素子収納部および前記ジャイロセンサー素子収納部のそれぞれの天井部は、同一エッチング工程で形成されたものである請求項2ないし9のいずれか1項に記載の物理量センサー。   The physical quantity sensor according to any one of claims 2 to 9, wherein each of the ceiling portions of the acceleration sensor element storage portion and the gyro sensor element storage portion is formed by the same etching process. 前記加速度センサー素子収納部および前記ジャイロセンサー素子収納部の真空度は、500Pa以下である請求項2ないし10のいずれか1項に記載の物理量センサー。   The physical quantity sensor according to any one of claims 2 to 10, wherein a degree of vacuum of the acceleration sensor element storage unit and the gyro sensor element storage unit is 500 Pa or less. 前記加速度センサー素子収納部および前記ジャイロセンサー素子収納部は、その内部が不活性雰囲気である請求項2ないし11のいずれか1項に記載の物理量センサー。   The physical quantity sensor according to any one of claims 2 to 11, wherein the acceleration sensor element storage section and the gyro sensor element storage section have an inert atmosphere inside. 前記凹凸の前記加速度センサー素子が備える可動電極と対向する面は、凸面で構成される請求項1ないし12のいずれか1項に記載の物理量センサー。   The physical quantity sensor according to any one of claims 1 to 12, wherein a surface of the concavo-convex acceleration sensor element facing a movable electrode is a convex surface. 請求項1ないし13のいずれか1項に記載の物理量センサーを備えることを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the physical quantity sensor according to claim 1. 請求項1ないし13のいずれか1項に記載の物理量センサーを備えることを特徴とする移動体。   A moving body comprising the physical quantity sensor according to claim 1.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019138822A1 (en) * 2018-01-12 2019-07-18 オムロン株式会社 Environmental composite sensor device
JP2023042084A (en) * 2021-09-14 2023-03-27 セイコーエプソン株式会社 inertial sensor module
JP2023050622A (en) * 2021-09-30 2023-04-11 セイコーエプソン株式会社 inertial sensor module
JP2023050618A (en) * 2021-09-30 2023-04-11 セイコーエプソン株式会社 Inertia sensor module
EP4300041A1 (en) 2022-06-27 2024-01-03 Seiko Epson Corporation Inertial sensor module and inertial measurement system
US12130302B2 (en) 2021-09-14 2024-10-29 Seiko Epson Corporation Inertial sensor module
US12210035B2 (en) 2021-09-30 2025-01-28 Seiko Epson Corporation Inertial sensor device and sensor module

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019138822A1 (en) * 2018-01-12 2019-07-18 オムロン株式会社 Environmental composite sensor device
CN111448444A (en) * 2018-01-12 2020-07-24 欧姆龙株式会社 Environmental composite sensor device
CN111448444B (en) * 2018-01-12 2022-03-15 欧姆龙株式会社 Environment composite sensor device
US11549834B2 (en) 2018-01-12 2023-01-10 Omron Corporation Multifunctional environmental sensor device
US12130304B2 (en) 2021-09-14 2024-10-29 Seiko Epson Corporation Inertial sensor module
JP2023042084A (en) * 2021-09-14 2023-03-27 セイコーエプソン株式会社 inertial sensor module
US12130302B2 (en) 2021-09-14 2024-10-29 Seiko Epson Corporation Inertial sensor module
JP7760874B2 (en) 2021-09-14 2025-10-28 セイコーエプソン株式会社 Inertial Sensor Module
JP2023050622A (en) * 2021-09-30 2023-04-11 セイコーエプソン株式会社 inertial sensor module
JP2023050618A (en) * 2021-09-30 2023-04-11 セイコーエプソン株式会社 Inertia sensor module
US12210035B2 (en) 2021-09-30 2025-01-28 Seiko Epson Corporation Inertial sensor device and sensor module
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EP4300041A1 (en) 2022-06-27 2024-01-03 Seiko Epson Corporation Inertial sensor module and inertial measurement system
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