(57)【要約】【課題】検出信号へのノイズの混入を抑制し、優れた検出精度を有する慣性センサー、電子機器および移動体を提供すること。【解決手段】慣性センサーは、基板と、基板に設けられているセンサー素子と、前記センサー素子を覆い、前記基板に接合されている蓋と、前記蓋の外側に位置し、前記センサー素子と電気的に接続されている複数の端子と、を有し、前記複数の端子は、電気信号が入力される入力端子と、前記センサー素子からの信号が検出される検出端子と、を含み、前記入力端子と前記蓋との離間距離をＬ１とし、前記検出端子と前記蓋との離間距離をＬ２としたとき、Ｌ１＞Ｌ２の関係である。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板に設けられているセンサー素子と、
前記センサー素子を覆い、前記基板に接合されている蓋と、
前記蓋の外側に位置し、前記センサー素子と電気的に接続されている複数の端子と、を有し、
前記複数の端子は、
電気信号が入力される入力端子と、
前記センサー素子からの信号が検出される検出端子と、を含み、
前記入力端子と前記蓋との離間距離をＬ１とし、前記検出端子と前記蓋との離間距離をＬ２としたとき、Ｌ１＞Ｌ２の関係であることを特徴とする慣性センサー。
【請求項２】
前記入力端子と前記センサー素子とを電気的に接続している入力配線を有し、
前記検出端子は、第１検出端子および第２検出端子を含み、
前記第１検出端子と前記第２検出端子との間に前記入力配線が設けられている請求項１に記載の慣性センサー。
【請求項３】
前記複数の端子は、それぞれ、前記蓋に対して第１方向の一方側に位置している請求項２に記載の慣性センサー。
【請求項４】
前記第１検出端子および前記第２検出端子は、少なくとも一部が前記入力端子を前記第１方向に延長した領域と重なっている請求項３に記載の慣性センサー。
【請求項５】
前記第１検出端子と前記センサー素子とを電気的に接続している第１検出配線と、
前記第２検出端子と前記センサー素子とを電気的に接続している第２検出配線と、を含み、
前記第１検出配線と前記第２検出配線とは、同じ長さである請求項２ないし４のいずれか１項に記載の慣性センサー。
【請求項６】
前記複数の端子は、前記基板に設けられている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の慣性センサー。
【請求項７】
前記複数の端子は、前記基板に設けられ、前記センサー素子と同じ材料で構成されている載置台に設けられている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の慣性センサー。
【請求項８】
前記基板と前記蓋の間に設けられ、前記基板と前記蓋とを接合する接合部材を有し、
前記接合部材は、前記複数の端子と同じ材料を含んでいる請求項１ないし７のいずれか１項に記載の慣性センサー。
【請求項９】
前記複数の端子に接続されており、前記複数の端子と平面視形状が異なる複数の検査用端子を有する請求項１ないし８のいずれか１項に記載の慣性センサー。
【請求項１０】
前記複数の検査用端子の平面視形状は、回転対象である請求項９に記載の慣性センサー。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の慣性センサーと、
前記慣性センサーからの検出信号に基づいて制御を行う制御回路と、を有することを特徴とする電子機器。
【請求項１２】
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の慣性センサーと、
前記慣性センサーからの検出信号に基づいて制御を行う制御装置と、を有することを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、慣性センサー、電子機器および移動体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、スタガ配置されている複数のボンディングパッドを備える集積回路が記載されている。具体的には、集積回路の外縁に沿う外側リングと、その内側に位置する内側リングと、を設定した時、複数のボンディングパッドは、外側リング上に位置する外側ボンディングパッドと、内側リング状に位置する内側ボンディングパッドと、を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１２５７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、特許文献１には、ボンディングパッドをスタガ配置とすることが記載されているが、どのボンディングパッドに、どのような信号が入出力されるのかが不明である。例えば、ＭＥＭＳセンサーの場合には、入力される駆動信号に対して出力される検出信号が小さい。そのため、検出信号用のボンディングパッドは、ノイズ減から可能な限り距離を取りたいという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本実施形態に記載の慣性センサーは、基板と、
前記基板に設けられているセンサー素子と、
前記センサー素子を覆い、前記基板に接合されている蓋と、
前記蓋の外側に位置し、前記センサー素子と電気的に接続されている複数の端子と、を有し、
前記複数の端子は、
電気信号が入力される入力端子と、
前記センサー素子からの信号が検出される検出端子と、を含み、
前記入力端子と前記蓋との離間距離をＬ１とし、前記検出端子と前記蓋との離間距離をＬ２としたとき、Ｌ１＞Ｌ２の関係であることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１実施形態の慣性センサーを示す平面図。
【図２】図１中のＡ−Ａ線断面図。
【図３】Ｘ軸方向の加速度を検出するセンサー素子の一例を示す平面図。
【図４】Ｙ軸方向の加速度を検出するセンサー素子の一例を示す平面図。
【図５】Ｚ軸方向の加速度を検出するセンサー素子の一例を示す平面図。
【図６】各センサー素子に印加する駆動電圧の一例を示す図。
【図７】慣性センサーの露出部を示す部分拡大平面図。
【図８】第２実施形態の慣性センサーを示す断面図。
【図９】基板に設けられている載置台を示す断面図。
【図１０】基板に設けられている載置台を示す断面図。
【図１１】第３実施形態の慣性センサーを示す部分拡大平面図。
【図１２】第４実施形態の慣性センサーを示す平面図。
【図１３】Ｘ軸まわりの角速度を検出するセンサー素子の一例を示す平面図。
【図１４】Ｙ軸まわりの角速度を検出するセンサー素子の一例を示す平面図。
【図１５】Ｚ軸まわりの角速度を検出するセンサー素子の一例を示す平面図。
【図１６】センサー素子に印加する電圧を示す図。
【図１７】第５実施形態の慣性センサーユニットを示す平面図。
【図１８】図１７に示す慣性センサーユニットの断面図。
【図１９】第６実施形態のスマートフォンを示す平面図。
【図２０】第７実施形態の慣性計測装置を示す分解斜視図。
【図２１】図２０に示す慣性計測装置が有する基板の斜視図。
【図２２】第８実施形態の移動体測位装置の全体システムを示すブロック図。
【図２３】図２２に示す移動体測位装置の作用を示す図。
【図２４】第９実施形態の移動体を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明の慣性センサー、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。
【０００８】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の慣性センサーを示す平面図である。図２は、図１中のＡ−Ａ線断面図である。図３は、Ｘ軸方向の加速度を検出するセンサー素子の一例を示す平面図である。図４は、Ｙ軸方向の加速度を検出するセンサー素子の一例を示す平面図である。図５は、Ｚ軸方向の加速度を検出するセンサー素子の一例を示す平面図である。図６は、各センサー素子に印加する駆動電圧の一例を示す図である。図７は、慣性センサーの露出部を示す部分拡大平面図である。
【０００９】
各図には、互いに直交する３つの軸としてＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸が図示されている。また、Ｘ軸に沿う方向すなわちＸ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」、Ｙ軸に沿う方向を「Ｙ軸方向」、Ｚ軸に沿う方向を「Ｚ軸方向」とも言う。また、各軸の矢印先端側を「プラス側」とも言い、反対側を「マイナス側」とも言う。また、Ｚ軸方向プラス側を「上」とも言い、Ｚ軸方向マイナス側を「下」とも言う。また、本願明細書において「直交」とは、９０°で交わっている場合の他、９０°から若干傾いた角度、例えば、９０°±５°以内の範囲で交わっている場合も含むものである。
【００１０】
図１に示す慣性センサー１は、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の加速度をそれぞれ独立して検出することのできる加速度センサーである。このような慣性センサー１は、基板２と、基板２に設けられている３つのセンサー素子３、４、５と、センサー素子３、４、５を収納して基板２に接合されている蓋６と、を有する。そして、３つのセンサー素子３、４、５のそれぞれの機能は、センサー素子３がＸ軸方向の加速度Ａｘを検出し、センサー素子４がＹ軸方向の加速度Ａｙを検出し、センサー素子５がＺ軸方向の加速度Ａｚを検出する。なお、図１では、説明の便宜上、センサー素子３、４、５は、簡略化して図示している。
【００１１】
慣性センサー１の構成は、上述の構成に限定されず、例えば、センサー素子３、４、５の配置、形状、機能等は、図示の構成と異なっていてもよい。また、例えば、センサー素子３、４、５のうちの１つまたは２つを省略してもよい。また、センサー素子３、４、５に替えて、または、追加して、角速度を検出できるセンサー素子を用いてもよい。
【００１２】
基板２は、Ｚ軸方向からの平面視で、矩形であり、Ｙ軸方向に延在する一対の辺２ａ、２ｂと、Ｘ軸方向に延在する一対の辺２ｃ、２ｄと、を有する。また、図１に示すように、基板２は、上面に開放する３つの凹部２３、２４、２５を有する。そして、凹部２３と重なるようにセンサー素子３が設けられ、凹部２４と重なるようにセンサー素子４が設けられ、凹部２５と重なるようにセンサー素子５が設けられている。これら凹部２３、２４、２５によって、センサー素子３、４、５と基板２との接触が抑制される。
【００１３】
このような基板２としては、例えば、ナトリウムイオン等のアルカリ金属イオンを含むガラス材料、具体的には、テンパックスガラス、パイレックスガラス（いずれも登録商標）のような硼珪酸ガラスで構成されているガラス基板を用いることができる。ただし、基板２の構成材料としては、特に限定されず、シリコン基板、セラミックス基板等を用いてもよい。
【００１４】
図１に示すように、蓋６は、平面視で、矩形であり、Ｙ軸方向に延在する一対の辺６ａ、６ｂと、Ｘ軸方向に延在する一対の辺６ｃ、６ｄと、を有する。また、蓋６は、下面に開放する凹部６１を有する。また、図２に示すように、蓋６は、その内側に形成されている凹部６１にセンサー素子３、４、５を収納して、基板２の上面に接合されている。蓋６および基板２によって、センサー素子３、４、５を気密に収納する収納空間Ｓが形成されている。また、蓋６には収納空間Ｓの内外を連通する貫通孔６２が設けられており、貫通孔６２は、封止材６３によって封止されている。
【００１５】
収納空間Ｓは、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスが封入されて、使用温度（例えば、−４０℃〜８０℃程度）で、ほぼ大気圧であることが好ましい。収納空間Ｓを大気圧とすることにより粘性抵抗が増してダンピング効果が発揮され、各センサー素子３、４、５の振動を速やかに収束させることができる。そのため、慣性センサー１の検出精度が向上する。
【００１６】
このような蓋６としては、例えば、シリコン基板を用いることができる。ただし、蓋６としては、特に限定されず、例えば、ガラス基板やセラミックス基板を用いてもよい。また、基板２と蓋６との接合方法としては、特に限定されず、基板２や蓋６の材料によって適宜選択すればよいが、本実施形態では、蓋６の下面全周にわたって形成されている接合部材６９を介して接合されている。接合部材６９としては、例えば、低融点ガラスであるガラスフリット材を用いることができる。
【００１７】
なお、図１に示すように、蓋６は、基板２の第１方向であるＸ軸方向プラス側に偏って設けられ、辺６ｂ、６ｃ、６ｄが基板２の辺２ｂ、２ｃ、２ｄと一致し、辺６ａは、辺２ａよりＸ軸方向プラス側に位置している。そして、基板２のＸ軸方向マイナス側の部分が蓋６から露出している。以下では、この露出している部分、すなわち、辺２ａと辺６ａとの間の部分を「露出部２９」とも言う。
【００１８】
また、基板２は、その上面に開放する溝を有し、この溝には複数の配線７３１、７３２、７３３、７４１、７４２、７４３、７５１、７５２、７５３および端子８３１、８３２、８３３、８４１、８４２、８４３、８５１、８５２、８５３が設けられている。配線７３１、７３２、７３３、７４１、７４２、７４３、７５１、７５２、７５３は、収納空間Ｓの内外に亘って設けられており、これらの内、配線７３１、７３２、７３３は、センサー素子３と電気的に接続され、配線７４１、７４２、７４３は、センサー素子４と電気的に接続され、配線７５１、７５２、７５３は、センサー素子５と電気的に接続されている。また、端子８３１、８３２、８３３、８４１、８４２、８４３、８５１、８５２、８５３は、それぞれ、露出部２９すなわち蓋６の外側に設けられている。そして、端子８３１が配線７３１と電気的に接続され、端子８３２が配線７３２と電気的に接続され、端子８３３が配線７３３と電気的に接続され、端子８４１が配線７４１と電気的に接続され、端子８４２が配線７４２と電気的に接続され、端子８４３が配線７４３と電気的に接続され、端子８５１が配線７５１と電気的に接続され、端子８５２が配線７５２と電気的に接続され、端子８５３が配線７５３と電気的に接続されている。
【００１９】
配線７３１、７３２、７３３、７４１、７４２、７４３、７５１、７５２、７５３および端子８３１、８３２、８３３、８４１、８４２、８４３、８５１、８５２、８５３の構成材料としては、特に限定されず、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、Ｔｉ（チタン）、タングステン（Ｗ）等の金属材料、これら金属材料を含む合金、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ、ＩＧＺＯ等の酸化物系導電性材料が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて（例えば２層以上の積層体として）用いることができる。
【００２０】
次に、図３ないし図５に基づいて、センサー素子３、４、５について説明する。センサー素子３、４、５は、例えば、リン（Ｐ）、ボロン（Ｂ）、砒素（Ａｓ）等の不純物がドープされたシリコン基板を基板２の上面に陽極接合し、このシリコン基板を深溝エッチング技術であるボッシュ・プロセスによってパターニングすることにより、一括して形成することができる。ただし、センサー素子３、４、５の形成方法としては、これに限定されない。
【００２１】
センサー素子３は、Ｘ軸方向の加速度Ａｘを検出することができる。このようなセンサー素子３としては、例えば、図３に示すように、凹部２３の底面から突出するマウント２３１に固定されている固定部３１と、固定部３１に対してＸ軸方向に変位可能な可動体３２と、固定部３１と可動体３２とを連結するばね３３、３４と、可動体３２が備えている第１可動電極３５および第２可動電極３６と、凹部２３の底面から突出するマウント２３２に固定され、第１可動電極３５と対向している第１固定電極３８と、凹部２３の底面から突出するマウント２３３に固定され、第２可動電極３６と対向している第２固定電極３９と、を有する。
【００２２】
また、第１、第２可動電極３５、３６が固定部３１において配線７３１と電気的に接続され、第１固定電極３８が配線７３２と電気的に接続され、第２固定電極３９が配線７３３と電気的に接続されている。そして、第１、第２可動電極３５、３６には、端子８３１を介して、例えば、図６に示すような直流電圧と交流電圧とを重畳させた駆動電圧Ｖｘが印加される。一方、第１、第２固定電極３８、３９は、固定電圧ＡＧＮＤ（アナロググランド）が印加され、端子８３２、８３３を介してチャージアンプに接続される。そのため、第１可動電極３５と第１固定電極３８との間に静電容量Ｃｘ１が形成され、第２可動電極３６と第２固定電極３９との間に静電容量Ｃｘ２が形成される。駆動電圧Ｖｘと固定電圧ＡＧＮＤとの間に電圧差が発生すると、それに応じた電荷が第１可動電極３５と第１固定電極３８との間、第２可動電極３６と第２固定電極３９との間に誘起される。第１可動電極３５と第１固定電極３８との間、第２可動電極３６と第２固定電極３９との間に誘起された電荷量が同じ場合は、チャージアンプに発生する電圧値は０となる。これは、センサー素子３に加わる加速度Ａｘが０（静止状態）であることを表す。
【００２３】
そして、静電容量Ｃｘ１、Ｃｘ２が形成されている状態で、センサー素子３に加速度Ａｘが加わると、可動体３２がＸ軸方向に変位し、それに伴って静電容量Ｃｘ１、Ｃｘ２が互いに逆相で変化する。そのため、これら静電容量Ｃｘ１、Ｃｘ２の変化に基づいて、第１可動電極３５と第１固定電極３８との間、第２可動電極３６と第２固定電極３９との間に誘起される電荷量も変化する。第１可動電極３５と第１固定電極３８との間、第２可動電極３６と第２固定電極３９との間に誘起される電荷量の違いが発生するとチャージアンプの電圧値として出力される。この様にしてセンサー素子３が受けた加速度Ａｘを求めることができる。
【００２４】
センサー素子４は、Ｙ軸方向の加速度Ａｙを検出することができる。このようなセンサー素子４としては、特に限定されないが、例えば、図４に示すように、上述したセンサー素子３をＺ軸まわりに９０°回転させた構成とすることができる。つまり、センサー素子４は、凹部２４の底面から突出するマウント２４１に固定されている固定部４１と、固定部４１に対してＹ軸方向に変位可能な可動体４２と、固定部４１と可動体４２とを連結するばね４３、４４と、可動体４２が備えている第１可動電極４５および第２可動電極４６と、凹部２４の底面から突出するマウント２４２に固定され、第１可動電極４５と対向している第１固定電極４８と、凹部２４の底面から突出するマウント２４３に固定され、第２可動電極４６と対向している第２固定電極４９と、を有する。
【００２５】
また、第１、第２可動電極４５、４６が固定部４１において配線７４１と電気的に接続され、第１固定電極４８が配線７４２と電気的に接続され、第２固定電極４９が配線７４３と電気的に接続されている。そして、第１、第２可動電極４５、４６には、端子８４１を介して、例えば、図６に示すような直流電圧と交流電圧とを重畳させた駆動電圧Ｖｙが印加される。一方、第１、第２固定電極４８、４９は、固定電圧ＡＧＮＤが印加され、端子８４２、８４３を介してチャージアンプに接続される。そのため、第１可動電極４５と第１固定電極４８との間に静電容量Ｃｙ１が形成され、第２可動電極４６と第２固定電極４９との間に静電容量Ｃｙ２が形成される。駆動電圧Ｖｙと固定電圧ＡＧＮＤとの間に電圧差が発生すると、それに応じた電荷が第１可動電極４５と第１固定電極４８との間、第２可動電極４６と第２固定電極４９との間に誘起される。第１可動電極４５と第１固定電極４８との間、第２可動電極４６と第２固定電極４９との間に誘起された電荷量が同じ場合は、チャージアンプに発生する電圧値は０となる。これは、センサー素子４に加わる加速度Ａｙが０（静止状態）であることを表す。
【００２６】
そして、静電容量Ｃｙ１、Ｃｙ２が形成されている状態で、センサー素子４に加速度Ａｙが加わると、可動体４２がＹ軸方向に変位し、それに伴って静電容量Ｃｙ１、Ｃｙ２が互いに逆相で変化する。そのため、これら静電容量Ｃｙ１、Ｃｙ２の変化に基づいて、第１可動電極４５と第１固定電極４８との間、第２可動電極４６と第２固定電極４９との間に誘起される電荷量も変化する。第１可動電極４５と第１固定電極４８との間、第２可動電極４６と第２固定電極４９との間に誘起される電荷量の違いが発生するとチャージアンプの電圧値として出力される。この様にしてセンサー素子４が受けた加速度Ａｙを求めることができる。
【００２７】
センサー素子５は、Ｚ軸方向の加速度Ａｚを検出することができる。このようなセンサー素子５としては、特に限定されないが、例えば、図５に示すように、凹部２５の底面から突出するマウント２５１に固定されている固定部５１と、固定部５１と梁５３を介して接続され、固定部５１に対してＸ軸に沿う揺動軸Ｊまわりに揺動可能な可動体５２と、を有する。また、可動体５２は、揺動軸Ｊの一方側に位置する第１可動部５２１と他方側に位置する第２可動部５２２とで、揺動軸Ｊまわりの回転モーメントが異なっている。また、センサー素子５は、凹部２５の底面に設けられ、第１可動部５２１と対向して設けられている第１固定電極５４と、第２可動部５２２と対向して設けられている第２固定電極５５と、を有する。
【００２８】
また、可動体５２が固定部５１において配線７５１と電気的に接続され、第１固定電極５４が配線７５２と電気的に接続され、第２固定電極５５が配線７５３と電気的に接続されている。そして、可動体５２には、端子８５１を介して、例えば、図６に示すような直流電圧と交流電圧とを重畳させた駆動電圧Ｖｚが印加される。一方、第１、第２固定電極５４、５５は、固定電圧ＡＧＮＤが印加され、端子８５２、８５３を介してチャージアンプに接続される。そのため、第１可動部５２１と第１固定電極５４との間に静電容量Ｃｚ１が形成され、第２可動部５２２と第２固定電極５５との間に静電容量Ｃｚ２が形成される。駆動電圧Ｖｚと固定電圧ＡＧＮＤとの間に電圧差が発生すると、それに応じた電荷が第１可動部５２１と第１固定電極５４との間、第２可動部５２２と第２固定電極５４との間に誘起される。第１可動電部５２１と第１固定電極５４との間、第２可動部５２２と第２固定電極５５との間に誘起された電荷量が同じ場合は、チャージアンプに発生する電圧値は０となる。これは、センサー素子５に加わる加速度Ａｚが０（静止状態）であることを表す。
【００２９】
そして、静電容量Ｃｚ１、Ｃｚ２が形成されている状態で、センサー素子５に加速度Ａｚが加わると、可動体５２が揺動軸Ｊまわりに変位し、それに伴って静電容量Ｃｚ１、Ｃｚ２が互いに逆相で変化する。そのため、これら静電容量Ｃｚ１、Ｃｚ２の変化に基づいて、第１可動部５２１と第１固定電極５４との間、第２可動部５２２と第２固定電極５４との間に誘起される電荷量も変化する。第１可動電極３５と第１固定電極３８との間、第２可動部５２２と第２固定電極５５との間に誘起される電荷量の違いが発生するとチャージアンプの電圧値として出力される。この様にしてセンサー素子５が受けた加速度Ａｚを求めることができる。
【００３０】
以上、センサー素子３、４、５について説明したが。これらセンサー素子３、４、５の構成としては、それぞれ、加速度Ａｘ、Ａｙ、Ａｚを検出することができれば、特に限定されない。
【００３１】
次に、端子８３１、８３２、８３３、８４１、８４２、８４３、８５１、８５２、８５３の配置についてより詳細に説明する。前述したように、これら端子８３１、８３２、８３３、８４１、８４２、８４３、８５１、８５２、８５３は、それぞれ、基板２の露出部２９に設けられている。すなわち、端子８３１、８３２、８３３、８４１、８４２、８４３、８５１、８５２、８５３は、蓋６に対して第１方向であるＸ軸方向の一方側、本実施形態ではマイナス側にまとまって設けられている。これにより、慣性センサー１の小型化を図ることができ、また、ワイヤーボンディング等の実装作業にも有利となる。ただし、これに限定されず、例えば、端子８３１、８３２、８３３、８４１、８４２、８４３、８５１、８５２、８５３は、蓋６に対してＸ軸方向の一方側と他方側とに分かれて設けられていてもよい。
【００３２】
また、端子８３１、８３２、８３３は、センサー素子３と電気的に接続されている。そして、端子８３１は、駆動電圧Ｖｘをセンサー素子３に印加する入力端子であり、端子８３２、８３３は、センサー素子３からの検出信号すなわち静電容量Ｃｘ１、Ｃｘ２に応じた電荷を検出するための検出端子である。同様に、端子８４１、８４２、８４３は、センサー素子４と電気的に接続されている。そして、端子８４１は、駆動電圧Ｖｙをセンサー素子４に印加する入力端子であり、端子８４２、８４３は、センサー素子４からの検出信号すなわち静電容量Ｃｙ１、Ｃｙ２に応じた電荷を検出するための検出端子である。同様に、端子８５１、８５２、８５３は、センサー素子５と電気的に接続されている。そして、端子８５１は、駆動電圧Ｖｚをセンサー素子５に印加する入力端子であり、端子８５２、８５３は、センサー素子５からの検出信号すなわち静電容量Ｃｚ１、Ｃｚ２に応じた電荷を検出するための検出端子である。
【００３３】
このように、端子８３１、８３２、８３３、８４１、８４２、８４３、８５１、８５２、８５３には、入力端子である端子８３１、８４１、８５１と、検出端子である端子８３２、８３３、８４２、８４３、８５２、８５３と、が含まれている。そして、図７に示すように、入力端子である端子８３１、８４１、８５１よりも、検出端子である端子８３２、８３３、８４２、８４３、８５２、８５３の方が蓋６の近くに設けられている。すなわち、入力端子である端子８３１、８４１、８５１と蓋６の辺６ａとの離間距離をＬ１とし、検出端子である端子８３２、８３３、８４２、８４３、８５２、８５３と蓋６の辺６ａとの離間距離をＬ２としたき、Ｌ１＞Ｌ２の関係となっている。好ましくは、１．２≦Ｌ１／Ｌ２≦１０とされる。このような関係を満足することにより、検出用の配線７３２、７３３、７４２、７４３、７５２、７５３の長さ、特に、蓋６の外側に露出している部分の長さをより短くすることができ、検出信号が外乱の影響を受け難くなる。そのため、検出信号にノイズが混入し難くなり、より精度よく、加速度Ａｘ、Ａｙ、Ａｚを検出することができる。特に、検出される電荷量は、駆動電圧Ｖｘ、Ｖｙ、Ｖｚに対して微弱な電荷量であり、基板（誘電材料）上の配線長が長くなればなるほど寄生容量が大きくなり取り出せる電荷量が減少する。そのため、上述の構成がより効果的となる。なお、Ｌ１／Ｌ２は、端子の各群で同一でも、群ごとに異なっていてもよい。
【００３４】
なお、本実施形態では、センサー素子３と接続されている端子８３１、８３２、８３３の群がＬ１＞Ｌ２の関係を満足し、センサー素子４と接続されている端子８４１、８４２、８４３の群がＬ１＞Ｌ２の関係を満足し、センサー素子５と接続されている端子８５１、８５２、８５３の群がＬ１＞Ｌ２の関係を満足しているが、これに限定されず、端子８３１、８３２、８３３の群、端子８４１、８４２、８４３の群および端子８５１、８５２、８５３の群の少なくとも１つがＬ１＞Ｌ２の関係を満足していればよい。
【００３５】
ここで、図７に示すように、Ｚ軸方向からの平面視で、露出部２９と重なるように、Ｙ軸方向に延在する２本の仮想線α１、α２を設定する。仮想線α１、α２は、互いにＸ軸方向に離間して設定され、仮想線α１が仮想線α２に対してＸ軸方向マイナス側、すなわち、蓋６から遠い側に位置している。そして、入力端子である端子８３１、８４１、８５１は、それぞれ、仮想線α１上に並んで一列に設けられ、辺６ａからほぼ等距離にある。そして、検出端子である端子８３２、８３３、８４２、８４３、８５２、８５３は、仮想線α２上に並んで一列に設けられ、辺６ａからほぼ等距離にある。これにより、端子８３１、８３２、８３３、８４１、８４２、８４３、８５１、８５２、８５３が規則的に配列され、慣性センサー１の小型化を図ることができる。ただし、これに限定されず、端子８３１、８４１、８５１の少なくとも１つが、仮想線α１からずれて設けられていてもよいし、端子８３２、８３３、８４２、８４３、８５２、８５３の少なくとも１つが、仮想線α２からずれて設けられていてもよい。
【００３６】
また、図７に示すように、センサー素子３と接続されている端子８３１、８３２、８３３の群において、入力端子である端子８３１をＸ軸方向に延長した領域Ｑ３を設定したとき、端子８３２、８３３は、それぞれ、少なくとも一部が領域Ｑ３内に位置している。言い換えると、端子８３２、８３３は、Ｘ軸方向から見て端子８３１と部分的に重なっている。これにより、配線７３１と短絡しない範囲で、端子８３２、８３３をより近づけて配置することができ、端子８３１、８３２、８３３の群の配置スペースをより小さくすることができる。また、端子８３１と接続されている配線７３１は、露出部２９において、領域Ｑ３内をＸ軸方向に直線状に延び、かつ、端子８３２、８３３の間を通って設けられている。これにより、端子８３２（第１検出端子）と端子８３３（第２検出端子）との間のスペースを有効活用でき、慣性センサー１の小型化を図ることができる。
【００３７】
また、センサー素子４と接続されている端子８４１、８４２、８４３の群において、入力端子である端子８４１をＸ軸方向に延長した領域Ｑ４を設定したとき、端子８４２、８４３は、それぞれ、少なくとも一部が領域Ｑ４内に位置している。言い換えると、端子８４２、８４３は、Ｘ軸方向から見て端子８４１と部分的に重なっている。これにより、配線７４１と短絡しない範囲で、端子８４２、８４３をより近づけて配置することができ、端子８４１、８４２、８４３の群の配置スペースをより小さくすることができる。また、端子８４１と接続されている配線７４１は、露出部２９において、領域Ｑ４内をＸ軸方向に直線状に延び、かつ、端子８４２、８４３の間を通って設けられている。これにより、端子８４２（第１検出端子）と端子８４３（第２検出端子）との間のスペースを有効活用でき、慣性センサー１の小型化を図ることができる。
【００３８】
また、センサー素子５と接続されている端子８５１、８５２、８５３の群において、入力端子である端子８５１をＸ軸方向に延長した領域Ｑ５を設定したとき、端子８５２、８５３は、それぞれ、少なくとも一部が領域Ｑ５内に位置している。言い換えると、端子８５２、８５３は、Ｘ軸方向から見て端子８５１と部分的に重なっている。これにより、配線７５１と短絡しない範囲で、端子８５２、８５３をより近づけて配置することができ、端子８５１、８５２、８５３の群の配置スペースをより小さくすることができる。また、端子８５１と接続されている配線７５１は、露出部２９において、領域Ｑ５内をＸ軸方向に直線状に延び、かつ、端子８５２、８５３の間を通って設けられている。これにより、端子８５２（第１検出端子）と端子８５３（第２検出端子）の間のスペースを有効活用でき、慣性センサー１の小型化を図ることができる。
【００３９】
また、センサー素子３と接続されている配線７３１、７３２、７３３の群において、検出信号用の配線７３２、７３３は、互いに同じ長さである。特に、図７に示すように、端子８３１の中心Ｏ３を通りＸ軸方向に延びる仮想線β３を設定したとき、配線７３２、７３３は、仮想線β３に対して対称的に設けられている。このような配置とすることにより、配線７３２、７３３の寄生容量や寄生抵抗が互いに等しくなり、これらを差動演算により効果的にキャンセルすることができる。そのため、慣性センサー１は、より精度よく加速度Ａｘを検出することができる。
【００４０】
なお、配線７３２、７３３が同じ長さであるとは、配線７３２、７３３の長さが一致する場合の他にも、製造上生じ得る誤差、例えば、±５％以内の誤差を有する場合も含む意味である。また、配線７３２、７３３の構成としては、これに限定されず、例えば、配線７３２、７３３は、互いに異なる長さであってもよい。また、例えば、配線７３２、７３３は、その一部が仮想線β３に対して対称的に設けられていてもよいし、全域が非対称に設けられていてもよい。このことは、以下に説明する、配線７４１、７４２、７４３の群および配線７５１、７５２、７５３の群についても同様である。
【００４１】
また、センサー素子４と接続されている配線７４１、７４２、７４３の群において、検出信号用の配線７４２、７４３は、互いに同じ長さである。特に、端子８４１の中心Ｏ４を通りＸ軸方向に延びる仮想線β４を設定したとき、配線７４２、７４３は、仮想線β４に対して対称的に設けられている。このような配置とすることにより、配線７４２、７４３の寄生容量や寄生抵抗が互いに等しくなり、これらを差動演算により効果的にキャンセルすることができる。そのため、慣性センサー１は、より精度よく加速度Ａｙを検出することができる。
【００４２】
また、センサー素子５と接続されている配線７５１、７５２、７５３の群において、検出信号用の配線７５２、７５３は、互いに同じ長さである。特に、端子８５１の中心Ｏ５を通りＸ軸方向に延びる仮想線β５を設定したとき、配線７５２、７５３は、仮想線β５に対して対称的に設けられている。このような配置とすることにより、配線７５２、７５３の寄生容量や寄生抵抗が互いに等しくなり、これらを差動演算により効果的にキャンセルすることができる。そのため、慣性センサー１は、より精度よく加速度Ａｚを検出することができる。
【００４３】
以上、慣性センサー１について説明した。このような慣性センサー１は、前述したように、基板２と、基板２に設けられているセンサー素子３、４、５と、センサー素子３、４、５を覆い、基板２に接合されている蓋６と、蓋６の外側に位置し、センサー素子３と電気的に接続されている複数の端子８３１、８３２、８３３と、センサー素子４と電気的に接続されている複数の端子８４１、８４２、８４３と、センサー素子５と電気的に接続されている複数の端子８５１、８５２、８５３と、を有する。また、複数の端子８３１、８３２、８３３は、電気信号である駆動電圧Ｖｘが入力される入力端子としての端子８３１と、センサー素子３からの電荷が検出される検出端子としての端子８３２、８３３と、を含み、端子８３１と蓋６との離間距離をＬ１とし、端子８３２、８３３と蓋６との離間距離をＬ２としたとき、Ｌ１＞Ｌ２の関係である。また、複数の端子８４１、８４２、８４３は、電気信号である駆動電圧Ｖｙが入力される入力端子としての端子８４１と、センサー素子４からの電荷が検出される検出端子としての端子８４２、８４３と、を含み、端子８４１と蓋６との離間距離をＬ１とし、端子８４２、８４３と蓋６との離間距離をＬ２としたとき、Ｌ１＞Ｌ２の関係である。また、複数の端子８５１、８５２、８５３は、電気信号である駆動電圧Ｖｚが入力される入力端子としての端子８５１と、センサー素子５からの電荷が検出される検出端子としての端子８５２、８５３と、を含み、端子８５１と蓋６との離間距離をＬ１とし、端子８５２、８５３と蓋６との離間距離をＬ２としたとき、Ｌ１＞Ｌ２の関係である。
【００４４】
このような関係を満足することにより、検出用の配線７３２、７３３、７４２、７４３、７５２、７５３の長さをより短くすることができ、検出信号が外乱の影響を受け難くなる。そのため、検出信号にノイズが混入し難くなり、より精度よく、加速度Ａｘ、Ａｙ、Ａｚを検出することができる。特に、検出される電荷量は、駆動電圧Ｖｘ、Ｖｙ、Ｖｚに対して微弱な電荷量であり、寄生容量が大きいと取り出せる電荷量が減少する、上述の構成がより効果的となる。また、入力端子である端子８３１、８４１、８５１の群と、検出端子である端子８３２、８３３、８４２、８４３、８５２、８５３の群とで列を分けて配置することができるため、これら複数の端子８３１、８３２、８３３、８４１、８４２、８４３、８５１、８５２、８５３をより小さいスペースに効率的に配置することができる。そのため、慣性センサー１の小型化を図ることができる。
【００４５】
また、前述したように、慣性センサー１は、端子８３１とセンサー素子３とを電気的に接続している入力配線としての配線７３１を有し、検出端子は、第１検出端子としての端子８３２および第２検出端子としての端子８３３を含み、端子８３２と端子８３３との間に配線７３１が設けられている。また、慣性センサー１は、端子８４１とセンサー素子４とを電気的に接続している入力配線としての配線７４１を有し、検出端子は、第１検出端子としての端子８４２および第２検出端子としての端子８４３を含み、端子８４２と端子８４３との間に配線７４１が設けられている。また、慣性センサー１は、端子８５１とセンサー素子５とを電気的に接続している入力配線としての配線７５１を有し、検出端子は、第１検出端子としての端子８５２および第２検出端子としての端子８５３を含み、端子８５２と端子８５３との間に配線７５１が設けられている。これにより、端子８３２、８３３の間のスペース、端子８４２、８４３の間のスペースおよび端子８５２、８５３の間のスペースをそれぞれ有効活用でき、慣性センサー１の小型化を図ることができる。
【００４６】
また、前述したように、複数の端子８３１、８３２、８３３、８４１、８４２、８４３、８５１、８５２、８５３は、それぞれ、蓋６に対して第１方向の一方側、本実施形態ではＸ軸方向のマイナス側に位置している。これにより、複数の端子８３１、８３２、８３３、８４１、８４２、８４３、８５１、８５２、８５３を１つの領域にまとめて配置することができるため、慣性センサー１の小型化を図ることができる。
【００４７】
また、前述したように、端子８３２および端子８３３は、少なくとも一部が端子８３１をＸ軸方向に延長した領域Ｑ３と重なって設けられている。これにより、端子８３２、８３３をより近づけて配置することができ、端子８３１、８３２、８３３の群の配置スペースをより小さくすることができる。
【００４８】
また、端子８４２および端子８４３は、少なくとも一部が端子８４１をＸ軸方向に延長した領域Ｑ４と重なって設けられている。これにより、端子８４２、８４３をより近づけて配置することができ、端子８４１、８４２、８４３の群の配置スペースをより小さくすることができる。
【００４９】
また、端子８５２および端子８５３は、少なくとも一部が端子８５１をＸ軸方向に延長した領域Ｑ５と重なって設けられている。これにより、端子８５２、８５３をより近づけて配置することができ、端子８５１、８５２、８５３の群の配置スペースをより小さくすることができる。
【００５０】
また、前述したように、慣性センサー１は、端子８３２とセンサー素子３とを電気的に接続している第１検出配線としての配線７３２と、端子８３３とセンサー素子３とを電気的に接続している第２検出配線としての配線７３３と、を含む。そして、配線７３２と配線７３３とは、同じ長さである。これにより、配線７３２、７３３の寄生容量や寄生抵抗が互いに等しくなり、これらを差動演算により効果的にキャンセルすることができる。そのため、慣性センサー１は、より精度よく加速度Ａｘを検出することができる。
【００５１】
また、前述したように、慣性センサー１は、端子８４２とセンサー素子４とを電気的に接続している第１検出配線としての配線７４２と、端子８４３とセンサー素子４とを電気的に接続している第２検出配線としての配線７４３と、を含む。そして、配線７４２と配線７４３とは、同じ長さである。これにより、配線７４２、７４３の寄生容量や寄生抵抗が互いに等しくなり、これらを差動演算により効果的にキャンセルすることができる。そのため、慣性センサー１は、より精度よく加速度Ａｙを検出することができる。
【００５２】
また、前述したように、慣性センサー１は、端子８５２とセンサー素子５とを電気的に接続している第１検出配線としての配線７５２と、端子８５３とセンサー素子５とを電気的に接続している第２検出配線としての配線７５３と、を含む。そして、配線７５２と配線７５３とは、同じ長さである。これにより、配線７５２、７５３の寄生容量や寄生抵抗が互いに等しくなり、これらを差動演算により効果的にキャンセルすることができる。そのため、慣性センサー１は、より精度よく加速度Ａｚを検出することができる。
【００５３】
また、前述したように、複数の端子８３１、８３２、８３３、８４１、８４２、８４３、８５１、８５２、８５３は、基板２に設けられている。これにより、これら端子８３１、８３２、８３３、８４１、８４２、８４３、８５１、８５２、８５３の形成が容易となる。
【００５４】
＜第２実施形態＞
図８は、第２実施形態の慣性センサーを示す断面図である。図９および図１０は、基板に設けられている載置台を示す断面図である。なお、図９は、図７中の仮想線α１に沿った断面図であり、図１０は、図７中の仮想線α２に沿った断面図である。
【００５５】
本実施形態は、基板２と蓋６との接合方法および端子８３１、８３２、８３３、８４１、８４２、８４３、８５１、８５２、８５３の配置が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図８ないし図１０において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【００５６】
図８に示すように、慣性センサー１は、基板２と蓋６との間に設けられている中間部材１０を有する。中間部材１０は、Ｚ軸方向からの平面視で、センサー素子３、４、５を囲む枠状をなしている。また、図９および図１０に示すように、慣性センサー１は、基板２の露出部２９に設けられている載置台９を有する。このような中間部材１０および載置台９は、それぞれ、センサー素子３、４、５と同じ材料で構成されている。そのため、中間部材１０および載置台９をセンサー素子３、４、５と一括して形成することができる。具体的には、中間部材１０および載置台９は、基板２に陽極接合された導電性のシリコン基板をボッシュ・プロセスによってパターニングすることにより、センサー素子３、４、５と共に、これらと一括して形成することができる。そのため、慣性センサー１の製造が容易となる。
【００５７】
また、図９および図１０に示すように、載置台９は、バンプＢ３１を介して配線７３１と電気的に接続されている載置台９３１と、バンプＢ３２を介して配線７３２と電気的に接続されている載置台９３２と、バンプＢ３３を介して配線７３３と電気的に接続されている載置台９３３と、バンプＢ４１を介して配線７４１と電気的に接続されている載置台９４１と、バンプＢ４２を介して配線７４２と電気的に接続されている載置台９４２と、バンプＢ４３を介して配線７４３と電気的に接続されている載置台９４３と、バンプＢ５１を介して配線７５１と電気的に接続されている載置台９５１と、バンプＢ５２を介して配線７５２と電気的に接続されている載置台９５２と、バンプＢ５３を介して配線７５３と電気的に接続されている載置台９５３と、を有する。
【００５８】
そして、載置台９３１の上面に端子８３１が設けられ、載置台９３２の上面に端子８３２が設けられ、載置台９３３の上面に端子８３３が設けられ、載置台９４１の上面に端子８４１が設けられ、載置台９４２の上面に端子８４２が設けられ、載置台９４３の上面に端子８４３が設けられ、載置台９５１の上面に端子８５１が設けられ、載置台９５２の上面に端子８５２が設けられ、載置台９５３の上面に端子８５３が設けられている。そのため、端子８３１は、載置台９３１を介して配線７３１と電気的に接続され、端子８３２は、載置台９３２を介して配線７３２と電気的に接続され、端子８３３は、載置台９３３を介して配線７３３と電気的に接続され、端子８４１は、載置台９４１を介して配線７４１と電気的に接続され、端子８４２は、載置台９４２を介して配線７４２と電気的に接続され、端子８４３は、載置台９４３を介して配線７４３と電気的に接続され、端子８５１は、載置台９５１を介して配線７５１と電気的に接続され、端子８５２は、載置台９５２を介して配線７５２と電気的に接続され、端子８５３は、載置台９５３を介して配線７５３と電気的に接続されている。
【００５９】
このように、端子８３１、８３２、８３３、８４１、８４２、８４３、８５１、８５２、８５３を載置台９３１、９３２、９３３、９４１、９４２、９４３、９５１、９５２、９５３に配置することにより、端子８３１、８３２、８３３、８４１、８４２、８４３、８５１、８５２、８５３を基板２から上側に突出した位置に配置することができる。そのため、例えば、端子８３１、８３２、８３３、８４１、８４２、８４３、８５１、８５２、８５３へのボンディングワイヤーの接続が容易となり、慣性センサー１と外部機器との電気的な接続を容易に行うことができる。
【００６０】
また、図８に示すように、中間部材１０の上面には接合部材６９が設けられており、この接合部材６９によって中間部材１０と蓋６とが接合されている。特に、本実施形態では、接合部材６９が金属材料で構成されており、この接合部材６９と蓋６とが熱圧着されることにより、これらが接合されている。ただし、接合部材６９や中間部材１０と蓋６との接合方法としては、特に限定されない。
【００６１】
また、本実施形態では、端子８３１、８３２、８３３、８４１、８４２、８４３、８５１、８５２、８５３と接合部材６９とが、同じ材料で構成されている。これにより、端子８３１、８３２、８３３、８４１、８４２、８４３、８５１、８５２、８５３と接合部材６９を一括して形成することができ、これらの形成が容易となる。具体的には、センサー素子３、４、５、中間部材１０および載置台９の母材となる導電性のシリコン基板の上面に金属膜を成膜し、この金属膜をパターニングすることにより、端子８３１、８３２、８３３、８４１、８４２、８４３、８５１、８５２、８５３および接合部材６９を一括して形成することができる。
【００６２】
なお、端子８３１、８３２、８３３、８４１、８４２、８４３、８５１、８５２、８５３および接合部材６９の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、アルミニウム（Ａｌ）／ゲルマニウム（Ｇｅ）系の合金を用いることができる。この材料は、密着性に優れているため、より確実に、収納空間Ｓの気密性を確保することができる。
【００６３】
以上のように、本実施形態の慣性センサー１では、複数の端子８３１、８３２、８３３、８４１、８４２、８４３、８５１、８５２、８５３は、基板２に設けられ、センサー素子３、４、５と同じ材料で構成されている載置台９に設けられている。これにより、端子８３１、８３２、８３３、８４１、８４２、８４３、８５１、８５２、８５３を基板２から上側に突出した位置に配置することができる。そのため、例えば、端子８３１、８３２、８３３、８４１、８４２、８４３、８５１、８５２、８５３へのボンディングワイヤーの接続が容易となり、慣性センサー１と外部機器との電気的な接続を容易に行うことができる。また、載置台９をセンサー素子３、４、５と同じ材料で構成することにより、載置台９をセンサー素子３、４、５と一括して形成することができるため、慣性センサー１の製造が容易となる。
【００６４】
また、前述したように、慣性センサー１は、基板２と蓋６の間に設けられ、基板２と蓋６とを接合する接合部材６９を有する。そして、接合部材６９は、複数の端子８３１、８３２、８３３、８４１、８４２、８４３、８５１、８５２、８５３と同じ材料を含んでいる。これにより、接合部材６９と端子８３１、８３２、８３３、８４１、８４２、８４３、８５１、８５２、８５３とを一括して形成することができるため、慣性センサー１の製造が容易となる。
【００６５】
以上のような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００６６】
＜第３実施形態＞
図１１は、第３実施形態の慣性センサーを示す部分拡大平面図である。
【００６７】
本実施形態は、端子８３１、８３２、８３３、８４１、８４２、８４３、８５１、８５２、８５３と電気的に接続されている検査用端子１００を有すること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１１において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【００６８】
図１１に示すように、慣性センサー１は、基板２の露出部２９に設けられ、端子８３１、８３２、８３３、８４１、８４２、８４３、８５１、８５２、８５３と電気的に接続されている検査用端子１００を有する。
【００６９】
また、検査用端子１００は、端子８３１と並んで設けられ、端子８３１と電気的に接続されている検査用端子１３１と、端子８３２と並んで設けられ、端子８３２と電気的に接続されている検査用端子１３２と、端子８３３と並んで設けられ、端子８３３と電気的に接続されている検査用端子１３３と、端子８４１と並んで設けられ、端子８４１と電気的に接続されている検査用端子１４１と、端子８４２と並んで設けられ、端子８４２と電気的に接続されている検査用端子１４２と、端子８４３と並んで設けられ、端子８４３と電気的に接続されている検査用端子１４３と、端子８５１と並んで設けられ、端子８５１と電気的に接続されている検査用端子１５１と、端子８５２と並んで設けられ、端子８５２と電気的に接続されている検査用端子１５２と、端子８５３と並んで設けられ、端子８５３と電気的に接続されている検査用端子１５３と、を有する。
【００７０】
このような検査用端子１３１、１３２、１３３、１４１、１４２、１４３、１５１、１５２、１５３を設けることにより、例えば、検査用のプローブを検査用端子１３１、１３２、１３３、１４１、１４２、１４３、１５１、１５２、１５３に押し付けて慣性センサー１の検査を行うことができるため、端子８３１、８３２、８３３、８４１、８４２、８４３、８５１、８５２、８５３が検査時にダメージを受けることがない。そのため、ボンディングワイヤーと各端子とを良好に接続することができ、信頼性の高い慣性センサー１となる。
【００７１】
本実施形態では、検査用端子１３１、１３２、１３３、１４１、１４２、１４３、１５１、１５２、１５３は、それぞれ、端子８３１、８３２、８３３、８４１、８４２、８４３、８５１、８５２、８５３と異なる平面視形状を有する。また、検査用端子１３１、１３２、１３３、１４１、１４２、１４３、１５１、１５２、１５３は、それぞれ、平面視形状が円形であり、平面視形状が回転対象となっている。このように、検査用端子１３１、１３２、１３３、１４１、１４２、１４３、１５１、１５２、１５３の平面視形状を端子８３１、８３２、８３３、８４１、８４２、８４３、８５１、８５２、８５３と異ならせ、かつ、回転対象とすることにより、例えば、慣性センサー１の検査時に、画像認識技術によって検査用端子１３１、１３２、１３３、１４１、１４２、１４３、１５１、１５２、１５３を認識し易くなる。
【００７２】
ただし、検査用端子１３１、１３２、１３３、１４１、１４２、１４３、１５１、１５２、１５３の形状は、特に限定されず、端子８３１、８３２、８３３、８４１、８４２、８４３、８５１、８５２、８５３と同じ形状であってもよいし、回転対象形状以外の形状であってもよい。
【００７３】
以上のように、本実施形態の慣性センサー１は、複数の端子８３１、８３２、８３３、８４１、８４２、８４３、８５１、８５２、８５３に接続されており、複数の端子８３１、８３２、８３３、８４１、８４２、８４３、８５１、８５２、８５３と平面視形状が異なる複数の検査用端子１３１、１３２、１３３、１４１、１４２、１４３、１５１、１５２、１５３を有する。これにより、検査用端子１３１、１３２、１３３、１４１、１４２、１４３、１５１、１５２、１５３を用いて慣性センサー１の検査を行うことができるため、端子８３１、８３２、８３３、８４１、８４２、８４３、８５１、８５２、８５３が検査時にダメージを受けることがない。そのため、信頼性の高い慣性センサー１となる。また、互いに形状を異ならせることにより、検査用端子１３１、１３２、１３３、１４１、１４２、１４３、１５１、１５２、１５３と、端子８３１、８３２、８３３、８４１、８４２、８４３、８５１、８５２、８５３と、を容易に識別できるようになる。
【００７４】
また、前述したように、複数の検査用端子１３１、１３２、１３３、１４１、１４２、１４３、１５１、１５２、１５３の平面視形状は、回転対象である。これにより、検査用端子１３１、１３２、１３３、１４１、１４２、１４３、１５１、１５２、１５３を認識し易くなり、慣性センサー１の検査をよりスムーズに行うことができる。
【００７５】
以上のような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００７６】
＜第４実施形態＞
図１２は、第４実施形態の慣性センサーを示す平面図である。図１３は、Ｘ軸まわりの角速度を検出するセンサー素子の一例を示す平面図である。図１４は、Ｙ軸まわりの角速度を検出するセンサー素子の一例を示す平面図である。図１５は、Ｚ軸まわりの角速度を検出するセンサー素子の一例を示す平面図である。図１６は、センサー素子に印加する電圧を示す図である。
【００７７】
本実施形態は、センサー素子３、４、５に替えて、センサー素子３００、４００、５００を用いていること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１２ないし図１６において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【００７８】
図１２に示す慣性センサー１は、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸まわりの角速度をそれぞれ独立して検出することのできる角速度センサーである。このような慣性センサー１は、基板２と、基板２に設けられている３つのセンサー素子３００、４００、５００と、センサー素子３００、４００、５００を収納して基板２に接合されている蓋６と、を有する。そして、３つのセンサー素子３００、４００、５００のうち、センサー素子３００がＸ軸まわりの角速度ωｘを検出し、センサー素子４００がＹ軸まわりの角速度ωｙを検出し、センサー素子５００がＺ軸まわりの角速度ωｚを検出する。なお、図１２では、説明の便宜上、センサー素子３００、４００、５００は、簡略化して図示している。
【００７９】
基板２および蓋６で形成される収納空間Ｓは、減圧状態であることが好ましい。収納空間Ｓを減圧状態とすることにより、粘性抵抗が減り、センサー素子３００、４００、５００を効果的に振動させることができる。そのため、慣性センサー１の検出精度が向上する。
【００８０】
また、基板２は、その上面に開放する溝を有し、この溝には複数の配線７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７３７、７４１、７４２、７４３、７４４、７４５、７４６、７４７、７５１、７５２、７５３、７５４、７５５、７５６、７５７および端子８３１、８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７、８４１、８４２、８４３、８４４、８４５、８４６、８４７、８５１、８５２、８５３、８５４、８５５、８５６、８５７が設けられている。配線７３１〜７３７、７４１〜７４７、７５１〜７５７は、収納空間Ｓの内外に亘って設けられており、これらの内、配線７３１〜７３７は、センサー素子３００と電気的に接続され、配線７４１〜７４７は、センサー素子４００と電気的に接続され、配線７５１〜７５７は、センサー素子５００と電気的に接続されている。また、端子８３１〜８３７、８４１〜８４７、８５１〜８５７は、それぞれ、露出部２９すなわち蓋６の外側に設けられている。そして、端子８３１〜８３７が配線７３１〜７３７と電気的に接続され、端子８４１〜８４７が配線７４１〜７４７と電気的に接続され、端子８５１〜８５７が配線７５１〜７５７と電気的に接続されている。
【００８１】
センサー素子３００、４００、５００は、前述した第１実施形態のセンサー素子３、４、５と同様に、リン（Ｐ）、ボロン（Ｂ）、砒素（Ａｓ）等の不純物がドープされたシリコン基板を基板２の上面に陽極接合し、このシリコン基板を深溝エッチング技術であるボッシュ・プロセスによってパターニングすることにより、一括して形成することができる。ただし、センサー素子３００、４００、５００の形成方法としては、これに限定されない。
【００８２】
センサー素子３００は、Ｘ軸まわりの角速度ωｘを検出することができる。このようなセンサー素子３００としては、例えば、図１３に示すように、枠状の駆動可動体３０１Ａ、３０１Ｂと、駆動可動体３０１Ａ、３０１ＢをＹ軸方向に振動可能に支持する駆動ばね３０２Ａ、３０２Ｂと、駆動可動体３０１Ａ、３０１Ｂに接続されている可動駆動電極３０３Ａ、３０３Ｂと、可動駆動電極３０３Ａを挟んで設けられている第１、第２固定駆動電極３０４Ａ、３０５Ａと、可動駆動電極３０３Ｂを挟んで設けられている第１、第２固定駆動電極３０４Ｂ、３０５Ｂと、駆動可動体３０１Ａ、３０１Ｂの内側に設けられている検出可動体３０６Ａ、３０６Ｂと、検出可動体３０６Ａ、３０６Ｂと駆動可動体３０１Ａ、３０１Ｂとを接続している検出ばね３０７Ａ、３０７Ｂと、駆動可動体３０１Ａ、３０１Ｂに接続されている第１可動モニター電極３０８Ａ、３０８Ｂおよび第２可動モニター電極３０９Ａ、３０９Ｂと、第１可動モニター電極３０８Ａ、３０８Ｂと対向して設けられている第１固定モニター電極３１０Ａ、３１０Ｂと、第２可動モニター電極３０９Ａ、３０９Ｂと対向して設けられている第２固定モニター電極３１１Ａ、３１１Ｂと、を有する。また、凹部２３の底面には、駆動可動体３０１Ａ、３０１Ｂと対向して固定検出電極３１２Ａ、３１２Ｂが設けられている。
【００８３】
また、図示しないが、検出可動体３０６Ａ、３０６Ｂが配線７３１と電気的に接続され、第１固定駆動電極３０４Ａ、３０４Ｂが配線７３２と電気的に接続され、第２固定駆動電極３０５Ａ、３０５Ｂが配線７３３と電気的に接続され、固定検出電極３１２Ａが配線７３４と電気的に接続され、固定検出電極３１２Ｂが配線７３５と電気的に接続され、第１固定モニター電極３１０Ａ、３１０Ｂが配線７３６と電気的に接続され、第２固定モニター電極３１１Ａ、３１１Ｂが配線７３７と電気的に接続されている。
【００８４】
そして、検出可動体３０６Ａ、３０６Ｂには、端子８３１を介して、例えば、図１６に示す固定電圧Ｖ１１が印加される。第１固定駆動電極３０４Ａ、３０４Ｂには端子８３２を介して、図１６に示す電圧Ｖ１２が印加される。第２固定駆動電極３０５Ａ、３０５Ｂには端子８３３を介して、図１６に示す電圧Ｖ１３が印加される。固定電圧Ｖ１１は例えば１５Ｖであり、電圧Ｖ１２はアナロググランドＡＧＮＤに対して例えば±０．２Ｖの振幅の電圧であり、電圧Ｖ１３はアナロググランドＡＧＮＤに対して例えば±０．２Ｖの振幅でＶ１２の逆相の電圧である。これにより、駆動可動体３０１Ａ、３０１Ｂが互いに逆相でＹ軸方向に駆動振動する。また、この駆動振動の際、端子８３６から駆動振動に応じた第１ピックアップ信号が検出され、端子８３７から駆動振動に応じた第２ピックアップ信号が検出される。これら第１、第２ピックアップ信号を駆動信号すなわち電圧Ｖ１２、Ｖ１３にフィードバックすることにより、駆動可動体３０１Ａ、３０１Ｂの駆動振動が安定する。
【００８５】
一方、固定検出電極３１２Ａ、３１２Ｂは、端子８３４、８３５を介してチャージアンプに接続される。そのため、検出可動体３０６Ａと固定検出電極３１２Ａとの間に静電容量Ｃｘ１が形成され、検出可動体３０６Ｂと固定検出電極３１２Ｂとの間に静電容量Ｃｘ２が形成される。そして、駆動可動体３０１Ａ、３０１Ｂが駆動振動している状態で、センサー素子３００にＸ軸まわりの角速度ωｘが加わると、コリオリの力によって、検出可動体３０６Ａ、３０６Ｂが互いに逆相でＺ軸方向に変位し、それに伴って静電容量Ｃｘ１、Ｃｘ２が互いに逆相で変化する。そのため、これら静電容量Ｃｘ１、Ｃｘ２の変化に基づいて、検出可動体３０６Ａと固定検出電極３１２Ａとの間、検出可動体３０６Ｂと固定検出電極３１２Ｂとの間に誘起される電荷量も変化する。検出可動体３０６Ａと固定検出電極３１２Ａとの間、検出可動体３０６Ｂと固定検出電極３１２Ｂとの間に誘起される電荷量の違いが発生するとチャージアンプの電圧値として出力される。この様にして、センサー素子３００が受けた角速度ωｘを求めることができる。
【００８６】
センサー素子４００は、Ｙ軸方向の角速度ωｙを検出することができる。このようなセンサー素子４００としては、特に限定されないが、例えば、図１４に示すように、上述したセンサー素子３００をＺ軸まわりに９０°回転させた構成とすることができる。
【００８７】
つまり、センサー素子４００としては、例えば、図１４に示すように、枠状の駆動可動体４０１Ａ、４０１Ｂと、駆動可動体４０１Ａ、４０１ＢをＹ軸方向に振動可能に支持する駆動ばね４０２Ａ、４０２Ｂと、駆動可動体４０１Ａ、４０１Ｂに接続されている可動駆動電極４０３Ａ、４０３Ｂと、可動駆動電極４０３Ａを挟んで設けられている第１、第２固定駆動電極４０４Ａ、４０５Ａと、可動駆動電極４０３Ｂを挟んで設けられている第１、第２固定駆動電極４０４Ｂ、４０５Ｂと、駆動可動体４０１Ａ、４０１Ｂの内側に設けられている検出可動体４０６Ａ、４０６Ｂと、検出可動体４０６Ａ、４０６Ｂと駆動可動体４０１Ａ、４０１Ｂとを接続している検出ばね４０７Ａ、４０７Ｂと、駆動可動体４０１Ａ、４０１Ｂに接続されている第１可動モニター電極４０８Ａ、４０８Ｂおよび第２可動モニター電極４０９Ａ、４０９Ｂと、第１可動モニター電極４０８Ａ、４０８Ｂと対向して設けられている第１固定モニター電極４１０Ａ、４１０Ｂと、第２可動モニター電極４０９Ａ、４０９Ｂと対向して設けられている第２固定モニター電極４１１Ａ、４１１Ｂと、を有する。また、凹部２４の底面には、駆動可動体４０１Ａ、４０１Ｂと対向して固定検出電極４１２Ａ、４１２Ｂが設けられている。
【００８８】
また、図示しないが、検出可動体４０６Ａ、４０６Ｂが配線７４１と電気的に接続され、第１固定駆動電極４０４Ａ、４０４Ｂが配線７４２と電気的に接続され、第２固定駆動電極４０５Ａ、４０５Ｂが配線７４３と電気的に接続され、固定検出電極４１２Ａが配線７４４と電気的に接続され、固定検出電極４１２Ｂが配線７４５と電気的に接続され、第１固定モニター電極４１０Ａ、４１０Ｂが配線７４６と電気的に接続され、第２固定モニター電極４１１Ａ、４１１Ｂが配線７４７と電気的に接続されている。
【００８９】
そして、検出可動体４０６Ａ、４０６Ｂには、端子８４１を介して、例えば、図１６に示す固定電圧Ｖ１１が印加される。第１固定駆動電極４０４Ａ、４０４Ｂには端子８４２を介して、図１６に示す電圧Ｖ１２が印加される。第２固定駆動電極４０５Ａ、４０５Ｂには端子８４３を介して、図１６に示す電圧Ｖ１３が印加される。固定電圧Ｖ１１は例えば１５Ｖであり、電圧Ｖ１２はアナロググランドＡＧＮＤに対して例えば±０．２Ｖの振幅の電圧であり、電圧Ｖ１３はアナロググランドＡＧＮＤに対して例えば±０．２Ｖの振幅でＶ１２の逆相の電圧である。これにより、駆動可動体４０１Ａ、４０１Ｂが互いに逆相でＸ軸方向に駆動振動する。また、この駆動振動の際、端子８４６から駆動振動に応じた第１ピックアップ信号が検出され、端子８４７から駆動振動に応じた第２ピックアップ信号が検出される。これら第１、第２ピックアップ信号を駆動信号すなわち電圧Ｖ１２、Ｖ１３にフィードバックすることにより、駆動可動体４０１Ａ、４０１Ｂの駆動振動が安定する。
【００９０】
一方、固定検出電極４１２Ａ、４１２Ｂは、端子８４４、８４５を介してチャージアンプに接続される。そのため、検出可動体４０６Ａと固定検出電極４１２Ａとの間に静電容量Ｃｙ１が形成され、検出可動体４０６Ｂと固定検出電極４１２Ｂとの間に静電容量Ｃｙ２が形成される。そして、駆動可動体４０１Ａ、４０１Ｂが駆動振動している状態で、センサー素子４００にＹ軸まわりの角速度ωｙが加わると、コリオリの力によって、検出可動体４０６Ａ、４０６Ｂが互いに逆相でＺ軸方向に変位し、それに伴って静電容量Ｃｙ１、Ｃｙ２が互いに逆相で変化する。そのため、これら静電容量Ｃｙ１、Ｃｙ２の変化に基づいて、検出可動体４０６Ａと固定検出電極４１２Ａとの間、検出可動体４０６Ｂと固定検出電極４１２Ｂとの間に誘起される電荷量も変化する。検出可動体４０６Ａと固定検出電極４１２Ａとの間、検出可動体４０６Ｂと固定検出電極４１２Ｂとの間に誘起される電荷量の違いが発生するとチャージアンプの電圧値として出力される。この様にして、センサー素子４００が受けた角速度ωｙを求めることができる。
【００９１】
センサー素子５００は、Ｚ軸まわりの角速度ωｚを検出することができる。このようなセンサー素子５００としては、特に限定されないが、例えば、図１５に示すように、枠状の駆動可動体５０１Ａ、５０１Ｂと、駆動可動体５０１Ａ、５０１ＢをＹ軸方向に振動可能に支持する駆動ばね５０２Ａ、５０２Ｂと、駆動可動体５０１Ａ、５０１Ｂに接続されている可動駆動電極５０３Ａ、５０３Ｂと、可動駆動電極５０３Ａを挟んで設けられている第１、第２固定駆動電極５０４Ａ、５０５Ａと、可動駆動電極５０３Ｂを挟んで設けられている第１、第２固定駆動電極５０４Ｂ、５０５Ｂと、駆動可動体５０１Ａ、５０１Ｂの内側に設けられている枠状の検出可動体５０６Ａ、５０６Ｂと、検出可動体５０６Ａ、５０６Ｂと駆動可動体５０１Ａ、５０１Ｂとを接続している検出ばね５０７Ａ、５０７Ｂと、駆動可動体５０１Ａ、５０１Ｂに接続されている第１可動モニター電極５０８Ａ、５０８Ｂおよび第２可動モニター電極５０９Ａ、５０９Ｂと、第１可動モニター電極５０８Ａ、５０８Ｂと対向して設けられている第１固定モニター電極５１０Ａ、５１０Ｂと、第２可動モニター電極５０９Ａ、５０９Ｂと対向して設けられている第２固定モニター電極５１１Ａ、５１１Ｂと、検出可動体５０６Ａ、５０６Ｂに支持されている可動検出電極５１２Ａ、５１２Ｂと、可動検出電極５１２Ａを挟んで設けられている第１、第２固定検出電極５１３Ａ、５１４Ａと、可動検出電極５１２Ｂを挟んで設けられている第１、第２固定検出電極５１３Ｂ、５１４Ｂと、を有する。
【００９２】
また、図示しないが、検出可動体５０６Ａ、５０６Ｂが配線７５１と電気的に接続され、第１固定駆動電極５０４Ａ、５０４Ｂが配線７５２と電気的に接続され、第２固定駆動電極５０５Ａ、５０５Ｂが配線７５３と電気的に接続され、第１固定検出電極５１３Ａ、５１３Ｂが配線７５４と電気的に接続され、第２固定検出電極５１４Ａ、５１４Ｂが配線７５５と電気的に接続され、第１固定モニター電極５１０Ａ、５１０Ｂが配線７５６と電気的に接続され、第２固定モニター電極５１１Ａ、５１１Ｂが配線７５７と電気的に接続されている。
【００９３】
そして、検出可動体５０６Ａ、５０６Ｂには、端子８５１を介して、例えば、図１６に示す固定電圧Ｖ１１が印加され、第１固定駆動電極５０４Ａ、５０４Ｂには端子８５２を介して、図１６に示す電圧Ｖ１２が印加され、第２固定駆動電極５０５Ａ、５０５Ｂには端子８５３を介して、図１６に示す電圧Ｖ１３が印加される。固定電圧Ｖ１１は例えば１５Ｖであり、電圧Ｖ１２はアナロググランドＡＧＮＤに対して例えば±０．２Ｖの振幅の電圧であり、電圧Ｖ１３はアナロググランドＡＧＮＤに対して例えば±０．２Ｖの振幅でＶ１２の逆相の電圧である。これにより、駆動可動体５０１Ａ、５０１Ｂが互いに逆相でＹ軸方向に駆動振動する。また、この駆動振動の際、端子８５６から駆動振動に応じた第１ピックアップ信号が検出され、端子８５７から駆動振動に応じた第２ピックアップ信号が検出される。これら第１、第２ピックアップ信号を駆動信号すなわち電圧Ｖ１２、Ｖ１３にフィードバックすることにより、駆動可動体５０１Ａ、５０１Ｂの駆動振動が安定する。
【００９４】
一方、第１固定検出電極５１３Ａ、５１３Ｂは、端子８５４を介してチャージアンプに接続され、第２固定検出電極５１４Ａ、５１４Ｂは、端子８５５を介してチャージアンプに接続される。そのため、可動検出電極５１２Ａ、５１２Ｂと第１固定検出電極５１３Ａ、５１３Ｂとの間に静電容量Ｃｚ１が形成され、可動検出電極５１２Ａ、５１２Ｂと第２固定検出電極５１４Ａ、５１４Ｂとの間に静電容量Ｃｚ２が形成される。そして、駆動可動体５０１Ａ、５０１Ｂが駆動振動している状態で、センサー素子５００にＺ軸まわりの角速度ωｚが加わると、コリオリの力によって、検出可動体５０６Ａ、５０６Ｂが互いに逆相でＸ軸方向に変位し、それに伴って静電容量Ｃｚ１、Ｃｚ２が互いに逆相で変化する。そのため、これら静電容量Ｃｚ１、Ｃｚ２の変化に基づいて、可動検出電極５１２Ａと第１固定検出電極５１３Ａとの間、可動検出電極５１２Ｂと第１固定検出電極５１３Ｂとの間に誘起される電荷量も変化する。可動検出電極５１２Ａと第１固定検出電極５１３Ａとの間、可動検出電極５１２Ｂと第１固定検出電極５１３Ｂとの間に誘起される電荷量の違いが発生するとチャージアンプの電圧値として出力される。この様にして、センサー素子５００が受けた角速度ωｚを求めることができる。
【００９５】
以上、センサー素子３００、４００、５００について説明したが。これらセンサー素子３００、４００、５００の構成としては、それぞれ、角速度ωｘ、ωｙ、ωｚを検出することができれば、特に限定されない。
【００９６】
次に、端子８３１〜８３７、８４１〜８４７、８５１〜８５７の配置についてより詳細に説明する。端子８３１〜８３７は、センサー素子３００と電気的に接続され、このうち、端子８３１、８３２、８３３は、センサー素子３００に電圧Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１３を印加する入力端子であり、端子８３４、８３５は、センサー素子３００の検出信号すなわち静電容量Ｃｘ１、Ｃｘ２に応じた電荷を検出するための検出端子であり、端子８３６、８３７は、センサー素子３００の第１、第２ピックアップ信号を検出する検出端子である。同様に、端子８４１〜８４７は、センサー素子４００と電気的に接続され、このうち、端子８４１、８４２、８４３は、センサー素子４００に電圧Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１３を印加する入力端子であり、端子８４４、８４５は、センサー素子４００の検出信号すなわち静電容量Ｃｙ１、Ｃｙ２に応じた電荷を検出するための検出端子であり、端子８４６、８４７は、センサー素子４００の第１、第２ピックアップ信号を検出する検出端子である。同様に、端子８５１〜８５７は、センサー素子５００と電気的に接続され、このうち、端子８５１、８５２、８５３は、センサー素子５００に電圧Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１３を印加する入力端子であり、端子８５４、８５５は、センサー素子５００の検出信号すなわち静電容量Ｃｚ１、Ｃｚ２に応じた電荷を検出するための検出端子であり、端子８５６、８５７は、センサー素子５００の第１、第２ピックアップ信号を検出する検出端子である。
【００９７】
そして、図１２に示すように、入力端子である端子８３１、８３２、８３３、８４１、８４２、８４３、８５１、８５２、８５３よりも、検出端子である端子８３４、８３５、８３６、８３７、８４４、８４５、８４６、８４７、８５４、８５５、８５６、８５７の方が蓋６の近くに設けられている。また、入力端子である端子８３１、８３２、８３３、８４１、８４２、８４３、８５１、８５２、８５３は、それぞれ、仮想線α１上に並んで一列に設けられ、検出端子である端子８３４、８３５、８３６、８３７、８４４、８４５、８４６、８４７、８５４、８５５、８５６、８５７は、仮想線α２上に並んで一列に設けられている。
【００９８】
以上のような第４実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００９９】
＜第５実施形態＞
図１７は、第５実施形態の慣性センサーユニットを示す平面図である。図１８は、図１７に示す慣性センサーユニットの断面図である。
【０１００】
図１７および図１８に示す慣性センサーユニット１０００は、パッケージ１０１０と、パッケージ１０１０に収納されているＩＣチップ１０４０および慣性センサー１を有する。ＩＣチップ１０４０には、例えば、慣性センサー１の駆動を制御する駆動制御回路や慣性センサー１からの検出信号に基づいて加速度Ａｘ、Ａｙ、Ａｚを検出する検出回路が含まれている。なお、本実施形態では、慣性センサー１として前述した第１実施形態の構成を用いているが、慣性センサー１としては、特に限定されない。
【０１０１】
また、パッケージ１０１０は、上面に開口する凹部１０２１を有するベース基板１０２０と、凹部１０２１の開口を塞ぐようにしてベース基板１０２０の上面に接合されているリッド１０３０と、を有する。また、凹部１０２１は、ベース基板１０２０の上面に開口する第１凹部１０２２と、第１凹部１０２２の底面に開口する第２凹部１０２３と、を有する。そして、第２凹部１０２３の底面にＩＣチップ１０４０が搭載されており、このＩＣチップ１０４０上に慣性センサー１が搭載されている。また、慣性センサー１は、その端子８３１〜８３３、８４１〜８４３、８５１〜８５３がボンディングワイヤーＢＷ１を介してＩＣチップ１０４０の対応する端子と電気的に接続されている。慣性センサー１の端子８３１〜８３３、８４１〜８４３、８５１〜８５３が前述したような配置であるため、慣性センサー１およびＩＣチップ１０４０の端子設置部を小型化することができ、また、ボンディングワイヤーＢＷ１の作業性も向上する。
【０１０２】
また、第１凹部１０２２の底面にはボンディングワイヤーＢＷ２を介してＩＣチップ１０４０と電気的に接続されている複数の内部端子１０５０が設けられている。また、ベース基板１０２０の下面には、ベース基板１０２０内に設けられている図示しない内部配線を介して複数の内部端子１０５０と電気的に接続されている複数の外部端子１０６０が設けられている。
【０１０３】
このような慣性センサーユニット１０００は、慣性センサー１を有する。そのため、前述した慣性センサー１の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
【０１０４】
＜第６実施形態＞
図１９は、第６実施形態のスマートフォンを示す平面図である。
【０１０５】
図１９に示すスマートフォン１２００には、慣性センサー１と、慣性センサー１から出力される検出信号に基づいて制御を行う制御回路１２１０と、が内蔵されている。慣性センサー１によって検出された検出データは、制御回路１２１０に送信され、制御回路１２１０は、受信した検出データからスマートフォン１２００の姿勢や挙動を認識して、表示部１２０８に表示されている表示画像を変化させたり、警告音や効果音を鳴らしたり、振動モーターを駆動して本体を振動させることができる。
【０１０６】
このような電子機器としてのスマートフォン１２００は、慣性センサー１と、慣性センサー１からの検出信号に基づいて制御を行う制御回路１２１０と、を有する。そのため、前述した慣性センサー１の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
【０１０７】
なお、慣性センサー１を内蔵する電子機器としては、特に限定されず、スマートフォン１２００以外にも、例えば、パーソナルコンピューター、デジタルスチールカメラ、タブレット端末、時計、スマートウォッチ、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、ＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）等のウェアラブル端末、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器、魚群探知機、各種測定機器、移動体端末基地局用機器、車両、航空機、船舶等の各種計器類、フライトシミュレーター、ネットワークサーバー等が挙げられる。
【０１０８】
＜第７実施形態＞
図２０は、第７実施形態の慣性計測装置を示す分解斜視図である。図２１は、図２０に示す慣性計測装置が有する基板の斜視図である。
【０１０９】
図２０に示す慣性計測装置２０００（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）は、自動車や、ロボットなどの被装着装置の姿勢や、挙動を検出する慣性計測装置である。慣性計測装置２０００は、３軸加速度センサーおよび３軸角速度センサーを備えた６軸モーションセンサーとして機能する。
【０１１０】
慣性計測装置２０００は、平面形状が略正方形の直方体である。また、正方形の対角線方向に位置する２ヶ所の頂点近傍に固定部としてのネジ穴２１１０が形成されている。この２ヶ所のネジ穴２１１０に２本のネジを通して、自動車などの被装着体の被装着面に慣性計測装置２０００を固定することができる。なお、部品の選定や設計変更により、例えば、スマートフォンや、デジタルスチールカメラに搭載可能なサイズに小型化することも可能である。
【０１１１】
慣性計測装置２０００は、アウターケース２１００と、接合部材２２００と、センサーモジュール２３００と、を有し、アウターケース２１００の内部に、接合部材２２００を介在させて、センサーモジュール２３００を挿入した構成となっている。アウターケース２１００の外形は、前述した慣性計測装置２０００の全体形状と同様に、平面形状が略正方形の直方体であり、正方形の対角線方向に位置する２ヶ所の頂点近傍に、それぞれネジ穴２１１０が形成されている。また、アウターケース２１００は、箱状であり、その内部にセンサーモジュール２３００が収納されている。
【０１１２】
センサーモジュール２３００は、インナーケース２３１０と、基板２３２０と、を有している。インナーケース２３１０は、基板２３２０を支持する部材であり、アウターケース２１００の内部に収まる形状となっている。また、インナーケース２３１０には、基板２３２０との接触を抑制するための凹部２３１１や後述するコネクター２３３０を露出させるための開口２３１２が形成されている。このようなインナーケース２３１０は、接合部材２２００を介してアウターケース２１００に接合されている。また、インナーケース２３１０の下面には接着剤を介して基板２３２０が接合されている。
【０１１３】
図２１に示すように、基板２３２０の上面には、コネクター２３３０、Ｚ軸まわりの角速度を検出する角速度センサー２３４０ｚ、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各軸方向の加速度を検出する加速度センサー２３５０などが実装されている。また、基板２３２０の側面には、Ｘ軸まわりの角速度を検出する角速度センサー２３４０ｘおよびＹ軸まわりの角速度を検出する角速度センサー２３４０ｙが実装されている。そして、これら各センサーとして、実施形態に記載の慣性センサーを用いることができる。
【０１１４】
また、基板２３２０の下面には、制御ＩＣ２３６０が実装されている。制御ＩＣ２３６０は、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）であり、慣性計測装置２０００の各部を制御する。記憶部には、加速度および角速度を検出するための順序と内容を規定したプログラムや、検出データをデジタル化してパケットデータに組込むプログラム、付随するデータなどが記憶されている。なお、基板２３２０にはその他にも複数の電子部品が実装されている。
【０１１５】
＜第８実施形態＞
図２２は、第８実施形態の移動体測位装置の全体システムを示すブロック図である。図２３は、図２２に示す移動体測位装置の作用を示す図である。
【０１１６】
図２２に示す移動体測位装置３０００は、移動体に装着して用い、当該移動体の測位を行うための装置である。なお、移動体としては、特に限定されず、自転車、自動車、自動二輪車、電車、飛行機、船等のいずれでもよいが、本実施形態では移動体として四輪自動車を用いた場合について説明する。
【０１１７】
移動体測位装置３０００は、慣性計測装置３１００（ＩＭＵ）と、演算処理部３２００と、ＧＰＳ受信部３３００と、受信アンテナ３４００と、位置情報取得部３５００と、位置合成部３６００と、処理部３７００と、通信部３８００と、表示部３９００と、を有している。なお、慣性計測装置３１００としては、例えば、前述した慣性計測装置２０００を用いることができる。
【０１１８】
慣性計測装置３１００は、３軸の加速度センサー３１１０と、３軸の角速度センサー３１２０と、を有している。演算処理部３２００は、加速度センサー３１１０からの加速度データおよび角速度センサー３１２０からの角速度データを受け、これらデータに対して慣性航法演算処理を行い、移動体の加速度および姿勢を含む慣性航法測位データを出力する。
【０１１９】
また、ＧＰＳ受信部３３００は、受信アンテナ３４００を介してＧＰＳ衛星からの信号を受信する。また、位置情報取得部３５００は、ＧＰＳ受信部３３００が受信した信号に基づいて、移動体測位装置３０００の位置（緯度、経度、高度）、速度、方位を表すＧＰＳ測位データを出力する。このＧＰＳ測位データには、受信状態や受信時刻等を示すステータスデータも含まれている。
【０１２０】
位置合成部３６００は、演算処理部３２００から出力された慣性航法測位データおよび位置情報取得部３５００から出力されたＧＰＳ測位データに基づいて、移動体の位置、具体的には移動体が地面のどの位置を走行しているかを算出する。例えば、ＧＰＳ測位データに含まれている移動体の位置が同じであっても、図２３に示すように、地面の傾斜θ等の影響によって移動体の姿勢が異なっていれば、地面の異なる位置を移動体が走行していることになる。そのため、ＧＰＳ測位データだけでは移動体の正確な位置を算出することができない。そこで、位置合成部３６００は、慣性航法測位データを用いて、移動体が地面のどの位置を走行しているのかを算出する。
【０１２１】
位置合成部３６００から出力された位置データは、処理部３７００によって所定の処理が行われ、測位結果として表示部３９００に表示される。また、位置データは、通信部３８００によって外部装置に送信されるようになっていてもよい。
【０１２２】
＜第９実施形態＞
図２４は、第９実施形態の移動体を示す斜視図である。
【０１２３】
図２４に示す移動体としての自動車１５００は、エンジンシステム、ブレーキシステムおよびキーレスエントリーシステムの少なくとも何れかのシステム１５１０を含んでいる。また、自動車１５００には、慣性センサー１が内蔵されており、慣性センサー１によって車体の姿勢を検出することができる。慣性センサー１の検出信号は、制御装置１５０２に供給され、制御装置１５０２は、その信号に基づいてシステム１５１０を制御することができる。
【０１２４】
このように、移動体としての自動車１５００は、慣性センサー１と、慣性センサー１からの検出信号に基づいて制御を行う制御装置１５０２と、を有する。そのため、前述した慣性センサー１の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
【０１２５】
なお、慣性センサー１は、他にも、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。また、移動体としては、自動車１５００に限定されず、例えば、飛行機、ロケット、人工衛星、船舶、ＡＧＶ（無人搬送車）、二足歩行ロボット、ドローン等の無人飛行機等にも適用することができる。
【０１２６】
以上、本発明の慣性センサー、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、前述した実施形態では、センサー素子が加速度を検出する構成について説明したが、これに限定されず、例えば、角速度を検出する構成であってもよい。
【符号の説明】
【０１２７】
１…慣性センサー、２…基板、２ａ〜２ｄ…辺、３、４、５…センサー素子、６…蓋、６ａ〜６ｄ…辺、９…載置台、１０…中間部材、２３、２４、２５…凹部、２９…露出部、３１…固定部、３２…可動体、３３、３４…ばね、３５…第１可動電極、３６…第２可動電極、３８…第１固定電極、３９…第２固定電極、４１…固定部、４２…可動体、４３、４４…ばね、４５…第１可動電極、４６…第２可動電極、４８…第１固定電極、４９…第２固定電極、５１…固定部、５２…可動体、５３…梁、５４…第１固定電極、５５…第２固定電極、６１…凹部、６２…貫通孔、６３…封止材、６９…接合部材、１００、１３１〜１３３、１４１〜１４３、１５１〜１５３…検査用端子、２３１〜２３３、２４１〜２４３、２５１…マウント、３００…センサー素子、３０１Ａ、３０１Ｂ…駆動可動体、３０２Ａ、３０２Ｂ…駆動ばね、３０３Ａ、３０３Ｂ…可動駆動電極、３０４Ａ、３０４Ｂ…第１固定駆動電極、３０５Ａ、３０５Ｂ…第２固定駆動電極、３０６Ａ、３０６Ｂ…検出可動体、３０７Ａ、３０７Ｂ…検出ばね、３０８Ａ、３０８Ｂ…第１可動モニター電極、３０９Ａ、３０９Ｂ…第２可動モニター電極、３１０Ａ、３１０Ｂ…第１固定モニター電極、３１１Ａ、３１１Ｂ…第２固定モニター電極、３１２Ａ、３１２Ｂ…固定検出電極、４００…センサー素子、４０１Ａ、４０１Ｂ…駆動可動体、４０２Ａ、４０２Ｂ…駆動ばね、４０３Ａ、４０３Ｂ…可動駆動電極、４０４Ａ、４０４Ｂ…第１固定駆動電極、４０５Ａ、４０５Ｂ…第２固定駆動電極、４０６Ａ、４０６Ｂ…検出可動体、４０７Ａ、４０７Ｂ…検出ばね、４０８Ａ、４０８Ｂ…第１可動モニター電極、４０９Ａ、４０９Ｂ…第２可動モニター電極、４１０Ａ、４１０Ｂ…第１固定モニター電極、４１１Ａ、４１１Ｂ…第２固定モニター電極、４１２Ａ、４１２Ｂ…固定検出電極、５００…センサー素子、５０１Ａ、５０１Ｂ…駆動可動体、５０２Ａ、５０２Ｂ…駆動ばね、５０３Ａ、５０３Ｂ…可動駆動電極、５０４Ａ、５０４Ｂ…第１固定駆動電極、５０５Ａ、５０５Ｂ…第２固定駆動電極、５０６Ａ、５０６Ｂ…検出可動体、５０７Ａ、５０７Ｂ…検出ばね、５０８Ａ、５０８Ｂ…第１可動モニター電極、５０９Ａ、５０９Ｂ…第２可動モニター電極、５１０Ａ、５１０Ｂ…第１固定モニター電極、５１１Ａ、５１１Ｂ…第２固定モニター電極、５１２Ａ、５１２Ｂ…可動検出電極、５１３Ａ、５１３Ｂ…第１固定検出電極、５１４Ａ、５１４Ｂ…第２固定検出電極、５２１…第１可動部、５２２…第２可動部、７３１〜７３７、７４１〜７４７、７５１〜７５７…配線、８３１〜８３７、８４１〜８４７、８５１〜８５７…端子、９３１〜９３３、９４１〜９４３、９５１〜９５３…載置台、１０００…慣性センサーユニット、１０１０…パッケージ、１０２０…ベース基板、１０２１…凹部、１０２２…第１凹部、１０２３…第２凹部、１０３０…リッド、１０４０…ＩＣチップ、１０５０…内部端子、１０６０…外部端子、１２００…スマートフォン、１２０８…表示部、１２１０…制御回路、１５００…自動車、１５０２…制御装置、１５１０…システム、２０００…慣性計測装置、２１００…アウターケース、２１１０…ネジ穴、２２００…接合部材、２３００…センサーモジュール、２３１０…インナーケース、２３１１…凹部、２３１２…開口、２３２０…基板、２３３０…コネクター、２３４０ｘ、２３４０ｙ、２３４０ｚ…角速度センサー、２３５０…加速度センサー、２３６０…制御ＩＣ、３０００…移動体測位装置、３１００…慣性計測装置、３１１０…加速度センサー、３１２０…角速度センサー、３２００…演算処理部、３３００…ＧＰＳ受信部、３４００…受信アンテナ、３５００…位置情報取得部、３６００…位置合成部、３７００…処理部、３８００…通信部、３９００…表示部、Ａｘ、Ａｙ、Ａｚ…加速度、Ｂ３１〜Ｂ３３、Ｂ４１〜Ｂ４３、Ｂ５１〜Ｂ５３…バンプ、ＢＷ１、ＢＷ２…ボンディングワイヤー、Ｊ…揺動軸、Ｌ１、Ｌ２…離間距離、Ｏ３〜Ｏ５…中心、Ｑ３〜Ｑ５…領域、Ｓ…収納空間、Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１３…電圧、Ｖｘ、Ｖｙ、Ｖｚ…駆動電圧、α１、α２、β３、β４、β５…仮想線、θ…傾斜、ωｘ、ωｙ、ωｚ…角速度
【図１】
2020134369.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2020134369.tif 000016
【図１５】
2020134369.tif 000017
【図１６】
2020134369.tif 000018
【図１７】
2020134369.tif 000019
【図１８】
2020134369.tif 000020
【図１９】
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【図２０】
2020134369.tif 000022
【図２１】
2020134369.tif 000023
【図２２】
2020134369.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
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