(57)【要約】【課題】可動部に形成される孔の位置のばらつきが物理量センサの特性に影響しにくい、物理量センサの可動部支持構造、及びそれを用いた物理量センサを提供する。【解決手段】物理量センサの可動部支持構造１０は、支持部２と、可動部３と、梁部４と、を備える。可動部３は、複数の孔５を有する。梁部４は、支持部２と可動部３とを連結することにより、支持部２に対して可動部３を支持する。複数の孔５は、孔群Ｇ１を含む。孔群Ｇ１は、可動部３において梁部４につながる結合端面３１に沿って配置される２以上の孔５からなる。孔群Ｇ１を構成する２以上の孔５のうち、梁部４に最も近い２つの孔５からなる一対の根元孔５１，５２は、中心線Ｌ１を挟むように配置されている。中心線Ｌ１は、結合端面３１と交差しかつ梁部４の幅方向の中心を通る線である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部と、
複数の孔を有する可動部と、
前記支持部と前記可動部とを連結することにより、前記支持部に対して前記可動部を支持する梁部と、を備え、
前記複数の孔は、前記可動部において前記梁部につながる結合端面に沿って配置される２以上の孔からなる孔群を含み、
前記孔群を構成する前記２以上の孔のうち、前記梁部に最も近い２つの孔からなる一対の根元孔は、前記結合端面と交差しかつ前記梁部の幅方向の中心を通る中心線を挟むように配置されている、
物理量センサの可動部支持構造。
【請求項２】
前記複数の孔は、前記可動部における前記孔群である第１孔群から見て前記結合端面とは反対側に、前記結合端面に沿って配置される２以上の孔からなる第２孔群を更に含み、
前記一対の根元孔は、前記第２孔群とは配列を異にする、
請求項１に記載の物理量センサの可動部支持構造。
【請求項３】
前記一対の根元孔は、前記梁部の全幅の外側に配置されている、
請求項１又は２に記載の物理量センサの可動部支持構造。
【請求項４】
前記一対の根元孔は、前記中心線に対して対称に配置されている、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の物理量センサの可動部支持構造。
【請求項５】
前記一対の根元孔の間隔は、前記梁部の幅よりも大きい、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の物理量センサの可動部支持構造。
【請求項６】
前記一対の根元孔の各々の開口面における前記結合端面と対向する辺の中点から、前記梁部と前記可動部との境界線の中点までの距離は、前記梁部の幅よりも大きい、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の物理量センサの可動部支持構造。
【請求項７】
前記一対の根元孔と前記結合端面との間隔は、前記梁部の幅よりも大きい、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の物理量センサの可動部支持構造。
【請求項８】
前記一対の根元孔の各々の開口面積は、前記孔群のうちの前記一対の根元孔以外の各孔の開口面積に比べて小さい、
請求項１〜７のいずれか１項に記載の物理量センサの可動部支持構造。
【請求項９】
前記孔群に含まれる２以上の孔は前記結合端面に沿って等間隔に並んでいる、
請求項１〜８のいずれか１項に記載の物理量センサの可動部支持構造。
【請求項１０】
前記梁部の幅は、２μｍ以上２０μｍ以下であって、
前記一対の根元孔の各々の開口面における前記結合端面と対向する辺の中点から、前記梁部と前記可動部との境界線の中点までの距離は、１１μｍ以上３４μｍ以下である、
請求項１〜９のいずれか１項に記載の物理量センサの可動部支持構造。
【請求項１１】
前記可動部の厚みは、２０μｍ以上２００μｍ以下である、
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の物理量センサの可動部支持構造。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の物理量センサの可動部支持構造と、
前記可動部の挙動に関連する電気信号を出力する検知部と、を備える、
物理量センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に物理量センサの可動部支持構造、及びそれを用いた物理量センサに関し、より詳細には、支持部と可動部とが梁部で連結された構造を含む物理量センサの可動部支持構造、及びそれを用いた物理量センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、半導体微細加工技術により形成され、振動する物体に生起されるコリオリ力に関連される物理量を検出することで角速度を測定する物理量センサ（角速度検出装置）が記載されている。
【０００３】
特許文献１には、物理量センサの製造方法についても記載があり、可動部（励振素子及びコリオリ素子等）の下層に形成されている中間絶縁層をエッチングにより除去することによって、可動部を固定部に懸架することが記載されている。ここで、可動部には、導体層を貫くように孔（エッチホール）が形成されている。そして、特許文献１には、導体層を除去するときにエッチングガス又はエッチング液がこの孔（エッチホール）を通って中間絶縁層に到達し、可動部を支持基板から分離すること、が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、可動部に形成された孔（エッチホール）の位置が可動部の振動特性に影響し、製造ばらつき等により孔の位置がばらつくと、物理量センサの特性に影響する可能性がある。
【０００６】
本開示は上記事由に鑑みてなされており、可動部に形成される孔の位置のばらつきが物理量センサの特性に影響しにくい、物理量センサの可動部支持構造、及びそれを用いた物理量センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様に係る物理量センサの可動部支持構造は、支持部と、可動部と、梁部と、を備える。前記可動部は、複数の孔を有する。前記梁部は、前記支持部と前記可動部とを連結することにより、前記支持部に対して前記可動部を支持する。前記複数の孔は、孔群を含む。前記孔群は、前記可動部において前記梁部につながる結合端面に沿って配置される２以上の孔からなる。前記孔群を構成する前記２以上の孔のうち、前記梁部に最も近い２つの孔からなる一対の根元孔は、中心線を挟むように配置されている。前記中心線は、前記結合端面と交差しかつ前記梁部の幅方向の中心を通る線である。
【０００８】
本開示の一態様に係る物理量センサは、前記物理量センサの可動部支持構造と、前記可動部の挙動に関連する電気信号を出力する検知部と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、可動部に形成される孔の位置のばらつきが物理量センサの特性に影響しにくい、という利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１Ａは、実施形態１に係る物理量センサの可動部支持構造を示す模式図である。図１Ｂは、図１Ａの領域Ｚ１の拡大図である。
【図２】図２は、同上の物理量センサの構成を示す模式図である。
【図３】図３Ａは、同上の可動部支持構造の要部を示す、一製造工程における概略断面図である。図３Ｂは、同上の可動部支持構造の要部を示す、一製造工程における概略断面図である。
【図４】図４は、同上の可動部支持構造の要部の拡大図である。
【図５】図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃは、それぞれ梁部の幅が７μｍ、１０μｍ、１５μｍの場合の、同上の可動部支持構造の特性を表すグラフである。
【図６】図６は、比較例に係る可動部支持構造の要部の拡大図である。
【図７】図７Ａは、実施形態１に係る物理量センサの可動部支持構造の要部の拡大図である。図７Ｂ及び図７Ｃは、実施形態１の変形例に係る物理量センサの可動部支持構造の要部の拡大図である。
【図８】図８Ａ及び図８Ｂは、実施形態１の変形例に係る物理量センサの可動部支持構造を示す模式図である。
【図９】図９Ａ〜図９Ｃは、実施形態１の変形例に係る物理量センサの可動部支持構造を示す模式図である。
【図１０】図１０Ａは、実施形態２に係る物理量センサの可動部支持構造の要部の拡大図である。図１０Ｂ及び図１０Ｃは、実施形態２の変形例に係る物理量センサの可動部支持構造の要部の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施形態１）
（１）概要
本実施形態に係る物理量センサ１は、図１Ａ、図１Ｂ及び図２に示すように、可動部支持構造１０と、検知部６と、を備えている。物理量センサ１の可動部支持構造１０は、支持部２と、可動部３と、梁部４と、を備えている。梁部４は、支持部２と可動部３とを連結することにより、支持部２に対して可動部３を支持する。検知部６は、可動部３の挙動に関連する電気信号を出力する。
【００１２】
ここで、梁部４は弾性変形が可能であって、梁部４が撓む（弾性変形する）ことにより、可動部３は支持部２に対して移動可能である。物理量センサ１は、例えば、角速度又は加速度等の可動部３に作用する物理量を、可動部３の変位量（移動量）等に基づいて検出する。
【００１３】
この物理量センサ１は、例えば、角速度、加速度、角加速度、速度、圧力、重量及び温度等の物理量を、電気信号に変換する。すなわち、物理量センサ１は、物理量を電気信号に変換するトランスデューサとして機能する。この種の物理量センサ１は、例えば、家電機器、携帯端末、カメラ、ウェアラブル端末、ゲーム機、又は車両（自動車及び二輪車等を含む）、ドローン、航空機若しくは船舶等の移動体等の、様々な機器に用いられる。
【００１４】
ここにおいて、本実施形態に係る物理量センサ１の可動部支持構造１０（以下、単に「支持構造１０」ともいう）は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、支持部２と、可動部３と、梁部４と、を備えている。可動部３は複数の孔５を有している。梁部４は、上述したように、支持部２と可動部３とを連結することにより、支持部２に対して可動部３を支持する。複数の孔５は、孔群Ｇ１を含む。孔群Ｇ１は、可動部３において梁部４につながる結合端面３１に沿って配置される２以上の孔５からなる。孔群Ｇ１を構成する２以上の孔５のうち、梁部４に最も近い２つの孔５からなる一対の根元孔５１，５２は、中心線Ｌ１を挟むように配置されている。中心線Ｌ１は、結合端面３１と交差しかつ梁部４の幅方向の中心を通る線である。
【００１５】
この構成によれば、孔群Ｇ１のうち梁部４に最も近い一対の根元孔５１，５２は、梁部４の幅方向の中心を通る中心線Ｌ１を挟むように配置されている。言い換えれば、一対の根元孔５１，５２は、中心線Ｌ１上を避けるように、中心線Ｌ１の両側に位置する。したがって、一対の根元孔５１，５２のいずれかが中心線Ｌ１上に位置する場合に比べて、可動部３の結合端面３１における中心線Ｌ１との交点Ｐ１から、一対の根元孔５１，５２までの距離を確保しやすくなる。つまり、可動部３の結合端面３１における中心線Ｌ１との交点Ｐ１付近には、孔５が無い領域を確保しやすくなり、孔５（特に一対の根元孔５１，５２）の位置のばらつきが可動部３の振動特性に影響しにくくなる。その結果、たとえ、製造ばらつき等により孔５の位置がばらついたとしても、可動部３に形成される孔５の位置のばらつきが物理量センサ１の特性に影響しにくくなる、という利点がある。
【００１６】
（２）詳細
以下に、本実施形態に係る物理量センサ１の構成について、図１Ａ〜図７を参照して詳細に説明する。
【００１７】
本実施形態では、一例として、物理量センサ１は、「角速度」を検知対象とするジャイロセンサ（角速度センサ）である。特に、車両の自動運転技術のように、比較的、高精度の角速度の検知（計測）が要求される場合に、本実施形態に係る物理量センサ１は好適である。ただし、高精度の角速度の検知（計測）が要求されない場合であっても、本実施形態に係る物理量センサ１は採用可能である。
【００１８】
以下では一例として、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３軸を設定し、特に、可動部３の厚み軸（厚み方向）に沿った軸を「Ｚ軸」とし、可動部３の振動（駆動）方向に沿った軸を「Ｙ軸」とする。「Ｘ」軸は、これらＹ軸及びＺ軸のいずれとも直交する。Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は、いずれも仮想的な軸であり、図面中の「Ｘ」、「Ｙ」、「Ｚ」を示す矢印は、説明のために表記しているに過ぎず、いずれも実体を伴わない。また、これらの方向は物理量センサ１の使用時の方向を限定する趣旨ではない。
【００１９】
本実施形態では、一例として、物理量センサ１は、Ｚ軸を検知軸とし、Ｚ軸周りの角速度を検知対象とする。Ｚ軸は、可動部３の厚み軸（厚み方向）に沿った軸であるので、結果的に、物理量センサ１は、可動部３の厚み軸周りで物理量センサ１が回転することに伴い物理量センサ１に作用する角速度を、検知対象として検知することになる。つまり、物理量センサ１は、可動部３の厚み軸周りの角速度に応じた電気信号を出力する。よって、物理量センサ１の出力によれば、可動部３の厚み軸周り（Ｚ軸）周りの角速度の大きさを計測することが可能である。
【００２０】
（２．１）物理量センサの全体構成
本実施形態に係る物理量センサ１は、上述したように、支持構造１０と、検知部６と、を備えている。支持構造１０は、支持部２、可動部３、及び梁部４を含んでいる。また、本実施形態では、物理量センサ１は、可動部３を駆動するための駆動部７（図２参照）を更に備えている。また、本実施形態では、物理量センサ１は、プリント配線板等の実装基板に実装された状態で使用される。ここでは、物理量センサ１が実装される実装基板は、リジッド基板であることと仮定するが、この例に限らず、実装基板は、例えば、フレキシブル基板等であってもよい。
【００２１】
物理量センサ１は、検知対象である物理量に応じた電気信号を出力する素子である。本実施形態では、上述したように検知対象は、Ｚ軸（可動部３の厚み軸）周りの角速度であるので、物理量センサ１は、Ｚ軸周りの角速度に応じた電気信号を出力する。物理量センサ１は、例えば、振動式のジャイロセンサであって、コリオリ力（転向力）を利用して、Ｚ軸周りの角速度を検知する。つまり、物理量センサ１は、可動部３を振動させた状態で、可動部３に外部から回転力が作用することによって生じるコリオリ力を検知することで、物理量センサ１（可動部３）に作用した角速度を検知する。
【００２２】
本実施形態では一例として、物理量センサ１は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いたベアチップ、いわゆるＭＥＭＳチップを含んでいる。物理量センサ１は、例えば、セラミックパッケージ等のパッケージを更に含んでおり、ＭＥＭＳチップはパッケージに収容されている。この物理量センサ１は、ＭＥＭＳチップに可動部３を含み、この可動部３を振動させることにより、角速度の検知を可能とする。
【００２３】
本実施形態に係る物理量センサ１は、図２に示すように、支持部２、可動部３、梁部４、検知部６及び駆動部７を備えている。また、図２に示す物理量センサ１は、支持部２、可動部３、梁部４、検知部６及び駆動部７に加えて、固定部８及び外梁部９を更に備えている。本実施形態では、図２に示す構造は全てＭＥＭＳチップに形成されている。言い換えれば、ＭＥＭＳチップは、支持部２、可動部３、梁部４、検知部６、駆動部７、固定部８及び外梁部９を含んでいる。図２は、物理量センサ１の構成を模式的に表す模式図であって、図２では、各部材の形状等が実際の形状等と異なる場合がある。例えば、図２では、梁部４及び外梁部９を「ばね」の記号にて模式的に表しており、実際の梁部４及び外梁部９の形状を反映していない。
【００２４】
また、図２では、パッケージに対して固定される部材と、パッケージに対して固定されていない部材とを、網掛（ドットハッチング）の種類によって区別している。すなわち、固定部８等の濃い網掛を付した部材はパッケージに対して固定されており、可動部３等の薄い網掛を付した部材はパッケージに対して固定されていない。
【００２５】
本実施形態に係る物理量センサ１は、複数（ここでは４つ）の支持部２を備えている。４つの支持部２を区別する場合は、４つの支持部２の各々を第１支持部２０１、第２支持部２０２、第３支持部２０３、第４支持部２０４という。第１支持部２０１と第３支持部２０３は、Ｙ軸方向において互いに対向するように配置され、第２支持部２０２と第４支持部２０４は、Ｘ軸方向において互いに対向するように配置されている。本実施形態では、支持部２は、外梁部９にて固定部８に連結されている。これにより、外梁部９が撓む（弾性変形する）ことにより、支持部２は、固定部８に対して移動可能である。４つの支持部２は、個別に移動可能である。
【００２６】
可動部３は、板状の部材であって、本実施形態では、可動部３は、平面視において（Ｚ軸の一方側から見て）、略正方形状に形成されている。可動部３の周囲には、可動部３を囲むように４つの支持部２が配置されている。具体的には、可動部３のＹ軸方向の両側には第１支持部２０１及び第３支持部２０３が位置し、可動部３のＸ軸方向の両側には第２支持部２０２及び第４支持部２０４が位置する。可動部３と支持部２とは離間している。
【００２７】
可動部３は複数の孔５（図１Ａ参照）を有している。複数の孔５は、可動部３の略全面にわたって形成されている。ここで、複数の孔５の各々は、可動部３を厚み方向（Ｚ軸方向）に貫通する貫通孔である。図２では、孔５の図示を省略する。複数の孔５について詳しくは、「（２．２）支持構造」の欄で説明する。
【００２８】
梁部４は、上述したように、支持部２と可動部３とを連結することにより、支持部２に対して可動部３を支持する。梁部４は弾性を有しており、梁部４が撓む（弾性変形する）ことにより、可動部３は支持部２に対して移動可能である。本実施形態では、梁部４は支持部２及び可動部３と一体化されている。また、本実施形態では、梁部４と支持部２と可動部３とは、Ｚ軸方向の寸法が同一、つまり同一の厚みを有している。
【００２９】
本実施形態に係る物理量センサ１は、２本１組として、複数組（ここでは４組）の梁部４を備えている。４組の梁部４を区別する場合は、各組の梁部４を一対の第１梁部４０１、一対の第２梁部４０２、一対の第３梁部４０３、一対の第４梁部４０４という。一対の第１梁部４０１は、第１支持部２０１と可動部３とを連結する。一対の第２梁部４０２は、第２支持部２０２と可動部３とを連結する。一対の第３梁部４０３は、第３支持部２０３と可動部３とを連結する。一対の第４梁部４０４は、第４支持部２０４と可動部３とを連結する。４組の梁部４（８本の梁部４）は、個別に弾性変形可能である。
【００３０】
梁部４は、支持部２及び可動部３と共に支持構造１０を構成する。支持構造１０について詳しくは、「（２．２）支持構造」の欄で説明する。
【００３１】
検知部６は、可動部３の挙動に関連する電気信号を出力する。本実施形態に係る物理量センサ１の検知対象は角速度であるので、検知部６は、可動部３に外部から回転力が作用した際の可動部３の挙動に関連する電気信号を出力することで、検知対象としての角速度に応じた電気信号を出力する。言い換えれば、検知部６は、検知対象としての角速度が反映された可動部３の挙動に関連する電気信号を出力することで、角速度を検知する。本実施形態では、検知部６は、第１センス電極６１と、第２センス電極６２と、センス駆動電極６３と、を有している。
【００３２】
第１センス電極６１は、第２支持部２０２及び第４支持部２０４の各々に一体に形成されている。本実施形態では、第２支持部２０２及び第４支持部２０４の各々は、その内側に第１センス電極６１を有している。第１センス電極６１は、Ｙ軸方向に延びる櫛歯片を複数本有する櫛歯状電極である。
【００３３】
第２センス電極６２は、少なくともＸ軸方向において、第１センス電極６１とギャップを介して対向するように配置されている。本実施形態では、第２センス電極６２は、第２支持部２０２及び第４支持部２０４の各々の内側に配置されている。第２センス電極６２は、Ｙ軸方向に延びる櫛歯片を複数本有する櫛歯状電極である。第２センス電極６２の櫛歯片は、Ｘ軸方向において第１センス電極６１の櫛歯片と対向する。
【００３４】
センス駆動電極６３は、少なくともＸ軸方向において、第１センス電極６１とギャップを介して対向するように配置されている。本実施形態では、センス駆動電極６３は、第２支持部２０２及び第４支持部２０４の各々の内側に配置されている。センス駆動電極６３は、Ｙ軸方向に延びる櫛歯片を複数本有する櫛歯状電極である。センス駆動電極６３の櫛歯片は、Ｘ軸方向において第１センス電極６１の櫛歯片と対向する。
【００３５】
第２センス電極６２及びセンス駆動電極６３は、固定部８と共に定位置に、つまりパッケージに対して相対的に位置固定されている。そのため、第２支持部２０２及び第４支持部２０４の各々がＸ軸方向に移動すると、第１センス電極６１と、第２センス電極６２及びセンス駆動電極６３との間隔が変化する。
【００３６】
駆動部７は、可動部３を駆動する。本実施形態に係る物理量センサ１では、可動部３をＺ軸方向に振動させるように、駆動部７が可動部３を駆動する。本実施形態では、駆動部７は、第１駆動電極７１と、第２駆動電極７２と、モニタ電極７３と、を有している。
【００３７】
第１駆動電極７１は、第１支持部２０１及び第３支持部２０３の各々に一体に形成されている。本実施形態では、第１支持部２０１及び第３支持部２０３の各々は、その内側に第１駆動電極７１を有している。第１駆動電極７１は、Ｘ軸方向に延びる櫛歯片を複数本有する櫛歯状電極である。
【００３８】
第２駆動電極７２は、少なくともＹ軸方向において、第１駆動電極７１とギャップを介して対向するように配置されている。本実施形態では、第２駆動電極７２は、第１支持部２０１及び第３支持部２０３の各々の内側に配置されている。第２駆動電極７２は、Ｘ軸方向に延びる櫛歯片を複数本有する櫛歯状電極である。第２駆動電極７２の櫛歯片は、Ｙ軸方向において第１駆動電極７１の櫛歯片と対向する。
【００３９】
モニタ電極７３は、少なくともＹ軸方向において、第１駆動電極７１とギャップを介して対向するように配置されている。本実施形態では、モニタ電極７３は、第１支持部２０１及び第３支持部２０３の各々の内側に配置されている。モニタ電極７３は、Ｘ軸方向に延びる櫛歯片を複数本有する櫛歯状電極である。モニタ電極７３の櫛歯片は、Ｙ軸方向において第１駆動電極７１の櫛歯片と対向する。
【００４０】
第２駆動電極７２及びモニタ電極７３は、固定部８と共に定位置に、つまりパッケージに対して相対的に位置固定されている。そのため、第１支持部２０１及び第３支持部２０３の各々がＹ軸方向に移動すると、第１駆動電極７１と、第２駆動電極７２及びモニタ電極７３との間隔が変化する。
【００４１】
固定部８は、定位置に固定されている。つまり、固定部８はパッケージに対して相対的に位置固定されている。本実施形態に係る物理量センサ１は、２個１組として、複数組（ここでは４組）の固定部８を備えている。４組の固定部８を区別する場合は、各組の固定部８を一対の第１固定部８０１、一対の第２固定部８０２、一対の第３固定部８０３、一対の第４固定部８０４という。
【００４２】
外梁部９は、固定部８と支持部２とを連結することにより、固定部８に対して支持部２を支持する。外梁部９は弾性を有しており、外梁部９が撓む（弾性変形する）ことにより、支持部２は固定部８に対して移動可能である。本実施形態では、外梁部９は固定部８及び支持部２と一体化されている。
【００４３】
本実施形態に係る物理量センサ１は、２本１組として、複数組（ここでは４組）の外梁部９を備えている。４組の外梁部９を区別する場合は、各組の外梁部９を一対の第１外梁部９０１、一対の第２外梁部９０２、一対の第３外梁部９０３、一対の第４外梁部９０４という。一対の第１外梁部９０１は、第１固定部８０１と第１支持部２０１とを連結する。一対の第２外梁部９０２は、第２固定部８０２と第２支持部２０２とを連結する。一対の第３外梁部９０３は、第３固定部８０３と第３支持部２０３とを連結する。一対の第４外梁部９０４は、第４固定部８０４と第４支持部２０４とを連結する。４組の外梁部９（８本の外梁部９）は、個別に弾性変形可能である。
【００４４】
上述したように構成される物理量センサ１は、可動部３をＹ軸方向に振動させた状態で、可動部３に作用するコリオリ力（転向力）を利用して、Ｚ軸周りの角速度を検知する。
【００４５】
具体的には、駆動部７における第１駆動電極７１と第２駆動電極７２との間に、駆動回路から駆動用の電圧信号が印加されると、第１駆動電極７１と第２駆動電極７２との間に静電力が生じ、第１支持部２０１及び第３支持部２０３がＹ軸方向に振動する。第１支持部２０１及び第３支持部２０３の振動は、一対の第１梁部４０１及び一対の第３梁部４０３を介して可動部３に伝達され、これにより、可動部３はＹ軸方向に振動する。
【００４６】
このようにして可動部３がＹ軸方向に振動している状態で、物理量センサ１（可動部３）にＺ軸（可動部３の厚み軸）周りの角速度が作用する場合を想定する。この場合、可動部３にはコリオリ力（転向力）が作用することにより、可動部３にＸ軸方向の振動が発する。可動部３の振動は、一対の第２梁部４０２及び一対の第４梁部４０４を介して第２支持部２０２及び第４支持部２０４に伝達され、これにより、第２支持部２０２及び第４支持部２０４はＸ軸方向に振動する。
【００４７】
Ｘ軸方向において第２支持部２０２及び第４支持部２０４が振動すると、検知部６における第１センス電極６１と第２センス電極６２との間のギャップの大きさが変化する。このギャップの大きさの変化は、静電容量の変化として、処理回路に出力される。その結果、物理量センサ１（可動部３）に作用したＺ軸周りの角速度に相当する電気信号が、検知部６（第１センス電極６１及び第２センス電極６２）から出力されることになる。
【００４８】
また、物理量センサ１は、一例として、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）等からなる回路ブロックと電気的に接続される。回路ブロックは、駆動回路及び処理回路を含んでいる。処理回路は、物理量センサ１から出力される電気信号に関する処理を実行する。例えば、処理回路は、物理量センサ１から出力されるアナログの電気信号（アナログ信号）を、デジタル信号に変換し、ノイズ除去及び温度補償等の適宜の処理を実行する。さらに、駆動回路は、物理量センサ１に対して、駆動用の電圧信号を与える。
【００４９】
また、処理回路は、例えば、積分処理又は微分処理といった演算処理を実行してもよい。例えば、処理回路は、物理量センサ１から出力される電気信号について積分処理を実行することで、Ｚ軸周りの角速度の積分値、つまりＺ軸周りの角度を求めることが可能である。一方、例えば、処理回路は、物理量センサ１から出力される電気信号について微分処理を実行することで、Ｚ軸周りの角速度の微分値、つまりＺ軸周りの角加速度を求めることが可能である。
【００５０】
（２．２）支持構造
次に、本実施形態に係る物理量センサ１の支持構造１０について、図１Ａ及び図１Ｂを参照して説明する。図１Ａは、図２の領域Ｚ２付近の具体的な構造を示す拡大図である。図１Ｂは、図１Ａの領域Ｚ１の拡大図である。図１Ｂにおける交点Ｐ１及び根元領域Ｒ１は、仮想的に示しているに過ぎず、実体を伴わない。
【００５１】
支持構造１０は、上述したように、支持部２と、可動部３と、梁部４と、を備えている。そして、可動部としての可動部３は、複数の孔５を有している。梁部４は、上述したように、支持部２と可動部３とを連結することにより、支持部２に対して可動部３を支持する。
【００５２】
複数の孔５は、上述したように、可動部３の略全面にわたって形成されている。ここで、複数の孔５の各々は、可動部３を厚み方向（Ｚ軸方向）に貫通する貫通孔である。さらに、複数の孔５の各々は、開口面が、例えば四角形状である。本実施形態では一例として、複数の孔５の各々の開口面は、略正方形状である。
【００５３】
ここにおいて、可動部３に形成されている複数の孔５は、孔群Ｇ１を含んでいる。孔群Ｇ１は、可動部３の結合端面３１に沿って配置される２以上の孔５からなる。結合端面３１は、可動部３の端面のうちで梁部４につながる端面である。図１Ａの例では、結合端面３１は、可動部３のうちＸ軸方向の一方を向いた端面からなる。ただし、この例に限らず、結合端面３１は、例えば、可動部３のうちＹ軸方向の一方を向いた端面であってもよい。
【００５４】
孔群Ｇ１は、可動部３に形成されている複数の孔５のうち、平面視において（Ｚ軸の一方側から見て）、このような結合端面３１に沿って配置される２以上の孔５である。本開示でいう「沿う」とは、２者間が略平行、つまり２者が厳密に平行な場合に加えて、２者間の角度が数度（例えば１０度未満）程度の範囲に収まる関係にあることをいう。つまり、孔群Ｇ１を構成する２以上の孔５を結ぶ線（直線）は、結合端面３１に対して、略平行な状態にある（厳密に平行、又は両者間の角度が数度程度に収まる関係にある）。本実施形態では一例として、孔群Ｇ１を構成する２以上の孔５を結ぶ線（直線）は、結合端面３１に対して厳密に平行な状態にある。
【００５５】
本実施形態では、Ｙ軸に沿って並ぶ２以上の孔５が、Ｘ軸方向において複数列並べて配置されている。可動部３に形成されている複数の孔５は、Ｚ軸に直交する平面、つまり可動部３の厚み方向の一表面３２に対して、二次元配置されている。
【００５６】
これら複数の孔５のうち、結合端面３１側から１列目となる２以上の孔５が、孔群Ｇ１を構成する。この孔群Ｇ１は、第１孔群Ｇ１ともいう。そのため、可動部３に形成されている複数の孔５は、第１孔群Ｇ１から見て結合端面３１とは反対側に、結合端面３１に沿って配置される２以上の孔５からなる第２孔群Ｇ２を更に含むことになる。つまり、可動部３に形成されている複数の孔５は、結合端面３１側から１列目となる２以上の孔５からなる第１孔群Ｇ１だけでなく、結合端面３１側から２列目となる２以上の孔５からなる第２孔群Ｇ２を含んでいる。同様に、複数の孔５は、第２孔群Ｇ２から見て結合端面３１とは反対側に、結合端面３１に沿って配置される２以上の孔からなる第３孔群Ｇ３を更に含んでいる。さらに、複数の孔５は、第４孔群Ｇ４、第５孔群Ｇ５…を更に含んでいる。これら第３孔群Ｇ３、第４孔群Ｇ４、第５孔群Ｇ５…は、それぞれ結合端面３１側から３列目、４列目、５列目…となる２以上の孔５である。
【００５７】
特に、本実施形態では一例として、可動部３に形成されている複数の孔５は、一表面３２上において千鳥状（zigzag pattern）に配置されている。具体的には、第２孔群Ｇ２に含まれる２以上の孔５は、第１孔群Ｇ１に含まれる２以上の孔５の位置からＹ軸方向にずれた位置にある。また、奇数列の孔５、つまり第３孔群Ｇ３、第５孔群Ｇ５…に含まれる２以上の孔５は、第１孔群Ｇ１に含まれる２以上の孔５の位置とＹ軸方向において同じ位置にある。一方、偶数列の孔５、つまり第４孔群Ｇ４…に含まれる２以上の孔５は、第２孔群Ｇ２に含まれる２以上の孔５の位置とＹ軸方向において同じ位置にある。
【００５８】
ここで、孔群Ｇ１（第１孔群）に含まれる２以上の孔５は結合端面３１に沿って等間隔に並んでいる。すなわち、孔群Ｇ１を構成する２以上の孔５のうち、互いに隣接する一対の孔５のＹ軸方向の間隔は、孔群Ｇ１を構成する全ての孔５にて同一である。本開示でいう「間隔」は、物と物との距離を意味し、より詳細には、二者間の最短距離、つまり一方の物における他方の物側の端縁から、他方の物における一方の物側の端縁までの距離を意味する。そのため、孔群Ｇ１（第１孔群）に含まれる２以上の孔５の間隔Ｄ３（図４参照）は、隣接する一対の孔５のうち、互いに近い側の端縁間の距離で表される。本実施形態では、第２孔群Ｇ２、第３孔群Ｇ３、第４孔群Ｇ４、第５孔群Ｇ５…についても、２以上の孔５は結合端面３１に沿って等間隔に並んでおり、その間隔は第１孔群Ｇ１と同一である。各部の寸法関係について詳しくは、「（２．３）寸法関係」の欄で説明する。
【００５９】
ところで、孔群Ｇ１（第１孔群）を構成する２以上の孔５のうち、梁部４に最も近い２つの孔５からなる一対の根元孔５１，５２は、中心線Ｌ１を挟むように配置されている。ここでいう中心線Ｌ１は、結合端面３１と交差し、かつ梁部４の幅方向の中心を通る線である。言い換えれば、中心線Ｌ１は、平面視において（Ｚ軸の一方側から見て）、梁部４を幅方向に２等分する線（直線）である。より厳密には、結合端面３１につながる端部における幅方向の中心を通る直線、及びその延長線を「中心線Ｌ１」とする。図１Ａの例では、梁部４はＸ軸方向に延びているので、中心線Ｌ１はＸ軸に沿った直線である。
【００６０】
本開示でいう「梁部４に最も近い２つの孔５」、つまり一対の根元孔５１，５２は、孔群Ｇ１（第１孔群）を構成する２以上の孔５のうち、梁部４に近い側から２つ分の孔５である。例えば、孔群Ｇ１の中で梁部４までの距離が同一でかつ最短となる孔５が２つある場合には、これら梁部４までの距離が最短となる２つの孔５が、梁部４に最も近い２つの孔（一対の根元孔５１，５２）となる。一方、孔群Ｇ１の中で梁部４までの距離が最短となる孔５が１つだけである場合には、梁部４に１番目に近い孔５、及び梁部４に２番目に近い孔５が、梁部４に最も近い２つの孔（一対の根元孔５１，５２）となる。
【００６１】
そして、これら一対の根元孔５１，５２は、図１Ｂに示すように、中心線Ｌ１を挟むように配置されている。言い換えれば、一対の根元孔５１，５２は、中心線Ｌ１上を避けるように、中心線Ｌ１のＹ軸方向の両側に位置する。
【００６２】
本実施形態では、一対の根元孔５１，５２は、梁部４の全幅の外側に配置されている（図７Ａ参照）。すなわち、梁部４の幅方向の両側面を梁部４の長さ方向に延長した場合に、これら両側面の外側となる位置に、一対の根元孔５１，５２が配置されている。さらに言い換えれば、一対の根元孔５１，５２は、梁部４の長さ方向への梁部４の延長線上を避けて配置されている。
【００６３】
また、一対の根元孔５１，５２は、中心線Ｌ１に対して対称に配置されている。すなわち、一対の根元孔５１，５２は、平面視において（Ｚ軸の一方側から見て）、中心線Ｌ１に対して線対称に形成されている。
【００６４】
また、本実施形態では、一対の根元孔５１，５２は、第２孔群Ｇ２とは配列を異にしている。本開示でいう「配列を異にする」とは、配列方向において孔５同士が同じ位置に無いことを意味する。特に、本実施形態では、上述したように、可動部３に形成されている複数の孔５は、一表面３２上において千鳥状に配置されている。そのため、第２孔群Ｇ２の２以上の孔５は、一対の根元孔５１，５２を含む第１孔群Ｇ１の２以上の孔５の位置からＹ軸方向にずれた位置にある。よって、一対の根元孔５１，５２は、第２孔群Ｇ２とは配列を異にする。
【００６５】
ここにおいて、図１Ｂでは、可動部３の結合端面３１における中心線Ｌ１との交点Ｐ１を中心とする半円状の領域を、根元領域Ｒ１として図示している。根元領域Ｒ１は、可動部３において、交点Ｐ１から一定距離以内にあり、かつ孔５が存在しない領域である。本実施形態では、一対の根元孔５１，５２が、中心線Ｌ１上を避けるように、中心線Ｌ１のＹ軸方向の両側に位置することで、この根元領域Ｒ１を、比較的大きく確保することができる。言い換えれば、一対の根元孔５１，５２のいずれかが中心線Ｌ１上に位置する場合に比べて、可動部３の結合端面３１における中心線Ｌ１との交点Ｐ１から、一対の根元孔５１，５２までの距離を確保しやすくなる。
【００６６】
次に、本実施形態における複数の孔５の機能について、図３Ａ及び図３Ｂを参照して説明する。本実施形態では、複数の孔５はエッチング剤Ｅ１を通す機能を有する。
【００６７】
すなわち、ＭＥＭＳ技術を用いた物理量センサ１は、エッチングプロセスにて、支持構造１０等が形成される。ここで、物理量センサ１の基になる基材は、基板１００、酸化膜１０１及びシリコン層を含み、基板１００上に酸化膜１０１、シリコン層がこの順で積層された構成を有する。支持部２、可動部３、及び梁部４を含む支持構造１０は、基材のシリコン層から形成される。
【００６８】
このような物理量センサ１の製造工程は、図３Ａに示すように、酸化膜１０１上にシリコン層が積層されている状態から、図３Ｂに示すように、酸化膜１０１を除去するエッチングプロセスを含んでいる。つまり、図３Ａの状態では、可動部３及び梁部４は、いずれも酸化膜１０１を介して基板１００に接合された状態にあるので、酸化膜１０１を除去することにより、可動部３及び梁部４を基板１００から剥離する必要がある。そのため、エッチングプロセスでは、エッチング剤Ｅ１（エッチングガス又はエッチング液）が、可動部３における基板１００側の面（つまり、一表面３２とは反対側の面）まで浸透する（回り込む）ことが求められる。もし仮に、エッチング剤Ｅ１が可動部３の端面（結合端面３１）のみから、可動部３における基板１００側の面に浸透するとすれば、エッチング剤Ｅ１の浸透が不十分となって基板１００からの可動部３の剥離性が低下する可能性がある。
【００６９】
本実施形態に係る物理量センサ１では、可動部３に複数の孔５が形成されているので、図３Ｂに示すように、エッチング剤Ｅ１は、複数の孔５を通して可動部３における基板１００側の面にまで回り込むことができる。言い換えれば、可動部３に形成された複数の孔５にて、エッチング剤Ｅ１を可動部３の一表面３２側から、可動部３と基板１００との間の酸化膜１０１まで引き込むことができる。そのため、可動部３に孔５が形成されていない場合に比較すると、エッチング剤Ｅ１が可動部３における基板１００側の面に浸透しやすくなり、基板１００からの可動部３の剥離性の向上を図ることができる。結果的に、本実施形態に係る物理量センサ１では、可動部３の形成不良が生じにくくなり、物理量センサ１の製造ばらつきが生じにくくなる。
【００７０】
複数の孔５がこのような機能を有することで、例えば、複数の孔５間の間隔、及び孔５と結合端面３１との間隔等が小さい程に、可動部３における基板１００側の面にエッチング剤Ｅ１が浸透しやすくなり、物理量センサ１の生産性は向上する。
【００７１】
ただし、上述した複数の孔５の機能は一例に過ぎず、複数の孔５は、エッチング剤Ｅ１を通す機能に限らず、例えば、可動部３の軽量化、又は可動部３の表面積を増やす等、エッチングプロセスに関連しない機能を有していてもよい。
【００７２】
（２．３）寸法関係
次に、本実施形態に係る物理量センサ１の支持構造１０における各部の寸法関係について、図４を参照して説明する。図４は、図１Ｂと同様、図１Ａの領域Ｚ１の拡大図である。図４における交点Ｐ１及び中点Ｐ２は、仮想的に示しているに過ぎず、実体を伴わない。
【００７３】
以下では、図４に示す「幅Ｄ１」、「距離Ｄ２」、「間隔Ｄ３」及び「間隔Ｄ４」を用いて、本実施形態に係る支持構造１０の好ましい寸法関係の一例を示す。
【００７４】
「幅Ｄ１」は、梁部４の幅であって、平面視において（Ｚ軸の一方側から見て）、梁部４の長さ方向に直交する幅方向の寸法である。例えば、梁部４のうちＸ軸方向に沿って延びる部位においては梁部４のＹ軸方向の寸法が「幅Ｄ１」となり、梁部４のうちＹ軸方向に沿って延びる部位においては梁部４のＸ軸方向の寸法が「幅Ｄ１」となる。
【００７５】
また、「距離Ｄ２」は、交点Ｐ１から中点Ｐ２までの距離である。「交点Ｐ１」は、上述したように、可動部３の結合端面３１における中心線Ｌ１との交点Ｐ１である。言い換えれば、交点Ｐ１は、平面視において（Ｚ軸の一方側から見て）、梁部４と可動部３との境界線の中点である。また、「中点Ｐ２」は、一対の根元孔５１，５２の各々における結合端面３１と対向する辺の中点である。ここに、本開示でいう「辺」は、物の端を意味する。そのため、本実施形態のように各根元孔５１，５２の開口面が四角形状であれば、結合端面３１に対向する「辺」は直線になるが、各根元孔５１，５２の開口面が円形状である場合等、「辺」は曲線であってもよい。
【００７６】
「間隔Ｄ３」は、一対の根元孔５１，５２の間隔であって、一対の根元孔５１，５２間の最短距離である。本実施形態では、上述したように、孔群Ｇ１（第１孔群）に含まれる２以上の孔５は結合端面３１に沿って等間隔に並ぶので、孔群Ｇ１を構成する２以上の孔５のうち、互いに隣接する一対の孔５のＹ軸方向の間隔は、いずれも間隔Ｄ３と同一である。
【００７７】
また、「間隔Ｄ４」は、一対の根元孔５１，５２と結合端面３１との間隔である。つまり、間隔Ｄ４は、一対の根元孔５１，５２のいずれかと結合端面３１との間の最短距離である。
【００７８】
本実施形態では一例として、一対の根元孔５１，５２の間隔Ｄ３は、複数の孔５（一対の根元孔５１，５２を含む）の各々における開口面の１辺の長さと同一である。本実施形態では、複数の孔５の各々の開口面は、各辺が一対の根元孔５１，５２の間隔Ｄ３と同一長さの正方形状となる。
【００７９】
上述したように定義される「幅Ｄ１」、「距離Ｄ２」、「間隔Ｄ３」及び「間隔Ｄ４」を用いれば、本実施形態に係る支持構造１０は、以下のような寸法関係であることが好ましい。
【００８０】
まず、一対の根元孔５１，５２の間隔Ｄ３は、梁部４の幅Ｄ１よりも大きい。すなわち、本実施形態では、上述したように、一対の根元孔５１，５２は、梁部４の全幅の外側に配置されおり、一対の根元孔５１，５２は、中心線Ｌ１に対して対称に配置されている。そのため、一対の根元孔５１，５２の間隔Ｄ３は、必然的に、梁部４の幅Ｄ１よりも大きくなる。これにより、根元領域Ｒ１（図１Ｂ）を比較的大きく確保でき、可動部３における梁部４との結合部周辺の剛性の向上を図ることが可能である。ただし、この構成は、物理量センサ１に必須の構成ではなく、一対の根元孔５１，５２の間隔Ｄ３は、梁部４の幅Ｄ１以下であってもよい。
【００８１】
また、交点Ｐ１から中点Ｐ２までの距離Ｄ２は、梁部４の幅Ｄ１よりも大きい。言い換えれば、一対の根元孔５１，５２の各々の開口面における結合端面３１と対向する辺の中点Ｐ２から、梁部４と可動部３との境界線の中点（交点Ｐ１）までの距離Ｄ２は、梁部４の幅Ｄ１よりも大きい。これにより、根元領域Ｒ１（図１Ｂ）を比較的大きく確保でき、可動部３における梁部４との結合部周辺の剛性の向上を図ることが可能である。ただし、この構成は、物理量センサ１に必須の構成ではなく、交点Ｐ１から中点Ｐ２までの距離Ｄ２は、梁部４の幅Ｄ１以下であってもよい。これにより、根元領域Ｒ１が小さくなって物理量センサ１としての特性は劣化するが、物理量センサ１の生産性は向上する。
【００８２】
また、一対の根元孔５１，５２と結合端面３１との間隔Ｄ４は、梁部４の幅Ｄ１よりも大きい。これにより、根元領域Ｒ１（図１Ｂ）を比較的大きく確保でき、可動部３における梁部４との結合部周辺の剛性の向上を図ることが可能である。ただし、この構成は、物理量センサ１に必須の構成ではなく、一対の根元孔５１，５２と結合端面３１との間隔Ｄ４は、梁部４の幅Ｄ１以下であってもよい。これにより、根元領域Ｒ１が小さくなって物理量センサ１としての特性は劣化するが、物理量センサ１の生産性は向上する。
【００８３】
以下に、具体的な寸法値の一例を示す。
【００８４】
本実施形態では、可動部３の厚み、つまり可動部３のＺ軸方向の寸法は、２０μｍ以上、２００μｍ以下である。可動部３の厚みは、５０μｍ以上であることがより好ましい。また、可動部３の厚みは、１５０μｍ以下であることがより好ましい。
【００８５】
梁部４の幅Ｄ１は、２μｍ以上２０μｍ以下である。梁部４の幅Ｄ１は、７μｍ以上であることがより好ましく、１０μｍ以上であることが更に好ましい。梁部４の幅Ｄ１は、１５μｍ以下であることがより好ましい。
【００８６】
また、交点Ｐ１から中点Ｐ２までの距離Ｄ２は、１１μｍ以上３４μｍ以下である。言い換えれば、一対の根元孔５１，５２の各々の開口面における結合端面３１と対向する辺の中点Ｐ２から、梁部４と可動部３との境界線の中点（交点Ｐ１）までの距離Ｄ２は、１１μｍ以上３４μｍ以下である。交点Ｐ１から中点Ｐ２までの距離Ｄ２は、１７μｍ以上であることがより好ましく、２０μｍ以上であることが更に好ましい。交点Ｐ１から中点Ｐ２までの距離Ｄ２は、２７μｍ以下であることがより好ましい。
【００８７】
一対の根元孔５１，５２の間隔Ｄ３は、７μｍ以上２４μｍ以下である。本実施形態では、上述したように、一対の根元孔５１，５２の間隔Ｄ３は、複数の孔５（一対の根元孔５１，５２を含む）の各々における開口面の１辺の長さと同一である。そのため、各孔５の開口面の１辺の長さについても、間隔Ｄ３と同様に、７μｍ以上２４μｍ以下である。また、一対の根元孔５１，５２の間隔Ｄ３は、１２μｍ以上であることがより好ましく、１４μｍ以上であることが更に好ましい。一対の根元孔５１，５２の間隔Ｄ３は、一対の根元孔５１，５２と結合端面３１との間隔Ｄ４は、２０μｍ以下であることがより好ましい。
【００８８】
一対の根元孔５１，５２と結合端面３１との間隔Ｄ４は、７μｍ以上２４μｍ以下である。一対の根元孔５１，５２と結合端面３１との間隔Ｄ４は、１２μｍ以上であることがより好ましく、１４μｍ以上であることが更に好ましい。交点Ｐ１から中点Ｐ２までの距離Ｄ２は、一対の根元孔５１，５２と結合端面３１との間隔Ｄ４は、２０μｍ以下であることがより好ましい。
【００８９】
（２．４）振動特性
次に、本実施形態に係る物理量センサ１の支持構造１０における可動部３の振動特性（共振周波数）について説明する。ここでは、一対の根元孔５１，５２の間隔Ｄ３を２０μｍとし、梁部４の幅Ｄ１、及び交点Ｐ１から中点Ｐ２までの距離Ｄ２の各々を変化させた場合の、可動部３の共振周波数についての解析結果を示す。
【００９０】
図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃは、それぞれ梁部４の幅Ｄ１が７μｍ、１０μｍ、１５μｍの場合の、距離Ｄ２と共振周波数（変動率）との関係を示すグラフである。図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃは、いずれも横軸を交点Ｐ１から中点Ｐ２までの距離Ｄ２（μｍ）とし、縦軸を可動部３の共振周波数の変動率（％）とするグラフである。また、図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃでは、一対の根元孔５１，５２と結合端面３１との間隔Ｄ４が１μｍ変動したときの共振周波数の変動率の変化が、０．００１％以下になる領域を、安定領域Ｓ１と定義する。
【００９１】
梁部４の幅Ｄ１が７μｍである場合、図５Ａから明らかなように、交点Ｐ１から中点Ｐ２までの距離Ｄ２が大きくなる程に、距離Ｄ２の増加分に対する共振周波数の変動率の増加量は小さくなる。言い換えれば、交点Ｐ１から中点Ｐ２までの距離Ｄ２が大きくなると、距離Ｄ２の増加分に対する共振周波数の変化は徐々に小さくなる。そして、梁部４の幅Ｄ１が７μｍである場合には、図５Ａに示すように、交点Ｐ１から中点Ｐ２までの距離Ｄ２が１７．０μｍ以上であれば、安定領域Ｓ１となる。
【００９２】
同様に、梁部４の幅Ｄ１が１０μｍである場合においても、図５Ｂから明らかなように、交点Ｐ１から中点Ｐ２までの距離Ｄ２が大きくなる程に、距離Ｄ２の増加分に対する共振周波数の変動率の増加量は小さくなる。そして、梁部４の幅Ｄ１が１０μｍである場合には、図５Ｂに示すように、交点Ｐ１から中点Ｐ２までの距離Ｄ２が２１．２μｍ以上であれば、安定領域Ｓ１となる。
【００９３】
同様に、梁部４の幅Ｄ１が１５μｍである場合においても、図５Ｃから明らかなように、交点Ｐ１から中点Ｐ２までの距離Ｄ２が大きくなる程に、距離Ｄ２の増加分に対する共振周波数の変動率の増加量は小さくなる。そして、梁部４の幅Ｄ１が１５μｍである場合には、図５Ｃに示すように、交点Ｐ１から中点Ｐ２までの距離Ｄ２が２６．９μｍ以上であれば、安定領域Ｓ１となる。
【００９４】
これらの結果から、交点Ｐ１から中点Ｐ２までの距離Ｄ２について、安定領域Ｓ１を実現する最小の値は、梁部４の幅Ｄ１との関係で一意に決まる。すなわち、梁部４の幅Ｄ１が７μｍ、１０μｍ、１５μｍであるときの、安定領域Ｓ１を実現する最小の距離Ｄ２は、それぞれ１７．０μｍ、２１．２μｍ、２６．９μｍとなる。そして、安定領域Ｓ１にあれば、可動部３に形成される孔５の位置に多少のばらつきがあったとしても、可動部３の共振周波数の変動率は僅かにしか変化せず、可動部３の共振周波数への孔５の位置のばらつきの影響は小さく抑えられる。その結果、たとえ、製造ばらつき等により孔５の位置がばらついたとしても、可動部３に形成される孔５の位置のばらつきが物理量センサ１の特性に影響しにくくなる。
【００９５】
本実施形態に係る物理量センサ１において、可動部３に形成される孔５の位置のばらつきが物理量センサ１の特性に影響しにくくなる理由の一つとして、孔５による可動部３の剛性（強度）の低下が小さく抑えられることが考えられる。
【００９６】
すなわち、例えば、図６に示す比較例のように、中心線Ｌ１上に孔５が位置する場合には、可動部３における梁部４の付け根部分には、孔５と結合端面３１との間に挟まれる形で梁状部位３３が形成される。そのため、このような梁状部位３３が無い場合に比べると、可動部３の剛性（強度）、特に可動部３における梁部４の付け根部分の剛性が低下しやすい。言い換えれば、梁状部位３３により、梁部４の長さが実質的に延長された形になる。そうすると、孔５の位置にばらつきが生じると、特に可動部３における梁部４の付け根部分の剛性にばらつきが生じて、結果的に、可動部３の振動特性（共振周波数）にばらつきが生じやすい。
【００９７】
これに対して、本実施形態に係る物理量センサ１では、梁状部位３３が存在せず、孔５による可動部３の剛性（強度）の低下が小さく抑えられる。そのため、孔５の位置が多少ばらついたとしても、可動部３における梁部４の付け根部分の剛性のばらつきにはつながりにくく、結果的に、可動部３の振動特性（共振周波数）のばらつきにつながりにくい。よって、本実施形態に係る物理量センサ１では、可動部３に形成される孔５の位置のばらつきが物理量センサ１の特性に影響しにくくなると考えられる。
【００９８】
（３）変形例
実施形態１は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態１で参照する図面は、いずれも模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。実施形態１は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
【００９９】
実施形態１では、図７Ａに示すように、一対の根元孔５１，５２が梁部４の全幅の外側に配置される場合を例示したが、一対の根元孔５１，５２が梁部４の全幅の外側に配置されることは、支持構造１０に必須の構成ではない。すなわち、図７Ａのように、一対の根元孔５１，５２の間隔Ｄ３が梁部４の幅Ｄ１よりも大きいことは、必須ではない。例えば、一変形例に係る支持構造１０Ａは、図７Ｂに示すように、一対の根元孔５１，５２の間隔Ｄ３が梁部４の幅Ｄ１と同一である。他の変形例に係る支持構造１０Ｂは、図７Ｃに示すように、一対の根元孔５１，５２の間隔Ｄ３が梁部４の幅Ｄ１よりも小さい。図７Ｃに示す支持構造１０Ｂでは、一対の根元孔５１，５２の少なくとも一部が梁部４の全幅の内側に配置されることになる。
【０１００】
また、別の変形例として、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、可動部３に形成されている複数の孔５の配置が千鳥状以外の配置であってもよい。例えば、一変形例に係る支持構造１０Ｃでは、図８Ａに示すように、可動部３に形成されている複数の孔５は、一表面３２上においてマトリクス状に配置されている。つまり、図８Ａに示す支持構造１０Ｃでは、第２孔群Ｇ２、第３孔群Ｇ３、第４孔群Ｇ４、第５孔群Ｇ５…に含まれる２以上の孔５は、第１孔群Ｇ１に含まれる２以上の孔５の位置とＹ軸方向において同じ位置にある。他の変形例に係る支持構造１０Ｄでは、図８Ｂに示すように、可動部３に形成されている複数の孔５は、第１孔群Ｇ１を除き、一表面３２上においてマトリクス状に配置されている。つまり、図８Ｂに示す支持構造１０Ｄでは、第３孔群Ｇ３、第４孔群Ｇ４、第５孔群Ｇ５…に含まれる２以上の孔５は、第２孔群Ｇ２に含まれる２以上の孔５の位置とＹ軸方向において同じ位置にある。一方で、支持構造１０Ｄでは、第２孔群Ｇ２に含まれる２以上の孔５は、第１孔群Ｇ１に含まれる２以上の孔５の位置からＹ軸方向にずれた位置にある。
【０１０１】
また、別の変形例として、図９Ａ、図９Ｂ及び図９Ｃに示すように、可動部３に形成されている複数の孔５のうちの第１孔群Ｇ１に含まれる２以上の孔５の配列が、実施形態１と異なっていてもよい。
【０１０２】
例えば、一変形例に係る支持構造１０Ｅでは、図９Ａに示すように、第１孔群Ｇ１に含まれる２以上の孔５のうち、一対の根元孔５１，５２以外の孔５が、一対の根元孔５１，５２に比べて結合端面３１の近くに配置されている。つまり、図９Ａに示す支持構造１０Ｅでは、第１孔群Ｇ１に含まれる２以上の孔５が全て一直線上に並ぶのではなく、一対の根元孔５１，５２のみが結合端面３１とは反対側にずれて配置されている。
【０１０３】
他の変形例に係る支持構造１０Ｆでは、図９Ｂに示すように、第１孔群Ｇ１に含まれる２以上の孔５は、中心線Ｌ１に対して非対称に配置されている。図９Ｂに示す支持構造１０Ｆでは、第１孔群Ｇ１に含まれる２以上の孔５の全体が、中心線Ｌ１から見て根元孔５２側にずれて配置されている。そのため、根元孔５１と中心線Ｌ１との間隔Ｄ３１は、根元孔５２と中心線Ｌ１との間隔Ｄ３２よりも小さくなる。
【０１０４】
さらに他の変形例に係る支持構造１０Ｇでは、図９Ｃに示すように、第１孔群Ｇ１に含まれる２以上の孔５は、中心線Ｌ１に対して非対称に配置されている。図９Ｃに示す支持構造１０Ｇでは、第１孔群Ｇ１に含まれる２以上の孔５の全体が、中心線Ｌ１から見て根元孔５１側にずれて配置されている。そのため、根元孔５１と中心線Ｌ１との間隔Ｄ３１は、根元孔５２と中心線Ｌ１との間隔Ｄ３２よりも大きくなる。
【０１０５】
また、孔群Ｇ１（第１孔群）に含まれる２以上の孔５は結合端面３１に沿って等間隔に並んでいなくてもよい。すなわち、孔群Ｇ１を構成する２以上の孔５のうち、互いに隣接する一対の孔５のＹ軸方向の間隔は、孔群Ｇ１を構成する全ての孔５にて同一でなくてもい。
【０１０６】
また、実施形態１で示した構成の物理量センサ１を２つ用いることで、センサシステムが実現されてもよい。この場合、センサシステムは、２つの物理量センサ１の可動部３同士を、アーム等で連結することにより、一方の物理量センサ１の可動部３と、他方の物理量センサ１の可動部３との間で、相互に振動が伝達するように構成されることが好ましい。これにより、２つの物理量センサ１に対して逆相の駆動信号を与えれば、２つの物理量センサ１の可動部３にて逆相の振動を発生させることができる。または、２つの物理量センサ１に対して同相の駆動信号を与えれば、２つの物理量センサ１の可動部３にて同相の振動を発生させることができる。
【０１０７】
また、実施形態１における物理量センサ１では、外梁部９は、固定部８と支持部２とを連結することにより、固定部８に対して支持部２を支持している。そのため、外梁部９が撓む（弾性変形する）ことにより、支持部２は固定部８に対して移動可能である。そうすると、固定部８、支持部２及び外梁部９は、支持部２、可動部３及び梁部４からなる（第１の）支持構造１０と同様に、物理量センサ１における（第２の）可動部支持構造を構成することになる。すなわち、物理量センサ１は、（第１の）支持構造１０とは別に、固定部８、支持部２及び外梁部９からなる（第２の）可動部支持構造を更に備えている。（第２の）可動部支持構造を構成する固定部８、支持部２及び外梁部９は、それぞれ「支持部」、「可動部」及び「梁部」に相当する。したがって、実施形態１において、可動部３について説明した孔５の配置等の構成は、（第２の）可動部支持構造において「可動部」に相当する支持部２についても適用可能である。
【０１０８】
要するに、物理量センサ１の「可動部支持構造」においては、「梁部」（梁部４又は外梁部９）にて「支持部」（支持部２又は固定部８）と連結された「可動部」（可動部３又は支持部２）に複数の孔５が形成されていればよい。ここで、「可動部支持構造」においては、梁部４（又は外梁部９）が撓むことにより、可動部３（又は支持部２）は、支持部２（又は固定部８）に対して移動可能である。ただし、「可動部支持構造」における支持部は、移動可能であっても固定されていてもよい。つまり、支持部は、支持部２のように（固定部８に対して）移動可能であってもよいし、固定部８のように固定されていてもよい。
【０１０９】
また、「梁部」としての梁部４及び外梁部９の各々は、直線状に限らず、クランク状、Ｕ字状、Ｃ字状、Ｕ字状、Ｊ字状、Ｌ字状、Ｍ字状、Ｎ字状等、少なくとも一部に屈曲部又は湾曲部を含んでいてもよい。この場合において、中心線Ｌ１は、梁部（梁部４又は外梁部９）のうち結合端面３１につながる端部における幅方向の中心を通る直線である。
【０１１０】
また、実施形態１では、物理量センサ１はＺ軸周りの角速度を検知しているが、この構成に限らず、物理量センサ１は、例えば、Ｘ軸又はＹ軸周りの角速度を検知してもよい。さらに、物理量センサ１は、１軸についての角速度に限らず、２軸以上の角速度を検知する構成であってもよい。例えば、物理量センサ１は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３軸について、各軸周りの角速度を検知する３軸角速度センサであってもよい。
【０１１１】
また、物理量センサ１は、角速度以外の物理量を検知する構成であってもよい。例えば、物理量センサ１は、加速度、角加速度、速度、圧力及び重量等の物理量を検知する構成であってもよい。さらに、物理量センサ１は、１つの物理量に限らず、複数の物理量を検知する構成であってもよい。例えば、物理量センサ１は、角速度と加速度とを検知してもよい。
【０１１２】
また、物理量センサ１は、ＭＥＭＳ技術を用いた素子に限らず、他の素子であってもよい。
【０１１３】
（実施形態２）
本実施形態に係る物理量センサ１の支持構造１０Ｈは、図１０Ａに示すように、一対の根元孔５１，５２が他の孔５よりも小さい点で、実施形態１に係る物理量センサ１の支持構造１０と相違する。以下、実施形態１と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。
【０１１４】
すなわち、本実施形態では、一対の根元孔５１，５２の各々の開口面積は、孔群Ｇ１（第１孔群）のうちの一対の根元孔５１，５２以外の各孔５の開口面積に比べて小さい。本実施形態では一例として、各根元孔５１，５２の開口面は、根元孔５１，５２以外の孔５の開口面に比べて、一回り小さい正方形状である。
【０１１５】
図１０Ａの例では、孔群Ｇ１（第１孔群）に含まれる２以上の孔５は全て、平面視において（Ｚ軸の一方から見て）、結合端面３１とは反対側の端縁が一直線上に並ぶように配置されている。そのため、一対の根元孔５１，５２と結合端面３１との間隔は、孔群Ｇ１（第１孔群）における根元孔５１，５２以外の各孔５と結合端面３１との間隔よりも大きい。言い換えれば、一対の根元孔５１，５２は、孔群Ｇ１（第１孔群）における根元孔５１，５２以外の各孔５に比べて、結合端面３１の遠くに配置されている。これにより、根元領域Ｒ１（図１Ｂ）を比較的大きく確保でき、可動部３における梁部４との結合部周辺の剛性の向上を図ることが可能である。
【０１１６】
また、一対の根元孔５１，５２の配置は、図１０Ａの例に限らず、例えば、図１０Ｂ及び図１０Ｃに示すように、適宜変更可能である。
【０１１７】
実施形態２の一変形例に係る支持構造１０Ｉは、図１０Ｂに示すように、孔群Ｇ１（第１孔群）に含まれる２以上の孔５が全て、平面視において（Ｚ軸の一方から見て）、結合端面３１側の端縁が一直線上に並ぶように配置されている。そのため、図１０Ｂの例では、一対の根元孔５１，５２と結合端面３１との間隔は、孔群Ｇ１（第１孔群）における根元孔５１，５２以外の各孔５と結合端面３１との間隔よりも小さい。言い換えれば、一対の根元孔５１，５２は、孔群Ｇ１（第１孔群）における根元孔５１，５２以外の各孔５に比べて、結合端面３１の近くに配置されている。
【０１１８】
また、他の変形例に係る支持構造１０Ｊは、図１０Ｃに示すように、孔群Ｇ１（第１孔群）に含まれる２以上の孔５が全て、平面視において（Ｚ軸の一方から見て）、結合端面３１側の端縁が一直線上に並ぶように配置されている。さらに、一対の根元孔５１，５２から見て結合端面３１とは反対側には、一対の根元孔５１，５２と同等の形状の一対の孔５が形成されている。
【０１１９】
実施形態２で説明した構成（変形例を含む）は、実施形態１で説明した種々の構成（変形例を含む）と適宜組み合わせて採用可能である。
【０１２０】
（まとめ）
以上説明したように、第１の態様に係る物理量センサ（１）の可動部支持構造（１０，１０Ａ〜１０Ｊ）は、支持部（２）と、可動部（３）と、梁部（４）と、を備える。可動部（３）は、複数の孔（５）を有する。梁部（４）は、支持部（２）と可動部（３）とを連結することにより、支持部（２）に対して可動部（３）を支持する。複数の孔（５）は、孔群（Ｇ１）を含む。孔群（Ｇ１）は、可動部（３）において梁部（４）につながる結合端面（３１）に沿って配置される２以上の孔（５）からなる。孔群（Ｇ１）を構成する２以上の孔（５）のうち、梁部（４）に最も近い２つの孔（５）からなる一対の根元孔（５１，５２）は、中心線（Ｌ１）を挟むように配置されている。中心線（Ｌ１）は、結合端面（３１）と交差しかつ梁部（４）の幅方向の中心を通る線である。
【０１２１】
この態様によれば、孔群（Ｇ１）のうち梁部（４）に最も近い一対の根元孔（５１，５２）は、梁部（４）の幅方向の中心を通る中心線（Ｌ１）を挟むように配置されている。したがって、一対の根元孔（５１，５２）のいずれかが中心線（Ｌ１）上に位置する場合に比べて、可動部（３）の結合端面（３１）における中心線（Ｌ１）との交点（Ｐ１）から、一対の根元孔（５１，５２）までの距離を確保しやすくなる。その結果、たとえ、製造ばらつき等により孔（５）の位置がばらついたとしても、可動部（３）に形成される孔（５）の位置のばらつきが物理量センサ（１）の特性に影響しにくくなる、という利点がある。
【０１２２】
第２の態様に係る物理量センサ（１）の可動部支持構造（１０，１０Ａ〜１０Ｊ）では、第１の態様において、複数の孔（５）は、第２孔群（Ｇ２）を更に含む。第２孔群（Ｇ２）は、可動部（３）における孔群（Ｇ１）である第１孔群（Ｇ１）から見て結合端面（３１）とは反対側に、結合端面（３１）に沿って配置される２以上の孔（５）からなる。一対の根元孔（５１，５２）は、第２孔群（Ｇ２）とは配列を異にする。
【０１２３】
この態様によれば、一対の根元孔（５１，５２）の配列によって可動部（３）における梁部（４）との結合部周辺の剛性の向上を図りながらも、一対の根元孔（５１，５２）とは異なる第２孔群（Ｇ２）の配列により、物理量センサ（１）の生産性が低下しにくい。
【０１２４】
第３の態様に係る物理量センサ（１）の可動部支持構造（１０，１０Ａ〜１０Ｊ）では、第１又は２の態様において、一対の根元孔（５１，５２）は、梁部（４）の全幅の外側に配置されている。
【０１２５】
この態様によれば、可動部（３）における梁部（４）との結合部周辺の剛性の向上を図りやすい。
【０１２６】
第４の態様に係る物理量センサ（１）の可動部支持構造（１０，１０Ａ〜１０Ｊ）では、第１〜３のいずれかの態様において、一対の根元孔（５１，５２）は、中心線（Ｌ１）に対して対称に配置されている。
【０１２７】
この態様によれば、可動部（３）における梁部（４）との結合部周辺の剛性の向上を図りやすい。
【０１２８】
第５の態様に係る物理量センサ（１）の可動部支持構造（１０，１０Ａ〜１０Ｊ）では、第１〜４のいずれかの態様において、一対の根元孔（５１，５２）の間隔（Ｄ３）は、梁部（４）の幅（Ｄ１）よりも大きい。
【０１２９】
この態様によれば、可動部（３）における梁部（４）との結合部周辺の剛性の向上を図りやすい。
【０１３０】
第６の態様に係る物理量センサ（１）の可動部支持構造（１０，１０Ａ〜１０Ｊ）では、第１〜５のいずれかの態様において、中点（Ｐ２）から、中点（交点Ｐ１）までの距離（Ｄ２）は、梁部（４）の幅（Ｄ１）よりも大きい。中点（Ｐ２）は、一対の根元孔（５１，５２）の各々の開口面における結合端面（３１）と対向する辺の中点である。中点（交点Ｐ１）は、梁部（４）と可動部（３）との境界線の中点である。
【０１３１】
この態様によれば、可動部（３）における梁部（４）との結合部周辺の剛性の向上を図りやすい。
【０１３２】
第７の態様に係る物理量センサ（１）の可動部支持構造（１０，１０Ａ〜１０Ｊ）では、第１〜６のいずれかの態様において、一対の根元孔（５１，５２）と結合端面（３１）との間隔（Ｄ４）は、梁部（４）の幅（Ｄ１）よりも大きい。
【０１３３】
この態様によれば、可動部（３）における梁部（４）との結合部周辺の剛性の向上を図りやすい。
【０１３４】
第８の態様に係る物理量センサ（１）の可動部支持構造（１０，１０Ａ〜１０Ｊ）では、第１〜７のいずれかの態様において、一対の根元孔（５１，５２）の各々の開口面積は、孔群（Ｇ１）のうちの一対の根元孔（５１，５２）以外の各孔（５）の開口面積に比べて小さい。
【０１３５】
この態様によれば、可動部（３）における梁部（４）との結合部周辺の剛性の向上を図りやすい。
【０１３６】
第９の態様に係る物理量センサ（１）の可動部支持構造（１０，１０Ａ〜１０Ｊ）では、第１〜８のいずれかの態様において、孔群（Ｇ１）に含まれる２以上の孔（５）は結合端面（３１）に沿って等間隔に並んでいる。
【０１３７】
この態様によれば、可動部（３）における梁部（４）との結合部周辺の剛性の向上を図りやすい。
【０１３８】
第１０の態様に係る物理量センサ（１）の可動部支持構造（１０，１０Ａ〜１０Ｊ）では、第１〜９のいずれかの態様において、梁部（４）の幅（Ｄ１）は、２μｍ以上２０μｍ以下である。一対の根元孔（５１，５２）の各々の開口面における結合端面（３１）と対向する辺の中点（Ｐ２）から、梁部（４）と可動部（３）との境界線の中点（交点Ｐ１）までの距離（Ｄ２）は、１１μｍ以上３４μｍ以下である。
【０１３９】
この態様によれば、可動部（３）における梁部（４）との結合部周辺の剛性の向上を図りやすい。
【０１４０】
第１１の態様に係る物理量センサ（１）の可動部支持構造（１０，１０Ａ〜１０Ｊ）では、第１〜１０のいずれかの態様において、可動部（３）の厚みは、２０μｍ以上２００μｍ以下である。
【０１４１】
この態様によれば、可動部（３）における梁部（４）との結合部周辺の剛性の向上を図りやすい。
【０１４２】
第１２の態様に係る物理量センサ（１）は、第１〜１１のいずれかの態様に係る物理量センサ（１）の可動部支持構造（１０，１０Ａ〜１０Ｊ）と、可動部（３）の挙動に関連する電気信号を出力する検知部（６）と、を備える。
【０１４３】
この態様によれば、孔群（Ｇ１）のうち梁部（４）に最も近い一対の根元孔（５１，５２）は、梁部（４）の幅方向の中心を通る中心線（Ｌ１）を挟むように配置されている。したがって、一対の根元孔（５１，５２）のいずれかが中心線（Ｌ１）上に位置する場合に比べて、可動部（３）の結合端面（３１）における中心線（Ｌ１）との交点（Ｐ１）から、一対の根元孔（５１，５２）までの距離を確保しやすくなる。その結果、たとえ、製造ばらつき等により孔（５）の位置がばらついたとしても、可動部（３）に形成される孔（５）の位置のばらつきが物理量センサ（１）の特性に影響しにくくなる、という利点がある。
【０１４４】
第２〜１１の態様に係る構成については、物理量センサ（１）の可動部支持構造（１０，１０Ａ〜１０Ｊ）に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。
【符号の説明】
【０１４５】
１  物理量センサ
１０，１０Ａ〜１０Ｊ  可動部支持構造
２  支持部
３  可動部
４  梁部
５  孔
６  検知部
３１  結合端面
５１，５２  根元孔
Ｄ１  幅
Ｄ２  距離
Ｄ３  間隔
Ｄ４  間隔
Ｇ１  孔群（第１孔群）
Ｇ２  第２孔群
Ｌ１  中心線
Ｐ１  交点（中点）
Ｐ２  中点
【図１】
2020106501.tif 000003
【図２】
2020106501.tif 000004
【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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