(57)【要約】【課題】衝撃で破損しにくい物理量検出デバイスを実現する。【解決手段】物理量検出デバイス１は、パッケージ２０と、パッケージ２０の内外を貫通するリードフレーム６１，６２と、パッケージ２０の内部に配設された物理量検出器４と、を備え、パッケージ２０の内側に片持ち梁状に延設された前記リードフレーム６１，６２の自由端部６１ｂ，６２ｂに、物理量検出器４が接続固定されている。このことによって、パッケージに衝撃等の力が加えられたときに、衝撃をリードフレーム６１，６２で緩和することができる。【選択図】図１
2014010045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージと、
前記パッケージの内外を貫通するリードフレームと、
前記パッケージの内部に配設された物理量検出器と、を備え、
前記パッケージの内側に向かって片持ち梁状に延設された前記リードフレームの自由端部に、前記物理量検出器が接続固定されていること、
を特徴とする物理量検出デバイス。
【請求項２】
前記物理量検出器が、
基部と、前記基部に継ぎ手部を介して延在され、物理量の変化に応じて変位する可動部と、を有するカンチレバーと、
前記基部と前記可動部とに掛け渡され、前記可動部の変位に応じて物理量を検出する物理量検出素子と、を有し、
前記自由端部は、前記基部に接続固定されていること、
を特徴とする請求項１に記載の物理量検出デバイス。
【請求項３】
前記自由端部が、厚さ方向に折り曲げられた固定端部を有し、
前記基部が、前記固定端部を挿入する貫通孔を有し、
前記固定端部が前記貫通孔に挿着されていること、
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の物理量検出デバイス。
【請求項４】
前記自由端部は、前記固定端部と、前記物理量検出器の厚さ方向の位置を規制する支持部と、を有していること、
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の物理量検出デバイス。
【請求項５】
前記カンチレバーは、前記可動部を囲む枠部を有し、
前記パッケージの内側底面には、平面視して前記枠部の形成領域に前記物理量検出器の厚さ方向の位置を規制する突起部が設けられていること、
を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の物理量検出デバイス。
【請求項６】
前記リードフレームの前記パッケージの外側に延設された外部接続端子部と、前記パッケージの外側底面に設けられる固定端子部と、が、ほぼ同じ高さ位置にあること、
を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の物理量検出デバイス。
【請求項７】
前記外部接続端子部と、前記固定端子部とは、前記パッケージを挟む両端側に配置されていること、
を特徴とする請求項６に記載の物理量検出デバイス。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の物理量検出デバイスを備えていること、
を特徴とする電子機器。
【請求項９】
請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の物理量検出デバイスを備えていること、
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、物理量検出デバイス、電子機器、移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
加速度、角速度、物体の姿勢等の物理量を検出するデバイスでは、物理量検出器の支持位置や支持姿勢を均一化して検出感度を高めることが要求される。そこで、物理量検出素子の基部をリードフレームに固定し、物理量検出素子とリードフレームとの固定部をモールド樹脂で固めてパッケージの一部とする物理量検出デバイスが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、物理量検出素子の基部をパッケージに固定し、基部とは反対側の端部を自由端とした物理量検出デバイスが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１０７２６４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１８１２１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した特許文献１や特許文献２に記載の物理量検出デバイスでは、物理量検出素子の端部をパッケージの一部に固定する構造を用いている。つまり、物理量検出素子は、パッケージに対しては剛体に近い支持部に片持ち梁状に固定されている。このように、物理量検出素子を剛体に近い支持部で固定した場合、パッケージに強い衝撃力が加えられたときに、直接、衝撃が物理量検出素子に伝達されることから、物理量検出素子が破損してしまうことが考えられる。
【０００６】
また、特許文献１及び特許文献２に記載の物理量検出デバイスを電子機器に用いる場合、物理量検出デバイスのパッケージに設けられた接続端子を電子機器の回路基板に固定して用いられる。一般にパッケージと回路基板とは線膨張率が異なるため、ヒートショック等によって、収縮と膨張を繰り返すことによって、パッケージと回路基板との接合部にクラックや破損が発生することが考えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【０００８】
［適用例１］本適用例に係る物理量検出デバイスは、パッケージと、前記パッケージの内外を貫通するリードフレームと、前記パッケージの内部に配設された物理量検出器と、を備え、前記パッケージの内側に向かって片持ち梁状に延設された前記リードフレームの自由端部に、前記物理量検出器が接続固定されていること、を特徴とする。
【０００９】
本適用例による物理量検出デバイスは、片持ち梁状に延設されたリードフレームの自由端に物理量検出器を接続固定していることから、外部から衝撃力が加えられたときに、リードフレームの自由端部で衝撃力を吸収または緩和することで、衝撃力によって物理量検出器が破損することを防止できる。
【００１０】
［適用例２］上記適用例に係る物理量検出デバイスにおいて、前記物理量検出器が、基部と、前記基部に継ぎ手部を介して延在され、物理量の変化に応じて変位する可動部と、を有するカンチレバーと、前記基部と前記可動部とに掛け渡され、前記可動部の変位に応じて物理量を検出する物理量検出素子と、を有し、前記リードフレームの自由端部は、前記カンチレバーの基部に接続固定されていること、が好ましい。
【００１１】
カンチレバーの基部は、ある適度の剛性を有している。例えば、物理量検出素子に設けられる引出し電極は、カンチレバーの基部に設けられる接続電極にワイヤーボンド等で接続される。そこで、リードフレームの自由端部をカンチレバーの基部に固定すれば、引き出し電極と接続電極との接続品質を確保しながら耐衝撃性を向上させることができる。
【００１２】
［適用例３］上記適用例に係る物理量検出デバイスにおいて、前記自由端部が、厚さ方向に折り曲げられた固定端部を有し、前記基部が、前記固定端部を挿入する貫通孔を有し、前記固定部が前記貫通孔に挿着されていること、が好ましい。
ここで、カンチレバーとリードフレームとの固定手段としては、例えば、ハンダまたは導電性接着剤を用いることができる。
【００１３】
このようにすれば、カンチレバーの貫通孔にリードフレームの固定端部を挿入し固定することから、カンチレバーの平面方向の位置決めができると共に、折り曲げられた固定端部と上記接続電極とに加えて、貫通孔内でもハンダや導電性接着剤等が入り込むことで、狭い固定領域でも十分な固定強度が得られるという効果がある。
【００１４】
［適用例４］上記適用例に係る物理量検出デバイスにおいて、前記自由端部は、前記固定端部と、前記物理量検出器の厚さ方向の位置を規制する支持部と、を有していること、が好ましい。
【００１５】
前述したように、物理量検出器の平面方向の位置決めは、リードフレームの折り曲げられた固定端部をカンチレバーの貫通孔に挿入することで行える。一方、厚さ方向の位置規制は、カンチレバーの下面を受けるように、リードフレームの固定端部から平面方向に突設される支持部によって行うことができる。
【００１６】
［適用例５］上記適用例に係る物理量検出デバイスにおいて、前記カンチレバーは、前記可動部を囲む枠部を有し、前記パッケージの内側底面には、平面視して前記枠部の形成領域に前記物理量検出器の厚さ方向の位置を規制する突起部が設けられていること、が好ましい。
【００１７】
このように、パッケージの内側底面に突起部を設けることによって、物理量検出器の厚さ方向の位置を規制することができる。また、物理量検出器とリードフレームとを接合するときに、物理量検出器の支持台とすることができる。
【００１８】
［適用例６］上記適用例に係る物理量検出デバイスにおいて、前記リードフレームの前記パッケージの外側に延設された外部接続端子部と、前記パッケージの外側底面に設けられる固定端子部と、が、ほぼ同じ高さ位置にあること、が好ましい。
【００１９】
このようにすれば、物理量検出デバイスを、例えば電子機器の回路基板に接続固定する場合に、回路基板に対して物理量検出デバイスが傾かないように接続固定することができる。
【００２０】
［適用例７］上記適用例に係る物理量検出デバイスにおいて、前記外部接続端子部と、前記固定端子部とは、前記パッケージを挟む両端側に配置されていること、が好ましい。
【００２１】
物理量検出デバイスを、例えば電子機器の回路基板に固定して用いる場合において、パッケージと上記回路基板とは線膨張率が異なることから、ヒートショック等による収縮、膨張の繰り返しによって、パッケージと回路基板との接合部にクラックの発生や、破損することが考えられる。本適用例では、一方がリードフレームによって固定されていることから、収縮、膨張をリードフレームで吸収することで接合部のクラックや破損を防止できる。
【００２２】
［適用例８］本適用例に係る電子機器は、上記適用例のいずれかに記載の物理量検出デバイスを備えていることを特徴とする。
【００２３】
本適用例によれば、上記適用例のいずれかに記載の物理量検出デバイスを用いることによって、上記適用例に記載の効果を奏する電子機器を提供することができる。
【００２４】
［適用例９］本適用例に係る移動体は、上記適用例のいずれかに記載の物理量検出デバイスを備えていることを特徴とする。
【００２５】
上述した物理量検出デバイスは、移動体の姿勢を検出することができる。従って、衝撃力による破損を抑え、また、ヒートショック等による回路基板との接合部のクラックや破損がない信頼性のある姿勢制御が可能な移動体を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施形態１に係る物理量検出デバイスを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ切断面を示す断面図。
【図２】図１（ａ）のＢ−Ｂ切断面を示す断面図。
【図３】実施形態２の第１実施例を示し、（ａ）は部分断面図、（ｂ）は（ａ）を矢印Ｃ方向から視認したリードフレームの正面図。
【図４】実施形態２の第２実施例を示し、（ａ）は部分断面図、（ｂ）は（ａ）を矢印Ｄ方向（上方）から視認したリードフレームの平面図。
【図５】傾斜計を例示する模式斜視図。
【図６】スマートフォンを概略的に示す斜視図。
【図７】デジタルスチルカメラを概略的に示す斜視図。
【図８】移動体としての自動車を概略的に示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
なお、以下の説明で参照する図は、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材ないし部分の縦横の縮尺は実際のものとは異なる模式図である。
（実施形態１）
【００２８】
図１は、実施形態１に係る物理量検出デバイス１を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ切断面を示す断面図である。なお、図１（ａ）はリッド（蓋部材）及び配線の図示を省略している。図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、物理量検出デバイス１は、パッケージ２０と、パッケージ２０の内外を貫通する２本のリードフレーム６１，６２と、パッケージ２０の内部に配設された物理量検出器４と、を備えており、パッケージ２０の内側に片持ち梁状に延設されたリードフレーム６１，６２の自由端部に、物理量検出器４が接続固定されている。
【００２９】
パッケージ２０は、容器状のパッケージベース２１と、パッケージベース２１の周縁部においてパッケージ２０の内部空間を気密封止するリッド２２とから構成されている。パッケージベース２１には、セラミックグリーンシートを積層し焼成した酸化アルミニウム焼結体、水晶、ガラス、シリコン等が用いられる。
【００３０】
セラミックグリーンシートを積層、焼成してパッケージベース２１を形成する際、リードフレーム６１，６２を適切な位置に配設し、パッケージベース２１とリードフレーム６１，６２との間も気密状態とする。従って、リードフレーム６１，６２は、例えば、コバールのようなパッケージベース２１の焼成温度に耐え、線膨張率がほぼ同じ材質を選択することが望ましい。
【００３１】
リッド２２には、パッケージベース２１と同材料、または、コバール、４２アロイ、ステンレス鋼などの金属が用いられる。パッケージベース２１とリッド２２との固定には、シームリング、低融点ガラス、接着剤などの接合部材を用いて固定することが可能で、陽極接合を用いることも可能である。
【００３２】
物理量検出器４は、カンチレバー９と物理量検出素子１３とから構成されている。
さらに具体的には、物理量検出器４は、基部１０と、基部１０に継ぎ手部１１を介して延在され、物理量の変化に応じて変位する可動部１２と、基部１０に連続し可動部１２の周囲に沿って延在される枠部１４とを有するカンチレバー９と、基部１０と可動部１２とに掛け渡され、可動部１２の変位に応じた物理量を検出する物理量検出素子１３と、を備えている。
【００３３】
可動部１２の主面１２ａには、物理量検出素子１３と重ならない位置に配置される質量部１５を備え、主面１２ａに対向する主面１２ｂにも、主面１２ａ側に配置された質量部１５と対称位置に質量部１５が配置されている。さらに、質量部１５と、可動部１２の主面１２ａ、主面１２ｂそれぞれの間には所定の厚みを有するスペーサー５０が介在され、接合されている。
【００３４】
カンチレバー９は、例えば、水晶の原石などから所定の角度で切り出された水晶基板を用いて平板状に形成されている。基部１０、継ぎ手部１１、可動部１２、枠部１４の外形形状は、フォトリソグラフィー、エッチングなどの技術を用いて精度よく形成されている。可動部１２と枠部１４との間には、両者を分割するスリット状の孔が設けられている。
なお、カンチレバー９の材料は、水晶に限定するものではなく、ガラス、またはシリコンなどの半導体材料であってもよい。
【００３５】
継ぎ手部１１は、主面１２ａ，１２ｂ側からのハーフエッチングによって、基部１０と可動部１２とを区切るように、Ｘ方向に伸びる溝によって形成されている。継ぎ手部１１のＹ方向の断面形状（図１（ｂ）、参照）は略Ｈ字状を有している。
この継ぎ手部１１により、可動部１２は、主面１２ａ（１２ｂ）と交差する方向（Ｚ方向）に加わる物理量に応じて、継ぎ手部１１を支点（回転軸）にして主面１２ａと交差する方向（Ｚ方向）に変位する。
【００３６】
質量部１５には、例えば、Ｃｕ、Ａｕなどの金属に代表されるカンチレバー９の材質よりも比重の大きい材料が用いられている。本実施形態では、質量部１５はカンチレバー９の平面サイズ内において、質量を極力大きくするために、可動部１２の継ぎ手部１１側とは反対側の自由端側から、物理量検出素子１３と重ならない範囲で継ぎ手部１１の近くまで延在され、平面視において、略Ｕ字形状を有している。
【００３７】
物理量検出器４は、図１（ａ）に示すように、質量部１５と枠部１４とが重なる領域では、図１（ｂ）に示すように、質量部１５と枠部１４との間に隙間が設けられている。このようにすることによって、可動部１２のＺ方向への変位量が所定の変位量よりも多くなる場合において、枠部１４に質量部１５が当たることで、過大な変位を抑えることができる。
【００３８】
物理量検出素子１３は、図１（ａ）に示すように、基部１０と可動部１２とを結ぶ方向（Ｙ方向）に延在され、Ｘ方向に屈曲振動をする振動梁部１３ａ，１３ｂと、振動梁部１３ａ，１３ｂの両端部に形成された一対の接続基部１３ｄ，１３ｅと、を備えている。物理量検出素子１３は、２本の振動梁部１３ａ，１３ｂと一対の接続基部１３ｄ，１３ｅとで二組の音叉を構成することから、双音叉素子（双音叉型振動片）とも呼ばれている。
物理量検出素子１３は、例えば、水晶の原石などから所定の角度で切り出された水晶基板を用いて、フォトリソグラフィー、エッチングなどの技術を用いて精度よく形成されている。
【００３９】
なお、物理量検出素子１３の材質は、水晶に限定されるものではなく、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの圧電材料、または酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの圧電体を皮膜として備えたシリコンなどの半導体材料であってもよい。ただし、物理量検出素子１３は、カンチレバー９との線膨張率の差を小さくすることを考慮すればカンチレバー９と同質にすることが望ましい。
【００４０】
物理量検出素子１３は、一方の接続基部１３ｄが可動部１２の主面１２ａ側に、例えば、低融点ガラス、共晶接合可能なＡｕ／Ｓｎ合金被膜などの接合部材１７を介して固定され、他方の接続基部１３ｅが基部１０の主面１０ａ側に接合部材１７を介して固定されている。
なお、図１（ｂ）に示すように、物理量検出素子１３と、基部１０の主面１０ａ及び可動部１２の主面１２ａとの間には、可動部１２の変位時に物理量検出素子１３と基部１０及び可動部１２とが互いに接触しないように、適切な隙間が設けられている。
【００４１】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、物理量検出素子１３は、振動梁部１３ａ，１３ｂの図示しない励振電極（検出電極を兼ねる）から接続基部１３ｅに形成された引き出し電極１３ｆ，１３ｇが、Ａｕ、Ａｌなどの金属ワイヤー１８によって、基部１０の主面１０ａに設けられた接続電極１０ｂ，１０ｃと接続されている。詳述すると、引き出し電極１３ｆは接続電極１０ｂと接続され、引き出し電極１３ｇは接続電極１０ｃと接続されている。
なお、励振電極、引き出し電極１３ｆ，１３ｇ、接続電極１０ｂ，１０ｃは、Ｃｒを下地層とし、その上にＡｕが積層された構成となっている。
【００４２】
基部１０の接続電極１０ｂ，１０ｃそれぞれの形成領域には、基部１０を厚さ方向に貫通する貫通孔９ａ，９ｂが開口されている。貫通孔９ａ，９ｂに前述したリードフレーム６１，６２の自由端部の先端が挿入され、固定されている。
【００４３】
なお、図１（ａ）に示すように、パッケージベース２１の内側の４隅に、内側底面２３ａから突設された段部２４が形成されており、段部２４それぞれの上面には突起部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄが突設されている。突起部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄは、図１（ａ）に示すように、平面視して枠部１４の形成領域に設けられており、これら突起部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄは、通常時において、カンチレバー９の裏面に当接している。従って、突起部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄは、物理量検出器４の−Ｚ方向の位置を規制する機能を有する。
【００４４】
物理量検出デバイス１は、リッド２２の接合後、パッケージ２０の内部が減圧された状態（真空度の高い状態）で、パッケージベース２１の封止部２９に開口された貫通孔２９ａにＡｕ／Ｇｅ合金、ハンダなどからなる封止材２９ｂを投入し、加熱溶融後、固化されることにより、パッケージ２０の内部が気密に封止される。
なお、パッケージ２０の内部は、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスが充填されていてもよい。
【００４５】
続いて、リードフレーム６１，６２の形態と物理量検出器４の固定構造について図２を参照して説明する。
図２は、図１（ａ）のＢ−Ｂ切断面を示す断面図である。なお、リードフレーム６１，６２の形状及び固定構造は同じであるため、リードフレーム６２を例示して説明する。リードフレーム６２は、パッケージベース２１を内外に貫通する固定リード部６２ａと、固定リード部６２ａからパッケージ２０の内側に延設される自由端部６２ｂと、自由端部６２ｂの先端で厚さ方向に折り曲げられ、カンチレバー９の貫通孔９ｂに挿入される固定端部６２ｃと、を有する。
【００４６】
一方、パッケージ２０の外側には、固定リード部６２ａから、パッケージベース２１の外側下面２３ｂ方向に向かう折り曲げリード部６２ｄと、折り曲げリード部６２ｄからパッケージベース２１の外側下面２３ｂに平行になるように折り曲げられた外部接続端子部６２ｅとを有する。外部接続端子部６２ｅの下面は、パッケージベース２１の外側下面２３ｂに設けられる固定端子部２７とほぼ同じ高さである。
外部接続端子部６１ｅの下面は、パッケージベース２１の外側下面２３ｂに設けられる固定端子部２７とほぼ同じ高さである。
【００４７】
なお、ここでは図示は省略するが、リードフレーム６１はリードフレーム６２と同じ形状をしていることから、以降、固定リード部６２ａを固定リード部６１ａ、自由端部６２ｂを自由端部６１ｂ、固定端部６２ｃを固定端部６１ｃ、と折り曲げリード部６２ｄを折り曲げリード部６１ｄ、外部接続端子部６２ｅを外部接続端子部６１ｅと表して説明することがある。
【００４８】
続いて、物理量検出器４とリードフレーム６１，６２の固定構造について説明する。図２を参照し、リードフレーム６２を例示して説明する。前述したようにリードフレーム６２は、パッケージベース２１に固着されている。カンチレバー９に設けられている貫通孔９ｂにリードフレーム６２の固定端部６２ｃに挿入しつつ、物理量検出器４を突起部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄに載置する。そして、固定端部６２ｃと貫通孔９ｂの周囲にある接続電極１０ｃとをハンダ、導電性接着剤等の接合部材８０を用いて接続固定する。この際、接合部材８０は、貫通孔９ｂと固定端部６２ｃとの間の隙間に浸透する。このようにして、リードフレーム６２と接続電極１０ｃとの電気的接合と、物理量検出器４とリードフレーム６２との接続固定、つまり物理量検出器４がパッケージベース２１に固定される。
【００４９】
物理量検出器４をパッケージベース２１に固定した後、リッド２２でパッケージベース２１の開口部を封止し、パッケージ２０の内部の気体をパッケージベース２１の底部に開口された貫通孔２９ａから排出し、封止材２９ｂで封止することで、物理量検出デバイス１が気密封止される。
【００５０】
なお、物理量検出デバイス１は、通常、電子機器等の回路基板に取り付けられて使用される。回路基板７０には、所定のパターンで接続電極が形成されている。前述したように、リードフレーム６１，６２は、それぞれ、物理量検出素子１３に設けられる励振電極と接続されている。回路基板７０には、リードフレーム６１，６２に対応する接続電極７１，７２が形成されており、リードフレーム６２は、外部接続端子部６２ｅと接続電極７１とを、リードフレーム６１は、外部接続端子部６１ｅと接続電極７２とを、ハンダまたは導電性接着剤等の接合部材８０を用いて、接続固定されている。
【００５１】
一方、リードフレーム６２とは反対側のパッケージベース２１の外側下面２３ｂに設けられた固定端子部２７と、回路基板７０に設けられた固定端子部（図示は省略）とは、ハンダまたは接着剤等の接合部材を用いて固定される。
このような構成によって、物理量検出デバイス１は、Ｙ方向の両端位置で回路基板７０に固定される。
【００５２】
物理量検出デバイス１は、リードフレーム６１，６２を経由して物理量検出器４の励振電極に印加される駆動信号によって、物理量検出素子１３の振動梁部１３ａ，１３ｂが所定の周波数で発振（共振）する。
そして、物理量検出素子１３は、加わる加速度に応じて変化する物理量検出器４の共振周波数を出力信号として出力する。
【００５３】
以上説明した物理量検出デバイス１は、パッケージ２０と、パッケージ２０の内外を貫通し、内側に片持ち梁状に延設されたリードフレーム６１，６２の自由端部と、パッケージ２０の内部に配設された物理量検出器４とを接続固定することによって、外部から衝撃が加えられたときに、リードフレーム６１，６２の自由端部で衝撃を吸収または緩和することで、衝撃によって物理量検出器４の破損を防止できる。
【００５４】
物理量検出器４は、基部１０と、基部１０に継ぎ手部１１を介して延在され、物理量の変化に応じて変位する可動部１２と、を有するカンチレバー９と、基部１０と可動部１２とに掛け渡され、可動部１２の変位に応じて物理量を検出する物理量検出素子１３と、を有している。また、物理量検出素子１３に設けられた引き出し電極１３ｆ，１３ｇは、カンチレバー９の基部１０に設けられる接続電極１０ｂ，１０ｃにワイヤーボンド等で接続されている。カンチレバー９の基部１０はある適度の剛性を有していることから、リードフレーム６１，６２の自由端部を基部１０に固定すれば、引き出し電極１３ｆ，１３ｇと接続電極１０ｂ，１０ｃとの接続品質を確保しながら耐衝撃性を向上させることができる。
【００５５】
また、リードフレーム６１，６２の固定端部６１ｃ，６２ｃを、カンチレバー９の基部１０に開口された貫通孔９ａ，９ｂに挿入、固定することによって、カンチレバー９（つまり、物理量検出器４）のＹ方向の位置決めができる。さらに、折り曲げられた固定端部６１ｃ，６２ｃと接続電極１０ｂ，１０ｃとの間や、貫通孔９ａ，９ｂ内でもハンダや導電性接着剤等の接合部材８０が入り込むことで、狭い固定領域でも十分な固定強度が得られるという効果がある。
【００５６】
また、カンチレバー９は、可動部１２を囲む枠部１４を有し、パッケージベース２１の内側底面２３ａには、平面視して枠部１４の形成領域に物理量検出器４の厚さ方向の位置を規制する突起部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄを設けることによって、物理量検出器４の厚さ方向の位置を規制することができる。
【００５７】
また、リードフレーム６１，６２のパッケージ２０の外側に延設された外部接続端子部６１ｅ，６２ｅと、パッケージ２０の外側下面２３ｂに設けられる固定端子部２７とが、ほぼ同じ高さ位置に配置されている。このようにすれば、物理量検出デバイス１を電子機器等の回路基板７０に接続固定する場合に、回路基板７０に対して物理量検出デバイス１が傾かないように接続固定することができる。
【００５８】
さらに、リードフレーム６１，６２それぞれの外部接続端子部６１ｅ，６２ｅと、固定端子部２７とは、パッケージ２０を挟む両端側に配置している。パッケージベース２１と回路基板７０とは線膨張率が異なり、ヒートショック等による収縮、膨張の繰り返しによって、パッケージベース２１と回路基板７０との接合部にクラックが発生することが考えられるが、一方をリードフレーム６１，６２によって固定していることから、収縮、膨張をリードフレーム６１，６２で吸収することで接合部のクラックや破損を防止できる。
（実施形態２）
【００５９】
続いて、実施形態２に係る物理量検出デバイスについて説明する。実施形態２は、前述した実施形態１に対してリードフレームと物理量検出器との接合固定部の構造が異なる。よって、実施形態１との相違箇所を中心に、共通部には同じ符号を付して説明する。
図３は、実施形態２の第１実施例を示し、（ａ）は部分断面図、（ｂ）は（ａ）を矢印Ｃ方向から視認したリードフレームの正面図である。なお、リードフレーム６１，６２は形状及び固定構造が同じであるため、リードフレーム６２を例示して説明する。
【００６０】
図３（ａ），（ｂ）に示すように、リードフレーム６２の自由端部６２ｂには、固定端部６２ｃと、物理量検出器４の厚さ方向の位置を規制する支持部６２ｆを有している。支持部６２ｆは、固定端部６２ｃの両側に突設された鍔で構成されている。支持部６２ｆは、カンチレバー９の基部１０の下面に当接される。
なお、固定端部６２ｃとカンチレバー９の接合固定構造は、実施形態１（図２、参照）と同じである。
【００６１】
図４は、実施形態２の第２実施例を示し、（ａ）は部分断面図、（ｂ）は（ａ）を矢印Ｄ方向（上方）から視認したリードフレームの平面図である。なお、リードフレーム６１，６２は、形状及び固定構造が同じであるため、リードフレーム６２を例示して説明する。
図４（ａ），（ｂ）に示すように、リードフレーム６２の自由端部６２ｂには、固定端部６２ｃと、物理量検出器４の厚さ方向の位置を規制する支持部６２ｇを有している。支持部６２ｇは、固定端部６２ｃの延設方向両側に突設された半島状のリードで構成されており、カンチレバー９の下面に沿って延設され、カンチレバー９の基部１０の下面に当接されている。
なお、固定端部６２ｃとカンチレバー９の接続固定構造は、実施形態１（図２、参照）と同じである。
【００６２】
以上説明した第１実施例及び第２実施例では、リードフレーム６２の自由端部６２ｂは、固定端部６２ｃと、物理量検出器４の厚さ方向の位置を規制する支持部６２ｆまたは支持部６２ｇを有している。物理量検出器４の平面方向の位置決めは、リードフレーム６２の折り曲げられた固定端部６２ｃをカンチレバー９の貫通孔９ｂに挿入することで行える。一方、厚さ方向の位置規制は、カンチレバー９の裏面を受けるように、リードフレーム６２の固定端部６２ｃからカンチレバー９の下面に当接する支持部６２ｆまたは支持部６２ｇを設けることによって行うことができる。
なお、第１実施例及び第２実施例の構造では、実施形態１（図１（ａ）、参照）においてパッケージベース２１の内側底面２３ａに設けた突起部２４ｂ，２４ｃは省略してもよい。
（実施形態３）
【００６３】
続いて、前述した物理量検出デバイスを用いた電子機器について、幾つかの例をあげ説明する。
まず、電子機器としての傾斜計について説明する。
図５は、傾斜計５を例示する模式斜視図である。傾斜計５は、実施形態１または実施形態２に記載の物理量検出デバイス１を、傾斜センサーとして備えている。
傾斜計５は、例えば、山の斜面、道路の法面、盛土の擁壁面などの被計測場所に設置される。傾斜計５は、外部からケーブル４０を介して電力が供給され、または電源を内蔵し、図示しない駆動回路によって物理量検出デバイス１（傾斜センサー）に駆動信号が送られている。
傾斜計５は、図示しない物理量検出回路によって、傾斜センサーに加わる重力加速度に応じて変化する共振周波数から、傾斜計５の姿勢の変化（傾斜計５に対する重力加速度が加わる方向の変化）を検出し、それを角度に換算して、例えば、無線などで基地局にデータ転送する。従って、傾斜計５は、被計測場所における異常の早期発見に貢献することができる。
【００６４】
続いて、電子機器としてのスマートフォン、デジタルスチルカメラについて説明する。
図６は、スマートフォン２０１を概略的に示す斜視図である。スマートフォン２０１には、物理量検出デバイスが組み込まれている。スマートフォン２０１に用いる物理量検出デバイスは角速度センサー１００であって、スマートフォン２０１の姿勢を検出するモーションセンシングが実施される。角速度センサー１００の検出信号は、例えばマイクロコンピューターチップ（ＭＰＵ）２０２に供給される。ＭＰＵ２０２は、モーションセンシングに応じて様々な処理を実行することができる。モーションセンシングは、携帯電話機、携帯型ゲーム機、ゲームコントローラー、カーナビゲーションシステム、ポインティングデバイス、ヘッドマウンティングディスプレイ、タブレットパソコン等の電子機器で利用することができる。
【００６５】
図７は、電子機器の他の具体例としてのデジタルスチルカメラ（以下「カメラ」という）２０３を概略的に示す斜視図である。カメラ２０３には、物理量検出デバイスとしての角速度センサー１００が組み込まれている。角速度センサー１００は、カメラ２０３の姿勢を検出することができる。角速度センサー１００の検出信号は、手ぶれ補正装置２０４に供給される。手ぶれ補正装置２０４は、角速度センサー１００の検出信号に応じて例えばレンズセット２０５内の特定のレンズを移動させ、手ぶれ補正を行うことができる。上記手ぶれ補正はデジタルビデオカメラにも利用することができる。
（実施形態４）
【００６６】
続いて、前述した物理量検出デバイスを用いた移動体について説明する。
図８は、移動体の一具体例としての自動車２０６を概略的に示す斜視図である。自動車２０６には、物理量検出デバイスとしての角速度センサー１００が組み込まれている。角速度センサー１００は、車体２０７の姿勢を検出することができる。角速度センサー１００の検出信号は車体姿勢制御装置２０８に供給される。車体姿勢制御装置２０８は、例えば車体２０７の姿勢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２０９のブレーキを制御したりすることができる。物理量検出デバイスとしての角速度センサー１００を用いた姿勢制御は二足歩行ロボットや航空機、ヘリコプター等の各種移動体で利用することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１…物理量検出デバイス、４…物理量検出器、１３…物理量検出素子、１５…質量部、２０…パッケージ、２１…パッケージベース、２２…リッド、６１，６２…リードフレーム、６１ｂ，６２ｂ…リードフレームの自由端部。
【図１】
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【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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