(57)【要約】【課題】本発明は、角速度検出素子からの漏れ振動に起因して生じる加速度センサのノイズを抑制し、小型化とノイズ低減を両立した複合センサを提供することを目的とする。【解決手段】角速度検出素子と、加速度検出素子と、前記角速度検出素子と前記加速度検出素子とを支持する基板と、前記角速度検出素子と前記基板との間を接続する第１の接続部と、前記加速度検出素子と前記基板との間を接続する第２の接続部と、を少なくとも備え、前記第２の接続部の高さは、前記第１の接続部の高さより小さい構成とする。【選択図】図１
2014013207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
角速度検出素子と、
加速度検出素子と、
前記角速度検出素子と前記加速度検出素子とを支持する基板と、
前記角速度検出素子と前記基板との間を接続する第１の接続部と、
前記加速度検出素子と前記基板との間を接続する第２の接続部と、
を少なくとも備え、
前記第２の接続部の高さは、前記第１の接続部の高さより小さい複合センサ。
【請求項２】
前記第１の接続部は導電性ポストを用いて形成され、
前記第２の接続部ははんだを用いて形成される請求項１に記載の複合センサ。
【請求項３】
前記導電性ポストは銅を用いて形成される請求項２に記載の複合センサ。
【請求項４】
前記導電性ポストは金バンプを用いて形成される請求項２に記載の複合センサ。
【請求項５】
前記導電性ポストは凹部を有する請求項４に記載の複合センサ。
【請求項６】
第１の接続部と前記第２の接続部とは導電性ポストで形成される請求項１に記載の複合センサ。
【請求項７】
前記角速度検出素子は振動子を有し、
前記振動子の振動に基づいて角速度を検出する振動型角速度センサである
請求項１に記載の複合センサ。
【請求項８】
前記振動子は圧電体を用いて形成される
請求項７に記載の複合センサ。
【請求項９】
前記加速度検出素子は、静電容量方式または、歪抵抗方式のいずれかの方式を用いて加速度を検出することを特徴とする請求項１に記載の複合センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、航空機、船舶、ロボット、その他の各種電子機器に用いられる複合センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラ、携帯電話、携帯型ゲーム機など角速度センサ、加速度センサ等のセンサを搭載した小型の携帯機器が普及している。これに伴い、小実装面積及び薄型で高精度な小型センサが強く要望されている。特許文献１は、センサを小型にするために、角速度検出素子と加速度検出素子とを一つのパッケージに収納した複合センサを記載している。
【０００３】
図８は、特許文献１に示される従来の複合センサ１の構成を模式的に表した模式図である。図８に示すように従来の複合センサ１は、パッケージ基板２と、パッケージ基板２の内部に実装された角速度検出素子３と、角速度検出用のＩＣ素子４と、加速度検出素子５と、加速度検出用のＩＣ素子６と、封口用のリッド７と、を備えている。ここで、角速度検出素子３は、圧電体の圧電効果を利用し、駆動アーム８を振動させることにより慣性力（コリオリの力）を検出する、振動型の角速度センサである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２０４０６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら従来の複合センサ１は、角速度検出素子３と加速度検出素子５とが互いに干渉し、加速度検出素子５の検出精度が低下してしまうという課題があった。具体的には、角速度検出素子３はＰＺＴ等の圧電体が持つ逆圧電効果を利用して駆動アーム８を駆動振動させ、この駆動振動する駆動アーム８に加わる慣性力（コリオリの力）を検出することで角速度の検出を行う。しかし、この駆動振動が角速度検出素子３とパッケージ基板２との間の実装部を介してパッケージ基板２に漏れ、同一のパッケージ内に実装された加速度検出素子５にこの漏れ振動が伝達されてしまう。その結果、加速度検出素子５がこの漏れ振動を検出してしまい、加速度検出素子５の検出精度が低下してしまう。
【０００６】
この課題に対し、角速度検出素子３と加速度検出素子５との物理的な距離を離すという対策が考えられるが、前述したパッケージ小型化の要求に応えるものではない。
【０００７】
そこで本発明は、角速度検出素子と加速度検出素子とを同一のパッケージ基板上に隣接して実装した場合でも、角速度検出素子からの漏れ振動に起因して生じる加速度センサのノイズを抑制することができ、小型化とノイズ低減を両立した複合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】
【０００８】
この目的を達成するために本発明の複合センサは、角速度検出素子と、加速度検出素子と、前記角速度検出素子と前記加速度検出素子とを支持する基板と、前記角速度検出素子と前記基板との間を接続する第１の接続部と、前記加速度検出素子と前記基板との間を接続する第２の接続部と、を少なくとも備え、前記第２の接続部の高さは、前記第１の接続部の高さより小さい構成とする。
【発明の効果】
【０００９】
この構成とすることにより、角速度検出素子の駆動振動に起因する漏れ振動が、導電性ポストを伝達する過程で減衰するので、角速度検出素子と加速度検出素子とが同一のパッケージ基板上に隣接して実装されている場合であっても、角速度検出素子からの漏れ振動が加速度検出素子に伝達することを抑制でき、小型化とノイズ低減を両立した複合センサを提供することができる。更には、第２の接続部の高さは、第１の接続部の高さより小さくしているので、第２の接続部の高さが第１の接続部の高さより低い分だけ加速度検出素子の錘部（詳細は後述する）を大きくすることができるため、加速度検出素子の検出感度を向上することができる。小型化とノイズ低減を両立した複合センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）実施の形態１の複合センサを模式的に表した平面図、（ｂ）（ａ）のＡＡ'線における断面図
【図２】実施の形態１の複合センサにおける第１の接続部の構成例を模式的に示した図
【図３】角速度検出素子の駆動インピーダンスと距離Ｄ１との関係を示した特性図
【図４】実施の形態１の複合センサにおける第１の接続部の別の構成例を模式的に示した図
【図５】実施の形態１の複合センサの別の構成例を模式的に表した断面図
【図６】実施の形態１の複合センサのさらに別の構成例を模式的に表した断面図
【図７】複合センサをパッケージ内に収納した場合の外観を模式的に表した図
【図８】従来の複合センサの構成を模式的に表した模式図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図１（ａ）は、実施の形態１の複合センサ１０を模式的に表した平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡＡ'線における断面図である。なお、図１（ａ）では、複合センサの内部構造を説明する便宜上、加速度検出素子に接合される蓋体（同図（ｂ）参照）を取り外した状態で図示している。
【００１３】
複合センサ１０は、角速度検出素子と、加速度検出素子と、角速度検出素子と加速度検出素子とを支持する基板と、角速度検出素子と基板との間を接続する第１の接続部と、加速度検出素子と基板との間を接続する第２の接続部と、を少なくとも備え、第２の接続部の高さは、第１の接続部の高さより小さい構成とする。
【００１４】
この構成により、角速度検出素子１１と基板１３との間を一定以上の距離を空けて接続することができるので、角速度検出素子１１の駆動振動が基板１３に伝達されることにより生じる漏れ振動が導電性ポスト１４を伝達する際に減衰し、隣接する加速度検出素子１２に伝わりにくくなる。その結果、加速度検出素子１２は、角速度検出素子１１からの漏れ振動をノイズとして検出することを抑制できるので、検出精度を向上することができる。さらには、第２の接続部の高さ（すなわち、加速度検出素子１２と基板１３との間の距離、以下Ｄ２と表記する。）よりも、第１の接続部の高さ（すなわち、角速度検出素子１１と基板１３との間の距離、以下、Ｄ１と表記する。）の方が大きくなるように構成しているので、複合センサ１０を低背化することができる。この点についてより詳細に説明する。複合センサの背高を一定とした場合、Ｄ１に比べてＤ２が低い分だけ加速度検出素子１２の錘部（詳細は後述する）を大きくすることができる。この錘部の大きさは加速度検出素子１２の検出感度に影響し、錘部が大きいほど検出感度を向上することができる。すなわち、複合センサの背高を大きくすることなく加速度の検出感度を向上することができる。
【００１５】
まず、角速度検出素子１１について説明する。
【００１６】
図１（ａ）に示すように、角速度検出素子１１は、枠部２１と、枠部２１に支持される梁部２２、２３と、梁部２３にその一端が支持されるアーム部２４ａ〜２４ｄと、アーム部２４ａ〜２４ｄの他端に支持される錘部２５ａ〜２５ｄと、枠部２１上に設けられる電極パッド２６と、を備え、アーム部２４ａ〜２４ｄ上には駆動部２８と検出部２９とが設けられており、駆動部２８と検出部２９とは図示しない配線によって電極パッド２６に接続されている。以下、アーム部２４ａと錘部２５ａとをまとめて振動部２７ａ、アーム部２４ｂと錘部２５ｂとをまとめて振動部２７ｂ、アーム部２４ｃと錘部２５ｃとをまとめて振動部２７ｃ、アーム部２４ｄと錘部２５ｄとをまとめて振動部２７ｄと称する。
【００１７】
枠部２１、梁部２２、２３、アーム部２４ａ〜２４ｄ、錘部２５ａ〜２５ｄは、例えば、ダイヤモンド、溶融石英、アルミナ、ステンレス、ポリマー、又はＧａＡｓ等の非圧電材料の上に、ＰＺＴ（ジルコニウム酸チタン酸鉛、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3）などからなる圧電体層を形成した基板を用いて形成される。あるいは、水晶、ＬｉＴａＯ3又はＬｉＮｂＯ3等の圧電材料からなる基板を用いて形成される。そして、これらの基板を例えば、スパッタリングやエッチングなどの微細加工技術を用いることで所望の素子形状に加工することができる。
【００１８】
枠部２１には、駆動部２８と検出部２９とのそれぞれに対応する電極パッド２６が設けられ、駆動部２８と電極パッド２６とは配線（図示せず）を介して電気的に接続されている。なお、配線、電極パッドは、蒸着またはスパッタリングにより、例えば、銅、銀、金、チタン、タングステン、白金、クロム、モリブデンの少なくとも一種からなる単体金属、又はこれらを主成分とする合金又はそれらの金属が積層することで形成できる。
【００１９】
アーム部２４ａは、その一端が梁部２３に接続されている。また、その主面上には駆動部２８と検出部２９とが設けられている。なお、図１（ａ）では説明の便宜上、アーム部２４ａのみに駆動部２８、検出部２９を設けた構成を示しているが、全てのアーム部２４ａ〜２４ｄに駆動部２８、検出部２９を設けた構成であってよい。
【００２０】
駆動部２８は、駆動回路（図示せず）から駆動信号が与えられることにより、振動部２７ａに駆動振動を発生させる。この駆動振動が発生している状態で複合センサ１０に角速度が与えられると、振動部２７ａに慣性力（コリオリ力）が駆動振動と垂直な方向に生じ、この慣性力に起因して振動部２７ａに検出振動が発生する。この検出振動によって圧電体で発生する電荷を検出部２９で検出し、検出回路（図示せず）で電気的に処理することにより、角速度を検出することができる。
【００２１】
なお、枠部２１、梁部２２、２３、アーム部２４ａ〜２４ｄ、錘部２５ａ〜２５ｄを、非圧電材料の上にＰＺＴなどからなる圧電体層を形成した基板を用いて形成する場合においては、一対の電極層の間に圧電体層を挟持する構造とすることで駆動部２８、検出部２９を構成することができる。また、枠部２１、梁部２２、２３、アーム部２４ａ〜２４ｄ、錘部２５ａ〜２５ｄを、水晶、ＬｉＴａＯ3又はＬｉＮｂＯ3等の圧電材料を用いて形成する場合においては、電極層をこれらの圧電材料上に設けることにより駆動部２８、検出部２９を構成することができる。
【００２２】
次に、角速度検出素子１１と基板１３との間の接続部である、第１の接続部について説明する。
【００２３】
図１（ｂ）に示すように、角速度検出素子１１は、角速度検出素子１１の振動部２７ａの駆動振動方向が、基板１３の主面に対して略平行な方向となるように配置され、角速度検出素子１１と基板１３との間は第１の接続部１００を介して接続されている。
【００２４】
第１の接続部は、角速度検出素子１１の枠部２１に設けられた電極パッド２６と、導電性ポスト１４と、電極パッド２６と導電性ポスト１４との間を接続するはんだ３６ａを有し、角速度検出素子１１の枠部２１に設けられた電極パッド２６と、導電性ポスト１４とが位置合わせされた状態で接続されている。
【００２５】
導電性ポスト１４を構成する金属は、本実施の形態においては、銅である。
【００２６】
図２は本実施の形態にかかる第１の接続部１００の構成例を示す図である。
【００２７】
図２に示すように、第１の接続部１００は、導電性ポスト１４と電極パッド２６との間ははんだ３６ａを介して接続されている。ここで、第１の接続部の高さは、導電性ポスト１４と電極パッド２６とはんだ３６ａとの厚みで決定され、図１（ｂ）中のＤ１で表される。本実施の形態においては、電極パッド２６の厚さは５μｍ程度であり、はんだ３６ａの高さは２０μｍ程度、導電性ポスト１４の高さは４０μｍである。従って、Ｄ１は６５μｍ程度である。
【００２８】
また、導電性ポスト１４の端面に熱拡散防止、あるいは密着層としてＮｉ層、Ａｕ層を形成してもよい。これにより、導電性ポストとはんだとの接合信頼性を向上することができる。
【００２９】
導電性ポスト１４を介して基板１３と角速度検出素子１１との間を接続することにより、基板１３と角速度検出素子１１とを一定以上の距離を空けて接続することができるので、角速度検出素子１１の駆動振動が基板１３に伝達されることにより生じる漏れ振動が導電性ポスト１４を伝達する際に減衰し、隣接する加速度検出素子１２に伝わりにくくなる。その結果、加速度検出素子１２は、角速度検出素子１１からの漏れ振動をノイズとして検出することを抑制できるので、検出精度を向上することができる。
【００３０】
また、基板１３と角速度検出素子１１との間の距離Ｄ１を大きくする程に振動減衰の効果を高めることができると同時に、角速度検出素子１１のまわりの気体から受ける粘性抵抗の影響を低減することができるため、角速度検出素子１１の駆動効率を向上することができる。この点について具体的に説明する。
【００３１】
図３は、角速度検出素子１１の駆動インピーダンスと距離Ｄ１との関係を示した特性図である。図から分かるように、Ｄ１が大きくなる程、角速度検出素子１１の駆動インピーダンスが低下する、すなわち、駆動効率が向上する事が分かる。しかし一方で、基板１３と角速度検出素子１１との間の距離Ｄ１が大きくなることによりセンサが大型化することから、減衰効果、駆動効率、製品の背高とを考慮してＤ１を定めることが望ましい。
【００３２】
また、金（あるいはその合金）、あるいは、はんだ合金により導電性ポスト１４を形成することで、加速度検出素子１２の検出精度を更に向上することができる。これは、金（あるいはその合金）やはんだ合金の剛性は銅などの金属に比べると低いので、角速度検出素子１１からの漏れ振動をさらに減衰することができ、加速度検出素子１２の検出精度を更に向上することができるためである。これは、銅に比較して金（あるいはその合金）やはんだ合金の損失係数（tanδ）が小さいことに起因する。損失係数（tanδ）とは材料が変形する際に材料がどのくらいエネルギーを吸収するか（熱に変わるか）を示す値であり、金（あるいはその合金）やはんだ合金は銅に比べて損失係数（tanδ）が小さい、すなわち、より効率よく振動を減衰することができる。
【００３３】
なおはんだを用いて導電性ポスト１４を構成する場合、例えば印刷法などを用いることで一定の高さを持つはんだ導電性ポスト１４を形成することができる。このような工法を開示する文献としては例えば、実開昭６３−１３３８７３が知られている。なおはんだには、ＳＡＣ（Ｓｎ−Ａｇはんだ）などが適用でき、リフロー法などを用いることで、導電性ポスト１４−基板１３間、導電性ポスト１４−角速度検出素子１１間、基板１３−角速度検出素子１１間を接合することができる。
【００３４】
次に、図１に戻って加速度検出素子１２について説明する。
【００３５】
加速度検出素子１２は、基板１３上に設けられ、内部に中空領域３０を有する枠部３１と、枠部３１から中空領域３０に向かって延出する梁部３２と、梁部３２に支持される錘部３３と、枠部３１に設けられる電極パッド３４ａと、錘部３３に対するストッパーとして機能する蓋体３５ａ、蓋体３５ｂと、を備えている。
【００３６】
枠部３１、梁部３２、錘部３３は、シリコン、溶融石英、アルミナ等を用いることができる。好ましくは、シリコンを用いて形成することにより、微細加工技術を用いて小型の加速度検出素子１２とすることができる。
【００３７】
梁部３２は枠部３１に一端が接続され、中空領域３０に延出している。梁部３２の厚みは、錘部３３に比べて薄く形成されており、錘部３３に加速度が加わることで変形することができる。
【００３８】
また、梁部３２上には、イオン注入や熱拡散等によって、梁部３２の歪みによって抵抗値が変化する歪抵抗（図示せず）が形成されており、配線（図示せず）を介してブリッジ回路を構成するように接続されている。また、配線（図示せず）の一部は、枠部３１に形成された電極パッド３４ａに電気的に接続されている。
【００３９】
錘部３３は梁部３２の先端に接続されている。すなわち、加速度検出素子１２に加わる荷重に応動するように支持されている。すなわち、錘部３３の大きさ（重さ）が大きいほど印加される荷重に対する錘部３３の応動は大きくなり、前述した梁部３２の変形も大きくなる。結果、梁部３２の歪みに起因する抵抗値の変化も大きくなるので、加速度の検出感度が向上する。
【００４０】
加速度検出素子１２に加速度が印加されると、錘部３３が慣性力により回動し、梁部３２に設けられた歪抵抗素子の抵抗値が変動する。これにより、ブリッジ回路（図示せず）に生じる電圧差を検出することで、加速度を検出することができる。
【００４１】
すなわち、精度良く加速度を検出するためには、加速度が加わっていない状態において錘部３３が静止していることが望ましいが、角速度検出素子１１の駆動振動に起因する漏れ振動が伝達して錘部３３が回動してしまうと、その回動に応じてノイズが発生してしまう（あるいは、加速度を誤検出してしまう）ことになり、検出精度が低下してしまう。また、加速度検出素子１２の錘部３３と蓋体３５ａ及び／又は３５ｂとの間に対向電極（図示せず）を設け、錘部３３の回動に起因する対向電極間の静電容量の変化に基づいて加速度を検出する構成としてもよい。
【００４２】
次に、加速度検出素子１２と基板１３との間の接続部である第２の接続部２００について説明する。
【００４３】
図１（ｂ）に示すように、加速度検出素子１２は、基板１３の主面に対して略平行な方向となるように配置され、加速度検出素子１２と基板１３との間は第２の接続部２００を介して接続されている。
【００４４】
第２の接続部２００は、加速度検出素子１２の枠部３１に設けられた電極パッド３４ａと、基板１３上に設けられた電極パッド３４ｂと、電極パッド３４ａと電極パッド３４ｂとの間を接続するはんだ３６ｂと、を有し、電極パッド３４ａと、電極パッド３４ｂが位置合わせされた状態で接続されている。ここで、第２の接続部の高さは、電極パッド３４ａと電極パッド３４ｂとはんだ３６ｂとの厚みで決定され、図１（ｂ）中のＤ２で表される。本実施の形態においては、電極パッド３４ａと電極パッド３４ｂとはそれぞれ５μｍ程度であり、はんだ３６ｂの高さは１０〜２０μｍ程度である。従って、Ｄ２は２０〜３０μｍである。
【００４５】
この構成により、加速度検出素子１２の検出精度を更に向上することができる。これは、はんだの剛性は銅などの金属に比べると低いので、角速度検出素子１１からの漏れ振動をさらに減衰することができ、加速度検出素子１２の検出精度を更に向上することができるためである。
【００４６】
以上説明したように、第２の接続部の高さＤ２は、第１の接続部の高さＤ１に比べて小さくなるように構成されている。この構成により、複合センサ１０を低背化することができる。この点についてより詳細に説明する。複合センサの背高を一定とした場合、Ｄ１に比べてＤ２が低い分だけ加速度検出素子１２の錘部３３を大きくすることができる。前述のように、この錘部３３の大きさは加速度検出素子１２の検出感度に影響し、錘部が大きいほど検出感度を向上することができるので、複合センサの背高を大きくすることなく加速度の検出感度を向上することができる。
【００４７】
図４は実施の形態１の複合センサ１０における第１の接続部の別の構成例を模式的に示した図である。
【００４８】
図４に示すように、導電性ポスト１４を、金バンプ４８ａと金バンプ４８ｂとを積層させることで構成できる。金バンプ４８ａ、４８ｂは例えば、ワイヤボンド法等を用いて形成することができる。そしてこの金バンプ４８ａ、４８ｂを積層して形成することにより、図４の導電性ポスト１４を構成することができる。なお基板１３上に配置された電極パッドと金バンプ４８ａ、４８ｂとの間はリフロー法によりはんだ４９（Ｓｎ−３．５Ａｇ−０．５Ｃｕ）を介し接合している。
【００４９】
この構成により、角速度検出素子１１と基板１３との間を一定以上の距離を空けて接続することができるので、角速度検出素子１１の駆動振動が基板１３に伝達されることにより生じる漏れ振動が導電性ポスト１４を伝達する際に減衰し、角速度検出素子１１からの漏れ振動をノイズとして検出することを抑制できる。
【００５０】
特に、複数の金バンプを積層（金バンプ４８ａと金バンプ４８ｂとを積層）して導電性ポスト１４を構成しているので、金バンプ４８ａと金バンプ４８ｂとの間に凹部（あるいは、くびれ部）５０を設けることができ、不要振動をさらに効率よく減衰することができるので効果的である。
【００５１】
なお、複合センサ１０における、角速度検出素子１１と加速度検出素子１２との位置関係は、必ずしも隣接している必要はない。すなわち、検出素子同士が近接していれば足りる。この点について図面を用いて詳細に説明する。
【００５２】
図５は、実施の形態１の複合センサ１０の別の構成例を模式的に表した断面図である。
【００５３】
図５に示すように、角速度検出素子１１と加速度検出素子１２とは互いに基板を挟んで反対の位置に設けられた場合であっても、角速度検出素子１１と基板１３との間を一定以上の距離を空けて接続することができるので、角速度検出素子１１の駆動振動が基板に伝達されることにより生じる漏れ振動が導電性ポスト１４を伝達する際に減衰し、角速度検出素子１１からの漏れ振動をノイズとして検出することを抑制できる。
【００５４】
図６は、実施の形態１の複合センサ１０のさらに別の構成例を模式的に表した断面図である。
【００５５】
図６に示すように、角速度検出素子１１と加速度検出素子１２とを積層する構成であっても、角速度検出素子１１と基板１３との間を一定以上の距離を空けて接続することができるので、角速度検出素子１１の駆動振動が基板に伝達されることにより生じる漏れ振動が導電性ポスト１４を伝達する際に減衰し、角速度検出素子１１からの漏れ振動をノイズとして検出することを抑制できる。
【００５６】
図７は、複合センサ１０をパッケージ内に収納した場合の外観を模式的に表した図である。
【００５７】
図７に示すように、角速度検出素子１１と加速度検出素子１２とを重ねて実装する場合であっても、角速度検出素子１１と基板１３との間を一定以上の距離を空けて接続することができるので、角速度検出素子１１の駆動振動が基板１３に伝達されることにより生じる漏れ振動が導電性ポスト１４を伝達する際に減衰し、角速度検出素子１１からの漏れ振動をノイズとして検出することを抑制できる。
【００５８】
複合センサ２０は、角速度検出素子１１と、加速度検出素子１２と、角速度検出素子１１と加速度検出素子１２とに電気的に接続される基板１３と、パッケージ基板５２と、を備えている。それぞれの部品はフィルム状の接着剤等で接着固定されて積層構造を有している。
【００５９】
基板１３は、薄膜技術によって複数の絶縁体層と配線層が交互に積層された多層構造となっている。また、各層の配線層間、配線層と角速度検出素子１１との間、配線層と加速度検出素子１２との間には金属製の複数のビア導体が形成されている。基板１３の下面には電極パッド５３ａが設けられている。なお基板１３には、角速度検出素子１１及び／又は加速度検出素子１２からの電気信号を処理する回路（ＡＳＩＣ）が内蔵、あるいは基板１３に電気的に接続されていてもよい。
【００６０】
パッケージ基板５２は多層プリント配線板や多層セラミック基板からなる。パッケージ基板５２の上面の略中央部には凹部５４が形成されている。パッケージ基板５２の底面等には図示しない外部電極が設けられている。凹部５４の周辺部にはパッケージ基板５２と基板１３とを電気的に接続する電極パッド５３ｂが配置されている。
【００６１】
電極パッド５３ａと電極パッド５３ｂとは対向し、互いに電気的に接続されている。
【００６２】
パッケージ基板５２と基板１３との隙間を充填するようにアンダーフィル樹脂５５が注入され、パッケージ基板５２の凹部５４を封止する。なおアンダーフィルの代わりに樹脂素材を用いて基板１３をモールドしても良い。
【００６３】
以上、発明者によってなされた本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。
【００６４】
なお本実施の形態では、角速度検出素子１１として、枠部２１と、枠部２１に支持される梁部２２、２３と、梁部２２、２３に支持されるアーム部２４ａ〜２４ｄと、アーム部２４ａ〜２４ｄのそれぞれに支持される錘部２５ａ〜２５ｄとを備えている場合について説明したが、これに限定されない。すなわち、角速度検出素子１１としては例えば、音叉型の検出素子を用いることも可能である。
【００６５】
なお図６に示した複合センサにおいて、角速度検出素子上であって、加速度検出素子と対向する側の面に電極を設け、更に、加速度検出素子上であって、角速度検出素子と対向する側の面に電極を設け、加速度検出素子の錘部の回動に起因する電極と電極との間の静電容量の変化に基づいて加速度を検出するようにしてもよい。このような加速度の検出方法としては例えば、特開２０１２−２５６２が知られている。このような場合であっても、角速度検出素子の駆動振動が枠体に伝達されることにより生じる漏れ振動が導電性ポストを伝達する際に減衰し、隣接する加速度検出素子に伝わりにくくなる。その結果、加速度検出素子は、角速度検出素子からの漏れ振動をノイズとして検出することを抑制できるので、検出精度を向上することができる。
【００６６】
このように、本発明の複合センサは、一つの検出素子の中で角速度や加速度等の慣性力を検出する機能を完結している必要はなく、素子同士が相互に関連して慣性力の検出をなす構成であってよい。
【００６７】
なお図７に示した導電性ポスト１４は金バンプ４８ａと金バンプ４８ｂとの２つから形成しているが、これに限定されない。すなわち、３つ以上の金バンプから構成してもよい。これにより、容易に導電性ポストの高さを調整することができ、生産性を向上することができる。
【００６８】
なお図７に示した金バンプ４８ａ、４８ｂの形状はボール状接合体であるが、ボール状である必要はなく、場合によってピラミット状、円錐状、或いは円筒状など他の形状でも構わない。
【００６９】
なお図７に示した金バンプ４８ａ、４８ｂに代えて、金バンプ上にはんだメッキを施した金コア型のはんだバンプを使用してもよい。
【００７０】
なお図７に示した金バンプは基板上の電極パッド上に設けられているが、検出素子側に設けても良い。
【００７１】
なお銅や金バンプの代わりに、導電性樹脂を用いて導電性ポストを構成してもよい。
【００７２】
なお、電極パッド３４ａと電極パッド３４ｂとの間の接合には、金バンプ、導電性樹脂を用いてもよい。この構成により、加速度検出素子の検出精度を更に向上することができる。これは、金バンプ、はんだ、導電性樹脂は比較的剛性の低い材料であるため、角速度検出素子１１からの漏れ振動を減衰し、加速度検出素子１２が検出するノイズを低減することができるためである。
【００７３】
なお、加速度検出素子１２と基板１３との間の接続部である第２の接続部を、はんだを用いて接合する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、第２の接続部を導電性ポストを用いて形成しても良い。この場合、第２の接続部を構成する導電性ポストの高さを、第１の接続部を構成する導電性ポストの高さよりも低くすれば、複合センサ１０を低背化することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明の複合センサは、角速度検出素子からの漏れ振動に起因して生じる加速度センサのノイズを抑制し、小型化とノイズ低減を両立した複合センサを提供することができるので、スマートフォン、電子ブック、自動車、航空機、船舶、ロボット、その他各種電子機器等において有用である。
【符号の説明】
【００７５】
１０  複合センサ
１１  角速度検出素子
１２  加速度検出素子
１３  基板
１４  導電性ポスト
２１  枠部
２２、２３  梁部
２４ａ〜２４ｄ  アーム部
２５ａ〜２５ｄ  錘部
２６、３４ａ、３４ｂ、５３ａ、５３ｂ  電極パッド
２７ａ〜２７ｄ  振動部
２８  駆動部
２９  検出部
３０  中空領域
３１  枠部
３２  梁部
３３  錘部
３５ａ、３５ｂ  蓋体
３６ａ、３６ｂ、４９  はんだ
４８ａ、４８ｂ  金バンプ
５０  凹部
５２  パッケージ基板
５５  アンダーフィル樹脂
１００  第１の接続部
２００  第２の接続部
【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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