(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、
前記基部に接続されており、物理量の変化に応じて変位する可動部と、
前記基部と前記可動部とに支持されている物理量検出素子と、
前記基部に接続されており、第１固定部を備えている第１支持部と、
前記基部に接続されており、第２固定部を備えている第２支持部と、
を含み、
前記第１固定部と前記第２固定部との間の距離は、前記第１支持部の前記基部との接続部分と前記第２支持部の前記基部との接続部分との間の距離よりも小さい、物理量検出デバイス。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１支持部は、前記基部から前記第１固定部までの間に第１屈曲部を備え、
前記第２支持部は、前記基部から前記第２固定部までの間に第２屈曲部を備えている、物理量検出デバイス。
【請求項３】
請求項２において、
前記第１支持部は、
前記基部に接続される第１延出部と、
前記第１屈曲部を介して前記第１延出部に接続され且つ前記第１固定部を備えている第２延出部と、
を含み、
前記第２支持部は、
前記基部に接続される第３延出部と、
前記第２屈曲部を介して前記第３延出部に接続され且つ前記第２固定部を備えている第４延出部と、
を含み、
前記第１延出部の幅は、前記第２延出部の幅よりも大きく、
前記第３延出部の幅は、前記第４延出部の幅よりも大きい、物理量検出デバイス。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、
前記第１支持部および前記第２支持部に接続され、前記可動部の回りに配置され、且つ、第３固定部を備えた連結体を備え、
前記第１固定部、前記第２固定部、および前記第３固定部に囲まれた範囲内に、前記物理量検出デバイスの重心が在る、物理量検出デバイス。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれか１項において、
前記第１支持部および前記第２支持部に接続され、且つ、前記可動部の回りに配置された連結体と、
前記連結体に接続され、第４固定部を備えた第３支持部と、
をさらに含み、
前記第１固定部、前記第２固定部、および前記第４固定部に囲まれた範囲内に、前記物理量検出デバイスの重心が在る、物理量検出デバイス。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項において、
前記基部、前記第１固定部、および前記第２固定部は並んで設けられている、物理量検出デバイス。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の物理量検出デバイスと、
前記物理量検出デバイスを収容するパッケージと、
を含む、物理量検出器。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の物理量検出デバイスを含む、電子機器。
【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、物理量検出器、および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、振動子などの物理量検出素子を用いた物理量検出デバイス（例えば、加速度センサー）が知られている。このような物理量検出デバイスは、検出軸方向へ力が作用することによって物理量検出素子の共振周波数が変化したときに、当該共振周波数の変化から物理量検出デバイスに印加される力（加速度）を検出するように構成されている。
【０００３】
特許文献１には、ベース・アッセンブリ、たわみ、および保証質量を有する支持構造体に、両頭クリスタル音叉変換器（物理量検出素子）の両端を固定させたセンサーが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表平４−５０５５０９号公報
【特許文献２】米国特許第５３３１８５４号明細書
【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、特許文献１に開示された技術では、支持構造体をパッケージに複数の箇所で固定した場合、支持構造体とパッケージとの線膨張係数の差によって支持構造体の固定部間に応力が生じ、該応力が支持構造体を介して物理量検出素子に伝達することがある。これにより、物理量検出素子の共振周波数が変動してしまい、物理量検出デバイスの検出感度が低下することがある。
【０００６】
このような応力の伝達を抑制する方法として、特許文献２に開示されているように、物理量検出素子を支持する支持構造体に、保証質量を挟む梁状の屈曲部を設け、該屈曲部によって応力を緩和することが考えられる。
【０００７】
しかしながら、特許文献２に開示された技術では、屈曲部が保証質量を挟むように配置されているので、屈曲部の間隔すなわち支持構造体におけるパッケージに固定される複数の固定部との間を保証質量または支持構造体の幅以下（２つの屈曲部における支持構造体側の根元同士間の距離以下）にすることができない。そのため、例えば屈曲部をパッケージに固定した場合、支持構造体とパッケージとの線膨張係数の差により支持構造体に生じる応力が複数の屈曲部（固定部）間の距離に応じて大きなものとなることがある。そして、このような応力が、物理量検出素子に伝達することがある。
【０００８】
本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、物理量検出素子に応力が伝達することを抑制できる物理量検出デバイスを提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、上記物理量検出デバイスを有する物理量検出器および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
［適用例１］
本発明に係る物理量検出デバイスは、
基部と、
前記基部に継ぎ手部を介して支持されており、物理量の変化に応じて変位する可動部と、
前記基部と前記可動部とに掛け渡されている物理量検出素子と、
前記基部から延出しており、第１固定部を備えている第１支持部と、
前記基部から延出しており、第２固定部を備えている第２支持部と、
を含み、
前記第１固定部と前記第２固定部との間の距離は、前記第１支持部の前記基部との根元の部分と前記第２支持部の前記基部との根元の部分との間の距離よりも小さい。
【００１０】
このような物理量検出デバイスによれば、第１固定部および第２固定部をパッケージや回路基板などの外部部材に固定して実装する際に、構造体（基部、継ぎ手部、可動部、および支持部を含んで構成される構造体）の線膨張係数と、パッケージや回路基板などの外部部材の線膨張係数と、の差によって構造体に生じる応力が、物理量検出素子に伝達されることを抑制できる。すなわち、第１固定部と第２固定部との間の距離が大きくなると、線膨張係数の差によって構造体に生じる応力も大きくなるが、このような物理量検出デバイスでは、第１固定部と第２固定部との間の距離は、第１支持部の基部との根元の部分と第２支持部の基部との根元の部分との間の距離よりも小さいので、線膨張係数の差によって構造体（例えば基部）に生じる応力を小さくすることができる。その結果、このような物理量検出デバイスでは、当該応力が物理量検出素子に伝達することを抑制でき、高い検出感度を有することができる。
【００１１】
［適用例２］
本発明に係る物理量検出デバイスにおいて、
前記第１支持部は、前記基部から前記第１固定部まで延出する間が曲がっており、
前記第２支持部は、前記基部から前記第２固定部まで延出する間が曲がっていてもよい。
【００１２】
このような物理量検出デバイスによれば、第１固定部および第２固定部がパッケージなどの外部部材に固定されることに起因して第１固定部および第２固定部に発生する応力を、物理量検出素子に伝達される前に緩和することができる。
【００１３】
［適用例３］
本発明に係る物理量検出デバイスにおいて、
前記第１支持部は、
前記基部から前記第１固定部まで延出する間が、往復したように曲がっており、
前記第２支持部は、
前記基部から前記第２固定部まで延出する間が、往復したように曲がっていてもよい。
【００１４】
このような物理量検出デバイスによれば、第１固定部および第２固定部がパッケージなどの外部部材に固定されることに起因して第１固定部および第２固定部に発生する応力を、物理量検出素子に伝達される前に、より緩和することができる。
【００１５】
［適用例４］
本発明に係る物理量検出デバイスにおいて、
前記第１支持部は、
第１延出部と、
前記第１延出部から前記第１固定部まで延出する間に在って、前記第１延出部の第１延出方向とは異なる第１方向に沿って前記第１延出部から延出している第２延出部と、
を含み、
前記第２支持部は、
第３延出部と、
前記第３延出部から前記第２固定部まで延出する間に在って、前記第３延出部の第２延出方向とは異なる第２方向に沿って前記第３延出部から延出している第４延出部と、
を含み、
前記第１延出部の前記第１方向に沿った幅は、前記第２延出部の前記第１延出方向の幅よりも大きく、
前記第３延出部の前記第２方向に沿った幅は、前記第４延出部の前記第２延出方向の幅よりも大きくてもよい。
【００１６】
このような物理量検出デバイスによれば、加速度が印加された場合、該加速度に伴って第２延出部および第４延出部が優先的に撓みやすく、第１延出部および第３延出部に捻じれが生じることを抑制できる。その結果、第１支持部の基部との根元の部分および第２支持部の基部との根元の部分に捻じれが生じることを抑制でき、加速度の検出感度の低下や信頼性の低下を防ぐことができる。
【００１７】
［適用例５］
本発明に係る物理量検出デバイスにおいて、
前記可動部と間隙を介して設けられ、前記第１支持部と前記第２支持部のうち少なくとも一方、または前記基部から延出している連結体を、さらに含み、
前記連結体は、該連結体を固定するための第３固定部を備えており、
平面視において、前記第１固定部、前記第２固定部、および前記第３固定部に囲まれた範囲内に、重心が在ってもよい。
【００１８】
このような物理量検出デバイスによれば、いずれかの方向に傾くことなく（捻じれることなく）安定した姿勢で、パッケージなどの外部部材に固定されることができる。その結果、加速度の検出感度の低下や信頼性の低下を抑制できる。
【００１９】
［適用例６］
本発明に係る物理量検出デバイスにおいて、
前記可動部と間隙を介して設けられ、前記第１支持部と前記第２支持部のうち少なくとも一方、または前記基部から延出している連結体と、
前記連結体から延出しており、第４固定部を有している第３支持部と、
をさらに含み、
平面視において、前記第１固定部、前記第２固定部、および前記第４固定部に囲まれた範囲内に、重心が在ってもよい。
【００２０】
このような物理量検出デバイスによれば、いずれかの方向に傾くことなく（捻じれることなく）安定した姿勢で、パッケージなどの外部部材に固定されることができる。その結果、加速度の検出感度の低下や信頼性の低下を抑制できる。
【００２１】
［適用例７］
本発明に係る物理量検出デバイスにおいて、
前記可動部と間隙を介して設けられ、前記第１支持部と前記第２支持部のうち少なくとも一方、または前記基部から延出している連結体と、
前記連結体から延出しており、第４固定部を有している第３支持部と、
前記連結体から延出しており、第５固定部を有している第４支持部と、
をさらに含み、
平面視において、前記第１固定部、前記第２固定部、前記第４固定部、および前記第５固定部に囲まれた範囲内に、重心が在ってもよい。
【００２２】
このような物理量検出デバイスによれば、いずれかの方向に傾くことなく（捻じれることなく）安定した姿勢で、パッケージなどの外部部材に固定されることができる。その結果、加速度の検出感度の低下や信頼性の低下を抑制できる。
【００２３】
［適用例８］
本発明に係る物理量検出デバイスにおいて、
前記連結体は、
前記第３支持部から前記第４支持部まで延出する間が曲がっていてもよい。
【００２４】
このような物理量検出デバイスによれば、第１固定部および第２固定部がパッケージなどの外部部材に固定されることに起因して第１固定部および第２固定部に発生する応力を、物理量検出素子に伝達される前に、緩和することができる。
【００２５】
［適用例９］
本発明に係る物理量検出デバイスにおいて、
平面視において、前記基部、前記第１固定部、および前記第２固定部は、直線上に並んでいてもよい。
【００２６】
このような物理量検出デバイスによれば、前記直線に沿う第１軸（Ｙ軸）と直交する第２軸（Ｘ軸）に沿って、パッケージなどの外部部材が熱膨張したとしても、外部部材の熱膨張に起因する応力が物理量検出素子に伝達されることを抑制できる。
【００２７】
［適用例１０］
本発明に係る物理量検出器は、
本発明に係る物理量検出デバイスと、
前記物理量検出デバイスを収容するパッケージと、
を含む。
【００２８】
このような物理量検出機器は、本発明に係る物理量検出デバイスを含むので、高い検出感度を有することができる。
【００２９】
［適用例１１］
本発明に係る電子機器は、
本発明に係る物理量検出デバイスを含む。
【００３０】
このような電子機器は、本発明に係る物理量検出デバイスを含むので、高い検出感度を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１の実施形態に係る物理量検出デバイスを模式的に示す斜視図。
【図２】第１の実施形態に係る物理量検出デバイスを模式的に示す平面図。
【図３】第１の実施形態に係る物理量検出デバイスを模式的に示す断面図。
【図４】第１の実施形態に係る物理量検出デバイスの動作を説明するための断面図。
【図５】第１の実施形態に係る物理量検出デバイスの動作を説明するための断面図。
【図６】第１の実施形態の第１変形例に係る物理量検出デバイスを模式的に示す平面図。
【図７】第１の実施形態の第２変形例に係る物理量検出デバイスを模式的に示す平面図。
【図８】第１の実施形態の第３変形例に係る物理量検出デバイスを模式的に示す平面図。
【図９】第１の実施形態の第４変形例に係る物理量検出デバイスを模式的に示す平面図。
【図１０】第２の実施形態に係る物理量検出デバイスを模式的に示す斜視図。
【図１１】第２の実施形態に係る物理量検出デバイスを模式的に示す平面図。
【図１２】第２の実施形態の第１変形例に係る物理量検出デバイスを模式的に示す平面図。
【図１３】第２の実施形態の第２変形例に係る物理量検出デバイスを模式的に示す平面図。
【図１４】第２の実施形態の第３変形例に係る物理量検出デバイスを模式的に示す平面図。
【図１５】第２の実施形態の第４変形例に係る物理量検出デバイスを模式的に示す平面図。
【図１６】第３の実施形態に係る物理量検出器を模式的に示す平面図。
【図１７】第３の実施形態に係る物理量検出器を模式的に示す断面図。
【図１８】第４の実施形態に係る電子機器を模式的に示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３３】
１．  第１の実施形態
１．１．  物理量検出デバイス
まず、第１の実施形態に係る物理量検出デバイスについて、図面を参照しながら説明する。図１は、第１の実施形態に係る物理量検出デバイス１００を模式的に示す斜視図である。図２は、第１の実施形態に係る物理量検出デバイス１００を模式的に示す平面図である。図３は、第１の実施形態に係る物理量検出デバイス１００を模式的に示す図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。なお、便宜上、図１〜図３および後述する図４〜図１５では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示している。
【００３４】
物理量検出デバイス１００は、図１〜図３に示すように、基部１０と、継ぎ手部１２と、可動部１４と、支持体として第１支持部２０ならびに第２支持部３０と、物理量検出素子４０と、を含む。さらに、物理量検出デバイス１００は、質量部５０，５２，５４，５６を有することができる。
【００３５】
基部１０は、継ぎ手部１２を介して、可動部１４を支持している。継ぎ手部１２は、基部１０と可動部１４との間に設けられ、基部１０および可動部１４に接続されている。継ぎ手部１２の厚みは、基部１０の厚み、および可動部１４の厚みよりも小さい。例えば、水晶基板の両主面側からハーフエッチングによって溝部１２ａ，１２ｂ（図３参照）を形成して、継ぎ手部１２を形成することができる。図示の例では、溝部１２ａ，１２ｂは、Ｘ軸に沿って形成されている。継ぎ手部１２は、可動部１４が基部１０に対して変位（回動）する際に、支点（中間ヒンジ）としてＸ軸に沿った回転軸となることができる。
【００３６】
可動部１４は、基部１０に継ぎ手部１２を介して接続されている。可動部１４は、基部１０に継ぎ手部１２を介して支持されている。図示の例では、可動部１４は、基部１０から継ぎ手部１２を介して、Ｙ軸（第１軸）に沿って（＋Ｙ方向に）延出されている。可動部１４は、板状であり、互いに反対を向く（対向する）主面１４ａ，１４ｂを有している。可動部１４は、主面１４ａ（１４ｂ）と交差する方向（Ｚ軸方向）に加わる物理量（加速度）の変化に応じて、継ぎ手部１２を支点（回転軸）として主面１４ａと交差する方向（Ｚ軸方向）に変位（回動）可能である。
【００３７】
支持体は、基部１０から延出され、基部１０を支持している。そして、第１支持部２０とは支持体において後述する第１接続部２３から第１固定部２４まで延出している間を指し、第２支持部３０とは支持体において後述する第２接続部３３から第２固定部３４まで延出している間を指している。本実施形態の説明では、支持体は第１支持部２０における第１固定部２４と、第２支持部３０における第２固定部３４との間が離間した構成を例に挙げて説明する。
【００３８】
すなわち、第１支持部２０は、基部１０から延出され、基部１０を支持している。図２に示す例では、第１支持部２０は、基部１０の側面１０ｃから延出している。第１支持部２０は、基部１０に接続された第１接続部２３を有している。第１接続部２３は、第１支持部２０の基部１０との根元の部分であるともいえる。
【００３９】
第１支持部２０は、第１固定部２４を有している。第１固定部２４は、第１支持部２０の先端近傍に設けられている。第１支持部２０は、第１固定部２４において、パッケージや回路基板などの外部部材に固定されることができる。すなわち、第１固定部２４は、第１支持部２０をパッケージや回路基板などの外部部材に固定するための部分である。図２に示す例では、第１固定部２４と可動部１４との間に、基部１０が配置されている。
【００４０】
図示の例では、第１支持部２０は、基部１０から（第１接続部２３から）−Ｘ方向に延出された延出部２１ａと、延出部２１ａから−Ｙ方向に延出された延出部２１ｂと、延出部２１ｂから＋Ｘ方向に延出された延出部２１ｃと、を有した曲がった構造になっている。延出部２１ｃは、第１固定部２４を有している。すなわち、第１支持部２０は、基部１０から第１固定部２４まで延出する間が曲がっている。なお、曲がった構造とは、折れ曲がった形、曲線的な形など、真っ直ぐではない形を意味する。
【００４１】
第１支持部２０は、基部１０から第１固定部２４まで延出する間に、曲がった構造として屈曲した屈曲部２２ａ，２２ｂ（第１屈曲部２２ａ，２２ｂ）を有することができる。図示の例では、屈曲部２２ａは、延出部２１ａと延出部２１ｂとが接続することにより形成されている。屈曲部２２ｂは、延出部２１ｂと延出部２１ｃとが接続することにより形成されている。
【００４２】
第２支持部３０は、基部１０から延出され、基部１０を支持している。図示の例では、第２支持部３０は、基板１０の側面１０ｄから延出している。側面１０ｄは、基板１０の側面１０ｃと反対を向く（対向する）面である。第２支持部３０は、基部１０に接続された第２接続部３３を有している。第２接続部３３は、第２支持部３０の基部１０との根元の部分であるともいえる。
【００４３】
第２支持部３０は、第２固定部３４を有している。第２固定部３４は、第２支持部３０の先端近傍に設けられている。第２支持部３０は、第２固定部３４において、パッケージなどの外部部材に固定されることができる。すなわち、第２固定部３４は、第２支持部３０をパッケージなどの外部部材に固定するための部分である。図２に示す例では、第２固定部３４と可動部１４との間に、基部１０が配置されている。
【００４４】
図示の例では、第２支持部３０は、基部１０から（第２接続部３３から）＋Ｘ方向に延出された延出部３１ａと、延出部３１ａから−Ｙ方向に延出された延出部３１ｂと、延出部３１ｂから−Ｘ方向に延出された延出部３１ｃと、を有した曲がった構造になっている。延出部３１ｃは、第２固定部３４を有している。すなわち、第２支持部３０は、基部１０から第２固定部３４まで延出する間が曲がっている。
【００４５】
第２支持部３０は、基板１０から第２固定部３４まで延出する間に、曲がった構造として屈曲した第２屈曲部３２ａ，３２ｂ（第２屈曲部３２ａ，３２ｂ）を有することができる。図示の例では、屈曲部３２ａは、延出部３１ａと延出部３１ｂとが接続することにより形成されている。屈曲部３２ｂは、延出部３１ｂと延出部３１ｃとが接続することにより形成されている。
【００４６】
第１固定部２４と第２固定部３４との間の距離Ｌ１は、第１接続部２３と第２接続部３３との間の距離Ｌ２よりも小さい。支持部２０，３０は、物理量検出デバイス１００の重心Ｇを通るＹ軸と平行な軸である中心軸（図示せず）に関して、対称に設けられていてもよい。図示の例では、支持部２０，３０は、Ｘ軸に沿って並んで配置されている。
【００４７】
なお、図示はしないが、距離Ｌ１が距離Ｌ２より小さければ、本実施形態、後述する実施形態においても、第１支持部２０の先端と第２支持部３０の先端とは、互いに接続されていてもよい。すなわち、支持体としては、第１支持部２０、第２支持部３０が、図１に示した分離した先端を接続したように、一体的に形成されていてもよい。このような構成であれば、第１固定部２４と第２固定部３４とを外部部材に固定する際に、第１固定部２４と第２固定部３４との間の位置関係にズレが生じ難いので、物理量検出デバイス１００に組み立て精度に起因した応力が発生し難いという効果が得られやすい。
【００４８】
ただし、図１に示すように、第１支持部２０における第１固定部２４と、第２支持部３０における第２固定部３４との間に間隙がある構成であれば、この間に基部１０の一部分を挟むように構成することができる。そしてこれにより基部１０と可動部１４との並び方向に支持体が並ぶことがないので、この方向における物理量検出デバイス１００の大きさを小さくすることができる。
【００４９】
また距離Ｌ１が距離Ｌ２よりも小さければ第１固定部２４、第２固定３４の少なくとも一方は複数個あってもよい。このような構成は、例えば質量部５０，５２，５４，５６を備えたことで可動部１４側を積極的に重く構成することが要求される物理量検出デバイス１００に対して外部部材との固定強度を高めることができるので例えば、耐衝撃性などの信頼性において有効である。
【００５０】
基部１０、継ぎ手部１２、可動部１４、第１支持部２０、および第２支持部３０は、例えば、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、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によってパターニングすることにより、構造体１０１として一体的に形成されている。なお、基部１０、継ぎ手部１２、可動部１４、および支持部２０，３０の材質は、水晶に限定されるものではなく、ガラスやシリコンなどの半導体材料であってもよい。
【００５１】
物理量検出素子４０は、基部１０と可動部１４とに掛け渡されて設けられている。物理量検出素子４０は、検出部である振動梁部４１ａ，４１ｂと、ベース部４２ａ，４２ｂと、を少なくとも有することができる。
【００５２】
検出部はベース部４２ａとベース部４２ｂとの間にありベース部４２ａとベース部４２ｂとの間に発生した力が伝達されることで検出部が発生する物理量検出情報が変化する構成であれば良く、本実施形態では、例えば振動梁部４１ａ，４１ｂは、可動部１４の延出方向に沿って（Ｙ軸に沿って）、ベース部４２ａからベース部４２ｂまで延出している。振動梁部４１ａ，４１ｂの形状は、例えば、角柱状である。振動梁部４１ａ，４１ｂは、振動梁部４１ａ，４１ｂに設けられた励振電極（図示せず）に駆動信号（交流の電圧）が印加されると、Ｘ軸に沿って、互いに離間または近接するように屈曲振動することができる。
【００５３】
ベース部４２ａ，４２ｂは、振動梁部４１ａ，４１ｂの両端に接続されている。図示の例では、ベース部４２ａは、基部１０の主面１０ａに接合部材６０を介して固定され、ベース部４２ｂは、可動部１４の主面１４ａ（基部１０の主面１０ａと同じ側の主面）に接合部材６０を介して固定されている。接合部材６０としては、例えば、低融点ガラス、共晶接合可能なＡｕ／Ｓｎ合金被膜を用いる。
【００５４】
なお、振動梁部４１ａ，４１ｂと、基部１０および可動部１４と、の間には、可動部１４の変位時に、振動梁部４１ａ，４１ｂと、基部１０および可動部１４と、が接触しないように、所定の間隙が設けられている。この間隙は、例えば、接合部材６０の厚みで管理されていてもよい。
【００５５】
また、図示はしないが、可動部１４の主面１４ａであって、平面視おいて接合部材６０と振動梁部４１ａ，４１ｂとの間の位置に、可動部１４をハーフエッチングすることにより形成された凹部が形成されていてもよい。例えば、接合部材６０が所定の位置からはみ出した場合に、該凹部によって接合部材６０を受け止めることができ、接合部材６０が振動梁部４１ａ，４１ｂに付着することを抑制できる。
【００５６】
物理量検出素子４０は、上記のように、２本の振動梁部４１ａ，４１ｂと、一対のベース部４２ａ，４２ｂと、を有している。そのため、物理量検出素子４０を双音叉素子（双音叉型振動素子）と呼ぶことができる。
【００５７】
物理量検出素子４０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、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によってパターニングすることにより形成される。これにより、振動梁部４１ａ，４１ｂおよびベース部４２ａ，４２ｂを、一体的に形成することができる。
【００５８】
なお、物理量検出素子４０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４０は、基部１０、可動部１４との線膨張係数との差を小さくすることを考慮すれば、基部１０、可動部１４の材質と同質にすることが望ましい。
【００５９】
物理量検出素子４０のベース部４２ａ上には、例えば、引き出し電極４４ａ，４４ｂが設けられている。引き出し電極４４ａ，４４ｂは、振動梁部４１ａ，４１ｂに設けられた励振電極（図示せず）と電気的に接続されている。
【００６０】
引き出し電極４４ａ，４４ｂは、例えばＡｕ、Ａｌなどの金属ワイヤー４８によって、基部１０の主面１０ａに設けられた接続端子４６ａ，４６ｂと電気的に接続されている。より具体的には、引き出し電極４４ａは、接続端子４６ａと電気的に接続され、引き出し電極４４ｂは、接続端子４６ｂと電気的に接続されている。接続端子４６ａ，４６ｂは、図示しない配線によって、外部接続端子４９ａ，４９ｂと電気的に接続されている。より具体的には、接続端子４６ａは、外部接続端子４９ａと電気的に接続され、接続端子４６ｂは、接続端子４９ｂと電気的に接続されている。外部接続端子４９ａ，４９ｂは、例えば、支持部２０，３０のパッケージなどに実装される側の面（基部１０の主面１０ｂ側の面）であって、平面視において固定部２４，３４と重なる位置に設けられている。
【００６１】
励振電極、引き出し電極４４ａ，４４ｂ、接続端子部４６ａ，４６ｂ、および外部接続端子４９ａ，４９ｂとしては、例えば、Ｃｒ層を下地として、その上にＡｕ層を積層した積層体を用いる。励振電極、引き出し電極４４ａ，４４ｂ、接続端子部４６ａ，４６ｂ、および外部接続端子４９ａ，４９ｂは、例えば、スパッタ法などによって導電層（図示せず）を成膜し、該導電層をパターニングすることによって形成される。
【００６２】
質量部５０，５２，５４，５６は、例えば、接合部材６２を介して、可動部１４の主面１４ａ，１４ｂに設けられている。より具体的には、質量部５０，５２は、主面１４ａに設けられ、質量部５４，５６は、主面１４ｂに設けられている。質量部５０，５２，５４，５６の材質としては、例えば、Ｃｕ、Ａｕなどの金属が挙げられる。質量部５０，５２，５４，５６によって、物理量検出デバイス１００に加わる加速度の検出感度を向上させることができる。
【００６３】
接合部材６２としては、例えば、シリコーン樹脂系の熱硬化型接着剤を用いる。接合部材６２は、熱応力抑制の観点から、可動部１４および質量部５０，５２，５４，５６の一部の範囲を接着するように塗布されることが好ましい。
【００６４】
なお、図示はしないが、質量部５０，５２は一体的に形成されることにより、１つの質量部を構成していてもよい。同様に、質量部５４，５６は一体的に形成されることにより、１つの質量部を構成していてもよい。また、主面１４ａ，１４ｂのうち、いずれか一方の主面にのみ、質量部が設けられていてもよい。
【００６５】
次に、物理量検出デバイス１００の動作について説明する。図４および図５は、物理量検出デバイス１００の動作を説明するための断面図である。
【００６６】
図４に示すように、物理量検出デバイス１００に、矢印α１方向の（＋Ｚ方向の）加速度が印加されると、可動部１４には−Ｚ方向に力が作用し、可動部１４は継ぎ手部１２を支点として−Ｚ方向に変位する。これにより、物理量検出素子４０には、Ｙ軸に沿って基部４２ａと基部４２ｂとが互いに離れる方向の力が加わり、振動梁部４１ａ，４１ｂには引っ張り応力が生じる。そのため、振動梁部４１ａ，４１ｂの振動周波数（共振周波数）は、高くなる。
【００６７】
一方、図５に示すように、物理量検出デバイス１００に、矢印α２方向の（−Ｚ方向の）加速度が印加されると、可動部１４には＋Ｚ方向に力が作用し、可動部１４は、継ぎ手部１２を支点として＋Ｚ方向に変位する。これにより、物理量検出素子４０には、Ｙ軸に沿って基部４２ａと基部４２ｂとが互いに近づく方向の力が加わり、振動梁部４１ａ，４１ｂには圧縮応力が生じる。そのため、振動梁部４１ａ，４１ｂの共振周波数は、低くなる。
【００６８】
物理量検出デバイス１００では、上記のような物理量検出素子４０の共振周波数の変化を検出している。より具体的には、物理量検出デバイス１００に加わる加速度は、上記の検出された共振周波数の変化の割合に応じて、ルックアップテーブルなどによって定められた数値に変換することで導出される。
【００６９】
なお、物理量検出デバイス１００を傾斜計に用いた場合には、傾斜の姿勢の変化に応じて、傾斜計に対する重力加速度が加わる方向が変化し、振動梁部４１ａ，４１ｂに引っ張り応力や圧縮応力が生じる。そして、振動梁部４１ａ，４１ｂの共振周波数が変化する。
【００７０】
また、上記の例では、物理量検出素子４０として、いわゆる双音叉素子を用いた例について説明したが、可動部１４の変位に応じて共振周波数が変化すれば、物理量検出素子４０の形態は、特に限定されない。
【００７１】
第１の実施形態に係る物理量検出デバイス１００は、例えば、以下の特徴を有する。
【００７２】
物理量検出デバイス１００によれば、第１固定部２４と第２固定部３４との間の距離Ｌ１は、第１接続部２３（すなわち、第１支持部２０の基部１０との根元の部分２３）と第２接続部３３（すなわち、第２支持部３０の基部１０との根元の部分３３）との間の距離Ｌ２よりも小さい。そのため、第１固定部２４および第２固定部３４をパッケージや回路基板などの外部部材に固定して、物理量検出デバイス１００を実装する際に、構造体１０１（基部１０、継ぎ手部１２、可動部１４、および支持部２０，３０を含んで構成される構造体）の線膨張係数と、パッケージや回路基板などの外部部材の線膨張係数と、の差によって構造体１０１に生じる応力が、物理量検出素子４０に伝達されることを抑制できる。すなわち、第１固定部と第２固定部との間の距離Ｌ１が大きくなると、線膨張係数の差によって構造体に生じる応力も大きくなるが、物理量検出デバイス１００では、距離Ｌ１は、距離Ｌ２よりも小さいので、線膨張係数の差によって構造体１０１（例えば基部１０）に生じる応力を小さくすることができる。その結果、物理量検出デバイス１００では、このような応力が物理量検出素子４０に伝達することを抑制でき、高い検出感度を有することができる。
【００７３】
物理量検出デバイス１００によれば、第１支持部２０は、基部１０から第１固定部２４まで延出する間に、屈曲部２２ａ，２２ｂを有して曲がっており、第２支持部３０は、基部１０から第２固定部３４まで延出する間に、屈曲部３２ａ，３２ｂを有して曲がっていることができる。そのため、物理量検出デバイス１００では、固定部２４，３４がパッケージなどの外部部材に固定されることに起因して固定部２４，３４に発生する応力（固定部２４，３４とパッケージとの線膨張係数の差による応力や、固定部２４，３４とパッケージとを接着させる接着剤に生じる応力）を、物理量検出素子４０に伝達される前に緩和することができる。
【００７４】
１．２．  変形例
１．２．１．  第１変形例
次に、第１の実施形態の第１変形例に係る物理量検出デバイスについて、図面を参照しながら説明する。図６は、第１の実施形態の第１変形例に係る物理量検出デバイス１１０を模式的に示す平面図である。なお、図６および後述する図７〜図９では、便宜上、質量部５０，５２，５４，５６および接合部材６２の図示を省略している。
【００７５】
以下、物理量検出デバイス１１０において、上述した物理量検出デバイス１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００７６】
物理量検出デバイス１００の例では、図２に示すように、可動部１４は、基部１０から継ぎ手部１２を介して＋Ｙ方向に延出されていた。さらに、固定部２４，３４と可動部１４との間に、基部１０が配置されていた。
【００７７】
これに対し、物理量検出デバイス１１０では、図６に示すように、可動部１４は、基部１０から継ぎ手部１２を介して−Ｙ方向に延出されている。さらに、固定部２４，３４と可動部１４との間に、基部１０が配置されている。
【００７８】
物理量検出デバイス１１０では、第１支持部２０の延出部２１ｂおよび第２支持部３０の延出部３１ｂは、間隙を介して可動部１４に沿って設けられている。可動部１４は、延出部２１ｂと延出部３１ｂとの間に配置されている。図示の例では、延出部２１ｂのＹ軸方向の長さ、および延出部３１ｂのＹ軸方向の長さは、可動部１４のＹ軸方向の長さよりも大きい。
【００７９】
物理量検出デバイス１１０によれば、物理量検出デバイス１００と同様に、応力が物理量検出素子４０に伝達することを抑制できる。
【００８０】
１．２．２．  第２変形例
次に、第１の実施形態の第２変形例に係る物理量検出デバイスについて、図面を参照しながら説明する。図７は、第１の実施形態の第２変形例に係る物理量検出デバイス１２０を模式的に示す平面図である。
【００８１】
以下、物理量検出デバイス１２０において、上述した物理量検出デバイス１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００８２】
物理量検出デバイス１００の例では、図２に示すように、第１支持部２０は、２つの屈曲部２２ａ，２２ｂを有し、第２支持部３０は、２つの屈曲部３２ａ，３２ｂを有していた。
【００８３】
これに対し、物理量検出デバイス１２０では、図７に示すように、第１支持部２０は、基部１０から第１固定部２４まで延出する間に、４つの屈曲した屈曲部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ（第１屈曲部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ）を有している。第２支持部３０は、基部１０から第２固定部３４まで延出する間に、４つの屈曲部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ（第２屈曲部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ）を有している。
【００８４】
図７に示す例では、第１支持部２０は、基部１０から−Ｘ方向に延出された延出部２１ａと、延出部２１ａから＋Ｙ方向に延出された延出部２１ｂと、延出部２１ｂから−Ｘ方向に延出された延出部２１ｃと、延出部２１ｃから−Ｙ方向に延出された延出部２１ｄと、延出部２１ｄから＋Ｘ方向に延出された延出部２１ｅを有している。延出部２１ｅは、第１固定部２４を有している。
【００８５】
屈曲部２２ａは、延出部２１ａと延出部２１ｂとが接続することにより形成されている。屈曲部２２ｂは、延出部２１ｂと延出部２１ｃとが接続することにより形成されている。屈曲部２２ｃは、延出部２１ｃと延出部２１ｄとが接続することにより形成されている。屈曲部２２ｄは、延出部２１ｄと延出部２１ｅとが接続することにより形成されている。
【００８６】
第１支持部２０は、延出部２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ、および屈曲部２２ａ，２２ｂ，２２ｃによって、Ｘ軸に交差する方向として例えばＹ軸（第１軸）に沿って往復しながら、Ｙ軸に交差する方向として例えばＸ軸（第２軸）に沿って延出された第１往復構造部２５を有することができる。すなわち、第１支持部２０は、基部１０から第１固定部２４まで延出する間が、往復したように曲がっている。
【００８７】
図７に示す例では、第２支持部３０は、基部１０から＋Ｘ方向に延出された延出部３１ａと、延出部３１ａから＋Ｙ方向に延出された延出部３１ｂと、延出部３１ｂから＋Ｘ方向に延出された延出部３１ｃと、延出部３１ｃから−Ｙ方向に延出された延出部３１ｄと、延出部３１ｄから−Ｘ方向に延出された延出部３１ｅを有している。延出部３１ｅは、第２固定部３４を有している。
【００８８】
屈曲部３２ａは、延出部３１ａと延出部３１ｂとが接続することにより形成されている。屈曲部３２ｂは、延出部３１ｂと延出部３１ｃとが接続することにより形成されている。屈曲部３２ｃは、延出部３１ｃと延出部３１ｄとが接続することにより形成されている。屈曲部３２ｄは、延出部３１ｄと延出部３１ｅとが接続することにより形成されている。
【００８９】
第２支持部３０は、延出部３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ、および屈曲部３２ａ，３２ｂ，３２ｃによって、Ｙ軸に沿って往復しながら、Ｘ軸に沿って延出された第２往復構造部３５を有することができる。すなわち、第２支持部３０は、基部１０から第２固定部３４まで延出する間が、往復したように曲がっている。
【００９０】
往復構造部２５，３５を構成する延出部および屈曲部の数は、特に限定されず、適宜変更することが可能である。
【００９１】
物理量検出デバイス１２０によれば、往復構造部２５，３５により、固定部２４，３４がパッケージなどの外部部材に固定されることに起因して固定部２４，３４に発生する応力を、物理量検出素子４０に伝達される前に、より緩和することができる。例えば往復構造部２５，３５は、弾性を有することができ、これにより、いっそう固定部２４，３４に発生する応力を、物理量検出素子４０に伝達される前に緩和することができる。
【００９２】
１．２．３．  第３変形例
次に、第１の実施形態の第３変形例に係る物理量検出デバイスについて、図面を参照しながら説明する。図８は、第１の実施形態の第３変形例に係る物理量検出デバイス１３０を模式的に示す平面図である。
【００９３】
以下、物理量検出デバイス１３０において、上述した物理量検出デバイス１２０の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００９４】
物理量検出デバイス１３０では、図８に示すように、物理量検出デバイス１２０と同様に往復構造部２５，３５を有し、さらに、連結体として枠部７０を有している。この点において、物理量検出デバイス１３０は、図２に示す物理量検出デバイス１００と異なる。
【００９５】
枠部７０は、可動部１４と間隙を介して可動部１４に沿って設けられ、支持部２０，３０に接続されている。可動部１４は、例えば、枠部７０、支持部２０，３０、および基部１０によって囲まれている。図示の例では、枠部７０は、第１支持部２０の屈曲部２２ｂから＋Ｙ方向に延出された延出部７１ａと、延出部７１ａから＋Ｘ方向に延出された延出部７１ｂと、延出部７１ｂから−Ｙ方向に延出され第２支持部３０の屈曲部３２ｂに接続された延出部７１ｃと、を有している。
【００９６】
枠部７０は、屈曲した屈曲部７２ａ，７２ｂを有することができる。屈曲部７２ａは、延出部７１ａと延出部７１ｂとが接続することにより形成されている。屈曲部７２ｂは、延出部７１ｂと延出部７１ｃとが接続することにより形成されている。
【００９７】
枠部７０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、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によってパターニングすることにより、構造体１０１として一体的に形成されている。なお、枠部７０の材質は、水晶に限定されるものではなく、ガラスやシリコンなどの半導体材料であってもよい。
【００９８】
物理量検出デバイス１３０によれば、物理量検出デバイス１００と同様に、応力が物理量検出素子４０に伝達することを抑制できる。
【００９９】
１．２．４．  第４変形例
次に、第１の実施形態の第４変形例に係る物理量検出デバイスについて、図面を参照しながら説明する。図９は、第１の実施形態の第４変形例に係る物理量検出デバイス１４０を模式的に示す平面図である。
【０１００】
以下、物理量検出デバイス１４０において、上述した物理量検出デバイス１３０の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１０１】
物理量検出デバイス１４０では、図９に示すように、例えば物理量検出デバイス１３０と同様に往復構造部２５，３５および連結体として枠部７０を有し、さらに、枠部７０は第３固定部７４を有している。この点において、物理量検出デバイス１４０は、図２に示す物理量検出デバイス１００と異なる。
【０１０２】
第３固定部７４は、枠部７０の延出部７１ｂに設けられている。枠部７０は、第３固定部７４において、パッケージなどの外部部材に固定されることができる。すなわち、第３固定部７４は、枠部７０を固定するための部分である。
【０１０３】
物理量検出デバイス１４０の重心Ｇは、図９に示すように平面視において、固定部２４，３４，７４に囲まれた範囲Ａ内に位置している。より具体的には、重心Ｇは、平面視において、第１固定部２４の中心と第２固定部３４の中心を結ぶ直線、第２固定部３４の中心と第３固定部７４の中心を結ぶ直線、および第３固定部７４の中心と第１固定部２４の中心を結ぶ直線に囲まれた範囲Ａ（領域Ａ）内に位置している。
【０１０４】
物理量検出デバイス１４０によれば、上述のとおり、重心Ｇは、固定部２４，３４，７４に囲まれた範囲Ａ内に位置している。これにより、物理量検出デバイス１４０は、いずれかの方向に傾くことなく（捻じれることなく）安定した姿勢で、パッケージなどの外部部材に固定されることができる。例えば、加速度が印加されて可動部が変位した際に、支持部の接続部（根元の部分）などに捻じれが生じると、加速度の検出感度が低下してしまうという問題がある。また、捻じれによって支持部に破損が生じ、信頼性が低下してしまうという問題がある。物理量検出デバイス１４０では、上述のように捻じれを抑制できるので、このような問題を解消することができる。
【０１０５】
物理量検出デバイス１４０によれば、枠部７０は、第３固定部７４から第１支持部２０まで延出する間に屈曲部７２ａを有し、第３固定部７４から第２支持部３０まで延出する間に屈曲部７２ｂを有することができる。そのため、物理量検出デバイス１４０では、第３固定部７４がパッケージなどの外部部材に固定されることに起因して第３固定部７４に発生する応力を、物理量検出素子４０に伝達される前に緩和することができる。
【０１０６】
２．  第２の実施形態
２．１．  物理量検出デバイス
次に、第２の実施形態に係る物理量検出デバイスについて、図面を参照しながら説明する。図１０は、第２の実施形態に係る物理量検出デバイス２００を模式的に示す斜視図である。図１１は、第２の実施形態に係る物理量検出デバイス２００を模式的に示す平面図である。なお、図１１および後述する図１２〜図１５では、便宜上、質量部５０，５２，５４，５６および接合部材６２の図示を省略している。
【０１０７】
以下、物理量検出デバイス２００において、上述した物理量検出デバイス１００〜１４０の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１０８】
物理量検出デバイス２００は、図１０および図１１に示すように、物理量検出デバイス１３０と同様に往復構造部２５，３５および連結体として枠部７０を有し、さらに、第３支持部８０および第４支持部９０を有している。この点において、物理量検出デバイス２００は、図２に示す物理量検出デバイス１００と異なる。
【０１０９】
第３支持部８０は、枠部７０から延出され、枠部７０を介して基部１０を支持している。第３支持部８０は、枠部７０に接続された第３接続部８３を有している。図示の例では、第３接続部８３は、枠部７０の屈曲部７２ａに接続されている。第３接続部８３は、第３支持部８０の枠部７０との根元の部分であるともいえる。
【０１１０】
第３支持部８０は、第４固定部８４を有している。第４固定部８４は、第３支持部８０の先端近傍に設けられている。第３支持部８０は、第３固定部８４において、パッケージなどの外部部材に固定されることができる。すなわち、第４固定部８４は、第３支持部８０を固定するための部分である。
【０１１１】
図示の例では、第３支持部８０は、枠部７０から（第３接続部８３から）−Ｘ方向に延出された延出部８１ａと、延出部８１ａから−Ｙ方向に延出された延出部８１ｂと、を有している。延出部８１ｂは、第４固定部８４を有し、第４固定部８４は、枠部７０の−Ｘ方向に配置されている。
【０１１２】
第３支持部８０は、枠部７０から第４固定部８４まで延出する間に、屈曲した屈曲部８２ａを有することができる。図示の例では、屈曲部８２ａは、延出部８１ａと延出部８１ｂとが接続することにより形成されている。
【０１１３】
第４支持部９０は、枠部７０から延出され、枠部７０を介して基部１０を支持している。第４支持部９０は、枠部７０に接続された第４接続部９３を有している。図示の例では、第４接続部９３は、枠部７０の屈曲部７２ｂに接続されている。第４接続部９３は、第４支持部９０の枠部７０との根元の部分であるともいえる。
【０１１４】
第４支持部９０は、第５固定部９４を有している。第５固定部９４は、第４支持部９０の先端近傍に設けられている。第４支持部９０は、第５固定部９４において、パッケージなどの外部部材に固定されることができる。すなわち、第５固定部９４は、第４支持部９０を固定するための部分である。
【０１１５】
図示の例では、第４支持部９０は、枠部７０から（第４接続部９３から）＋Ｘ方向に延出された延出部９１ａと、延出部９１ａから−Ｙ方向に延出された延出部９１ｂと、を有している。延出部９１ｂは、第５固定部９４を有し、第５固定部９４は、枠部７０の＋Ｘ方向に配置されている。
【０１１６】
第４支持部９０は、枠部７０から第５固定部９４まで延出する間に、屈曲した屈曲部９２ａを有することができる。図示の例では、屈曲部９２ａは、延出部９１ａと延出部９１ｂとが接続することにより形成されている。
【０１１７】
物理量検出デバイス２００の重心Ｇは、図１１に示すように平面視において、固定部２４，３４，８４，９４に囲まれた範囲Ａ内に位置している。より具体的には、重心Ｇは、平面視において、第１固定部２４の中心と第２固定部３４の中心を結ぶ直線、第２固定部３４の中心と第５固定部９４の中心を結ぶ直線、第５固定部９４の中心と第４固定部８４の中心を結ぶ直線、および第４固定部８４の中心と第１固定部２４の中心を結ぶ直線に囲まれた範囲Ａ（領域Ａ）内に位置している。
【０１１８】
図示の例では、第１支持部２０の延出部２１ｃ（第１延出部２１ｃ）の幅Ｗ１（Ｙ軸方向の長さ、すなわちＹ軸方向に沿った幅）は、延出部２１ｃに接続された延出部２１ｄ（第２延出部２１ｄ）の幅Ｗ２（Ｘ軸方向の長さ、すなわちＸ軸方向に沿った幅）よりも大きい。延出部２１ｃは、基部１０から第１固定部２４まで延出された第１支持部２０の経路において、延出部２１ｄよりも基部１０側に配置されている。さらに、延出部２１ｂの幅（Ｘ軸方向の長さ）も、延出部２１ｄの幅より大きい。延出部２１ｄは、延出部２１ｃから第１固定部２４まで延出する間に在って、延出部２１ｃの第１延出方向（Ｘ軸方向）とは異なる第１方向（Ｙ軸方向）に沿って延出部２１ｃから延出している。
【０１１９】
また、図示の例では、第２支持部３０の延出部３１ｃ（第３延出部３１ｃ）の幅Ｗ３（Ｙ軸方向の長さ、すなわちＹ軸方向に沿った幅）は、延出部３１ｃに接続された延出部３１ｄ（第４延出部３１ｄ）の幅Ｗ４（Ｘ軸方向の長さ、すなわちＸ軸方向に沿った幅）よりも大きい。延出部３１ｃは、基部１０から第２固定部３４まで延出された第２支持部３０の経路において、延出部３１ｄよりも基部１０側に配置されている。さらに、延出部３１ｂの幅（Ｘ軸方向の長さ）も、延出部３１ｄの幅より大きい。延出部３１ｄは、延出部３１ｃから第２固定部３４まで延出する間に在って、延出部３１ｃの第２延出方向（Ｘ軸方向）とは異なる第２方向（Ｙ軸方向）に沿って延出部３１ｃから延出している。
【０１２０】
すなわち、第１支持部２０、第２支持部３０は、回転軸に沿って延出している延出部（延出部２１ｃ、延出部３１ｃ）と、この延出部から固定部（第１固定部、第２固定部）までの延出する間に在って、この延出部から突出して回転軸に対して交差する方向に向かって延出している延出部（延出部２１ｄ、延出部３１ｄ）とがある。
【０１２１】
そして、延出部２１ｃ，３１ｃの幅Ｗ１またはＷ３は、延出部２１ｄ，３１ｄの幅Ｗ２またはＷ４よりも大きく、さらには延出部２１ｃ，３１ｃの延出部２１ｄ，３１ｄとの接続部分においても、延出部２１ｃ，３１ｃの幅Ｗ１またはＷ３は、延出部２１ｄ，３１ｄの幅Ｗ２またはＷ４よりも大きいことが望ましい。
【０１２２】
支持部８０，９０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、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によってパターニングすることにより、構造体１０１として一体的に形成されている。なお、支持部８０，９０の材質は、水晶に限定されるものではなく、ガラスやシリコンなどの半導体材料であってもよい。
【０１２３】
第２の実施形態に係る物理量検出デバイス２００は、例えば、以下の特徴を有する。
【０１２４】
物理量検出デバイス２００によれば、物理量検出デバイス２００の重心Ｇは、固定部２４，３４，８４，９４に囲まれた範囲Ａ内に位置している。これにより、物理量検出デバイス２００は、いずれかの方向に傾くことなく（捻じれることなく）安定した姿勢で、パッケージなどの外部部材に固定されることができる。物理量検出デバイス２００では、支持部２０，３０に加えて支持部８０，９０が設けられているので、固定部の数を増やすことができ、よりいっそう安定した姿勢で固定され、より確実に捻じれ発生を抑制することができる。その結果、加速度の検出感度の低下や信頼性の低下を防ぐことができる。
【０１２５】
物理量検出デバイス２００によれば、第３支持部８０は、枠部７０から第３固定部８４まで延出する間に、屈曲部８２ａを有し、第４支持部９０は、枠部７０から第４固定部９４まで延出する間に、屈曲部９２ａを有することができる。そのため、物理量検出デバイス２００では、固定部８４，９４がパッケージなどの外部部材に固定されることに起因して固定部８４，９４に発生する応力を、物理量検出素子４０に伝達される前に、緩和することができる。
【０１２６】
物理量検出デバイス２００によれば、第１支持部２０は、延出部２１ｄの幅Ｗ２よりも大きい幅Ｗ１を有する延出部２１ｃを備えることができる。さらに、第２支持部３０は、延出部３１ｄの幅Ｗ４よりも大きい幅Ｗ３を有する延出部３１ｃを備えることができる。これにより、延出部２１ｃ，３１ｃは、延出部２１ｄ，３１ｄの剛性よりも高い剛性を有することができる。そのため、物理量検出デバイス２００に、加速度が印加された場合、該加速度に伴って延出部２１ｄ，３１ｄが優先的に撓みやすく、延出部２１ｃ，３１ｃに捻じれが生じることを抑制できる。その結果、支持部２０，３０の接続部２３，３３に捻じれが生じることを抑制でき、加速度の検出感度の低下や信頼性の低下を防ぐことができる。
【０１２７】
なお、図示はしないが、延出部８１ａの幅（Ｙ軸方向の長さ）は、延出部８１ｂの幅（Ｘ軸方向の長さ）よりも大きく、延出部９１ａの幅（Ｙ軸方向の長さ）は、延出部９１ｂの幅（Ｘ軸方向の長さ）よりも大きくてもよい。これにより、物理量検出デバイス２００に、Ｚ軸に沿った加速度が加えられた場合、延出部８１ａ，９１ａに捻じれが生じることを抑制できる。
【０１２８】
なお、第４支持部９０を備えず、第１支持部２０、第２支持部３０および第３支持部８０の３つにて物理量検出デバイス２００を支持してもよく、この場合、平面視において、第１固定部、第２固定部、および第４固定部に囲まれた範囲内に、重心が在る。ただし、３つ以上の支持部を備える方が、物理量検出デバイス２００を外部部材に搭載した際の搭載姿勢が安定すると共に、各支持部の太さも補足できるので応力を緩和する上でも有利である。
【０１２９】
２．２．  変形例
２．２．１．  第１変形例
次に、第２の実施形態の第１変形例に係る物理量検出デバイスについて、図面を参照しながら説明する。図１２は、第２の実施形態の第１変形例に係る物理量検出デバイス２１０を模式的に示す平面図である。
【０１３０】
以下、物理量検出デバイス２１０において、上述した物理量検出デバイス２００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１３１】
物理量検出デバイス２１０は、物理量検出デバイス２００と比して、第３支持部８０および第４支持部９０の形状が異なる。
【０１３２】
第３支持部８０は、図１２に示すように、枠部７０の延出部７１ａから−Ｘ方向に延出された延出部８１ａと、延出部８１ａから＋Ｙ方向に延出された延出部８１ｂと、延出部８１ｂから＋Ｘ方向に延出された延出部８１ｃと、を有している。延出部８１ｃは、第４固定部８４を有し、第４固定部８４は、枠部７０の＋Ｙ方向に配置されている。
【０１３３】
さらに、第３支持部８０は、延出部８１ａと延出部８１ｂとが接続することにより形成される屈曲部８２ａと、延出部８１ｂと延出部８１ｃとが接続されることにより形成される屈曲部８２ｂと、を有している。
【０１３４】
第４支持部９０は、枠部７０の延出部７１ｃから＋Ｘ方向に延出された延出部９１ａと、延出部９１ａから＋Ｙ方向に延出された延出部９１ｂと、延出部９１ｂから−Ｘ方向に延出された延出部９１ｃと、を有している。延出部９１ｃは、第５固定部９４を有し、第５固定部９４は、枠部７０の＋Ｙ方向に配置されている。
【０１３５】
さらに、第４支持部９０は、延出部９１ａと延出部９１ｂとが接続することにより形成される屈曲部９２ａと、延出部９１ｂと延出部９１ｃとが接続することにより形成される屈曲部９２ｂと、を有している。
【０１３６】
物理量検出デバイス２１０によれば、物理量検出デバイス２００に比べて、多くの屈曲部を有する支持部８０，９０を有することができる。そのため、固定部８４，９４がパッケージなどの外部部材に固定されることに起因して固定部８４，９４に発生する応力を、物理量検出素子４０に伝達される前に、より緩和することができる。
【０１３７】
なお、支持部８０，９０の屈曲部の数は、特に限定されず、例えば支持部８０，９０は、Ｙ軸に沿って往復しながら、Ｘ軸に沿って延出される往復構造を有していてもよい。
【０１３８】
２．２．２．  第２変形例
次に、第２の実施形態の第２変形例に係る物理量検出デバイスについて、図面を参照しながら説明する。図１３は、第２の実施形態の第２変形例に係る物理量検出デバイス２２０を模式的に示す平面図である。
【０１３９】
以下、物理量検出デバイス２２０において、上述した物理量検出デバイス２００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１４０】
物理量検出デバイス２２０では、図１３に示すように、枠部７０の延出部７１ｂは、第３往復構造部７５を有している。この点において、物理量検出デバイス２２０は、図１１に示す物理量検出デバイス２００と異なる。第３往復構造部７５は、枠部７０の、第３接続部８３から第４接続部９３まで延出する間に設けられている。第３往復構造部７５は、例えば、Ｙ軸に沿って往復しながら、Ｘ軸に沿って延出されている。すなわち、枠部７０は、第３支持部８０から第４支持部９０まで延出する間が曲がっているといえる。
【０１４１】
図示の例では、第３往復構造部７５は、Ｘ軸に沿って延出された延出部７６ａと、Ｙ軸に沿って延出された延出部７６ｂと、延出部７６ａと延出部７６ｂとが接続することによって形成される屈曲部７７と、を有している。延出部７６ａ，７６ｂは、複数設けられ、そのため屈曲部７７も複数設けられている。図示の例では、延出部７６ａは４つ設けられ、延出部７６ｂは３つ設けられ、屈曲部７７は６つ設けられている。
【０１４２】
物理量検出デバイス２２０によれば、第３往復構造部７５によって、固定部８４，９４がパッケージなどの外部部材に固定されることに起因して固定部８４，９４に発生する応力を、物理量検出素子４０に伝達される前に、緩和することができる。例えば第３往復構造部７５は、弾性を有することができ、これにより、いっそう固定部８４，９４に発生する応力を、物理量検出素子４０に伝達される前に緩和することができる。
【０１４３】
２．２．３．  第３変形例
次に、第２の実施形態の第３変形例に係る物理量検出デバイスについて、図面を参照しながら説明する。図１４は、第２の実施形態の第３変形例に係る物理量検出デバイス２３０を模式的に示す平面図である。
【０１４４】
以下、物理量検出デバイス２３０において、上述した物理量検出デバイス２００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１４５】
物理量検出デバイス２００の例では、図１１に示すように、固定部２４，３４は、Ｘ軸に沿って、並んで配置されていた。これに対し、物理量検出デバイス２３０では、図１４に示すように、固定部２４，３４は、Ｙ軸に沿って、並んで配置されている。すなわち、固定部２４，３４は、Ｙ軸に沿った直線上に並んでいるといえる。
【０１４６】
図示の例では、固定部２４，３４は、物理量検出デバイス２３０の重心Ｇを通るＹ軸に平行な軸（図示せず）上に配置されている。図１４に示すように、第２支持部３０の延出３１ｄの長さ（Ｙ軸方向の長さ）は、第１支持部２０の延出２１ｄの長さ（Ｙ軸方向の長さ）よりも大きくてもよい。
【０１４７】
物理量検出デバイス２３０によれば、物理量検出デバイス２００に比べて、パッケージなどの外部部材がＸ軸に沿って熱膨張したとしても、外部部材の熱膨張に起因する応力が物理量検出素子４０に伝達されることを抑制できる。
【０１４８】
２．２．４．  第４変形例
次に、第２の実施形態の第４変形例に係る物理量検出デバイスについて、図面を参照しながら説明する。図１５は、第２の実施形態の第４変形例に係る物理量検出デバイス２４０を模式的に示す平面図である。
【０１４９】
以下、物理量検出デバイス２４０において、上述した物理量検出デバイス２００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１５０】
物理量検出デバイス２００の例では、図１１に示すように、支持部２０，３０，８０，９０の屈曲部２２ａ〜２２ｄ，３２ａ〜３２ｄ，８２ａ，９２ａは、直角をなす角部を有していた。これに対し、物理量検出デバイス２４０では、図１５に示すように、支持部２０，３０，８０，９０の屈曲部２２ａ〜２２ｄ，３２ａ〜３２ｄ，８２ａ，９２ａは、直角をなす角部を有さず、曲面２４１を有している。図示の例では、枠部７０の屈曲部７２ａ，７２ｂも、同様に曲面２４１を有している。
【０１５１】
なお、図示はしないが、屈曲部２２ａ〜２２ｄ，３２ａ〜３２ｄ，７２ａ，７２ｂ，８２ａ，９２ａは、直角をなす角部を有さずに、延出部の延出方向（Ｘ方向またはＹ方向）に対して傾斜した傾斜面を有していてもよい。
【０１５２】
物理量検出デバイス２４０によれば、屈曲部２２ａ〜２２ｄ，３２ａ〜３２ｄ，７２ａ，７２ｂ，８２ａ，９２ａは、曲面２４１を有することにより、物理量検出デバイス２００に比べて、応力の集中を抑制できる。
【０１５３】
３．  第３の実施形態
次に、第３の実施形態に係る物理量検出器について、図面を参照しながら説明する。図１６は、第３の実施形態に係る物理量検出器３００を模式的に示す平面図である。図１７は、第３の実施形態に係る物理量検出器３００を模式的に示す図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線断面図である。
【０１５４】
物理量検出器３００は、図１６および図１７に示すように、本発明に係る物理量検出デバイスと、パッケージ３１０と、を含む。以下では、本発明に係る物理量検出デバイスとして、物理量検出デバイス１００を用いた例について説明する。
【０１５５】
パッケージ３１０は、物理量検出デバイス１００を収容している。パッケージ３１０は、パッケージベース３２０と、リッド３３０と、を有することができる。なお、図１６では、便宜上、リッド３３０の図示を省略している。
【０１５６】
パッケージベース３２０には、凹部３２１が形成され、凹部３２１内に物理量検出デバイス１００が配置されている。パッケージベース３２０の平面形状は、凹部３２１内に物理量検出デバイス１００を配置することができれば、特に限定されない。パッケージベース３２０としては、例えば、セラミックグリーンシートを成形して積層し焼成した酸化アルミニウム質焼結体、水晶、ガラス、シリコンなどの材料を用いる。
【０１５７】
なお、パッケージベース３２０の材質は、物理量検出デバイス１００の構造体１０１の材質と同じであってもよいし、異なってもよいが、本発明は、パッケージベース３２０の材質と構造体１０１の材質とが異なることにより、パッケージベース３２０の線膨張係数と構造体１０１の線膨張係数とが異なる場合に、特に有効であり、パッケージベース３２０の線膨張係数と構造体１０１との線膨張係数との差によって構造体１０１に生じる応力が、物理量検出素子４０に伝達されることを抑制できる。
【０１５８】
パッケージベース３２０は、パッケージベース３２０の内底面（凹部の内側の底面）３２２から、リッド３３０側に突出した段差部３２３を有することができる。段差部３２３は、例えば、凹部３２１の内壁に沿って設けられている。段差部３２３には、内部端子３４０，３４２が設けられている。
【０１５９】
内部端子３４０，３４２は、物理量検出デバイス１００の固定部２４，３４に設けられた外部接続端子４９ａ，４９ｂと対向する位置（平面視において重なる位置）に設けられている。例えば、外部接続端子４９ａは、内部端子３４０と電気的に接続され、外部接続端子４９ｂは、内部端子３４２と電気的に接続されている。
【０１６０】
パッケージベース３２０の外底面（内底面３２２と反対側の面）３２４には、電子機器などの外部部材に実装される際に用いられる外部端子３４４，３４６が設けられている。外部端子３４４，３４６は、図示しない内部配線を介して内部端子３４０，３４２と電気的に接続されている。例えば、外部端子３４４は、内部端子３４０と電気的に接続され、外部端子３４６は、内部端子３４２と電気的に接続されている。
【０１６１】
内部端子３４０，３４２および外部端子３４４，３４６は、Ｗなどのメタライス層に、Ｎｉ、Ａｕなどの皮膜をめっきなどの方法により積層した金属膜からなる。
【０１６２】
パッケージベース３２０には、凹部３２１の底部にパッケージ３１０の内部（キャビティー）を封止する封止部３５０が設けられている。封止部３５０は、パッケージベース３２０に形成された貫通孔３２５内に配置されている。貫通孔３２５は、外底面３２４から内底面３２２まで貫通している。図示の例では、貫通孔３２５は、外底面３２４側の孔径が内底面３２２側の孔径より大きい段付きの形状を有している。封止部３５０は、貫通孔３２５に、例えば、Ａｕ／Ｇｅ合金、はんだなどからなる封止材を配置し、加熱溶融後、固化させることで形成される。封止部３５０は、パッケージ３１０の内部を気密に封止する構成である。
【０１６３】
支持部２０，３０の固定部２４，３４は、接合部材６４を介して、パッケージベース３２０の段差部３２３に固定されている。これにより、物理量検出デバイス１００は、パッケージベース３２０に実装され、パッケージ３１０内に収容される。
【０１６４】
固定部２４，３４が段差部３２３に固定されることにより、固定部２４，３４に設けられた外部接続端子４９ａ，４９ｂと、段差部３２３に設けられた内部端子３４０，３４２とは、接合部材６４を介して、電気的に接続される。接合部材６４としては、例えば、金属フィラーなどの導電性物質が混合されたシリコーン樹脂系の導電性接着剤を用いる。
【０１６５】
リッド３３０は、パッケージベース３２０の凹部３２１を覆って設けられている。リッド３３０の形状は、例えば、板状である。リッド３３０としては、例えば、パッケージベース３２０と同じ材料や、コバール、４２アロイ、ステンレス鋼などの金属を用いる。リッド３３０は、例えば、シームリング、低融点ガラス、接着剤などの接合部材３３２を介して、パッケージベース３１０に接合されている。
【０１６６】
リッド３３０をパッケージベース３１０接合した後、パッケージ３１０の内部が減圧された状態（真空度の高い状態）で、貫通孔３２５内に封止材を配置し、加熱溶融後、固化させて封止部３５０を形成することにより、パッケージ３１０内を気密に封止することができる。パッケージ３１０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。
【０１６７】
物理量検出器３００において、外部端子３４４，３４６、内部端子３４０，３４２、外部接続端子４９ａ，４９ｂ、接続端子４６ａ，４６ｂなどを経由して、物理量検出デバイス１００の励振電極に駆動信号がされると、物理量検出素子１００の振動梁部４１ａ，４１ｂは、所定の周波数で振動（共振）する。そして、物理量検出器３００は、印加される加速度に応じて変化する物理量検出素子１００の共振周波数を出力信号として、出力することができる。
【０１６８】
物理量検出器３００によれば、上記のように応力が物理量検出素子４０に伝達することを抑制できる物理量検出デバイス１００を含む。そのため、物理量検出器３００は、高い検出感度を有することができる。
【０１６９】
なお、図示はしないが、物理量検出デバイス１００が配置される凹部は、パッケージベース３２０およびリッド３３０の両方に形成されていてもよいし、リッド３３０にのみ形成されていてもよい。
【０１７０】
４．  第４の実施形態
次に、第４の実施形態に係る電子機器について説明する。以下では、第４の実施形態に係る電子機器として、本発明に係る物理検出デバイス（以下の例では物理検出デバイス１００）を含む傾斜計について、図面を参照しながら説明する。図１８は、第４の実施形態に係る傾斜計４００を模式的に示す斜視図である。
【０１７１】
傾斜計４００は、図１８に示すように、物理量検出デバイス１００を、傾斜センサーとして含んでいる。
【０１７２】
傾斜計４００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４００は、外部からケーブル４１０を介して電源が供給され、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１００に駆動信号が送られている。
【０１７３】
そして、傾斜計４００は、図示しない検出回路によって、物理量検出デバイス１００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４００の姿勢の変化（傾斜計４００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。これにより、傾斜計４００は、異常の早期発見に貢献することができる。
【０１７４】
傾斜計４００によれば、上記のように応力が物理量検出素子４０に伝達することを抑制できる物理量検出デバイス１００を含む。そのため、傾斜計４００は、高い検出感度を有することができる。
【０１７５】
本発明に係る物理量検出デバイスは、上記の傾斜計に限らず、地震計、ナビゲーション装置、姿勢制御装置、ゲームコントローラー、携帯電話などの加速度センサー、傾斜センサーなどとして好適に用いることができ、いずれの場合にも上記実施形態および変形例で説明した効果を奏する電子機器を提供することができる。
【０１７６】
上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。
【０１７７】
また連結体として、第１支持部と第２支持部とを連結するように第１支持部と第２支持部とから延出したものを用いて説明したが、少なくとも連結体の一端が基部１０から直接に延出するようにしたものであってもよい。ただし、第３固定部を固定したことに起因する応力が基部１０へ伝達されることを緩和する効果を考慮すれば、連結体を第１支持部、第２支持部に連結することが望ましい。
【０１７８】
また連結体として第４固定部８４と第５固定部９４との間が連結した枠部７０を使って本願発明を説明したが、図１３以外の実施形態においては、第４固定部８４と第５固定部９４との間が連結体によって連結されていない構成であっても良い。すなわち第３支持部と連結している連結部と、第４支持部と連結している連結部とが分離している構成であってもよい。
【０１７９】
ただし、枠部７０のように第３支持部８０と、第４支持部９０との間が連結体により連結された構成であれば、第４固定部８４と第５固定部９４とを外部部材に固定する際に、第４固定部８４と第５固定部９４との間の位置関係にズレが生じ難いので、物理量検出デバイス１００に組み立て精度に起因した応力が発生し難いという効果が得られやすい。
【０１８０】
また、第３固定部７４、第４固定部８４、および第５固定部９４は、それぞれ複数あっても良い。
【０１８１】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１８２】
１０  基部、１０ａ，１０ｂ  主面、１０ｃ，１０ｄ  側面、１２  継ぎ手部、
１２ａ，１２ｂ  溝部、２０  第１支持部、２１ａ〜２１ｅ  延出部、
２２ａ〜２２ｄ  屈曲部、２３  第１接続部、２４  第１固定部、
２５  第１往復構造部、３０  第２支持部、３１ａ〜３１ｅ  延出部、
３２ａ〜３２ｄ  屈曲部、３３  第２接続部、３４  第２固定部、
３５  第２往復構造部、４０  物理量検出素子、４１ａ，４１ｂ  振動梁部、
４２ａ，４２ｂ  ベース部、４４ａ，４４ｂ  引き出し電極、
４６ａ，４６ｂ  接続端子、４８  ワイヤー、４９ａ，４９ｂ  外部接続端子、
５０〜５６  質量部、６０  〜６４  接合部材、７０  枠部、７１ａ〜７１ｃ  延出部、
７１ａ，７１ｂ  屈曲部、７４  第３固定部、７５  第３往復構造部、
７６ａ，７６ｂ  延出部、７７  屈曲部、８０  第３支持部、８１ａ〜８１ｃ  延出部、
８１ａ，８１ｂ  屈曲部、８４  第４固定部、９０  第４支持部、
９１ａ〜９１ｃ  延出部、９１ａ，９１ｂ  屈曲部、９４  第５固定部、
１００  物理量検出デバイス、１０１  構造体、１１０〜１４０  物理量検出デバイス、
２００〜２４０  物理量検出デバイス、２４１  曲面、３００  物理量検出器、
３１０  パッケージ、３２０  パッケージベース、３２１  凹部、３２２  内底面、
３２３  段差部、３２４  外底面、３２５  貫通孔、３３０  リッド、
３３２  接合部材、３４０，３４２  内部端子、３４４，３４６  外部端子、
３５０  封止部、４００  傾斜計、４１０  ケーブル
【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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【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】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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