(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動電極（２８）、及び、該可動電極と対向する固定電極（３８）を有するセンサ部（１５）と、
被測定物理量の印加による前記可動電極の変位を、前記固定電極と前記可動電極とによって構成されるコンデンサの静電容量変化に基づいて検出する変位検出回路（５６）と、
有底筒状の筒部（７１）、及び、該筒部の開口端を閉塞する蓋部（７２）を有し、前記筒部と前記蓋部とによって構成される第１密閉空間（Ｓ１）内に前記センサ部を収納する第１収納部（７０）と、
前記第１密閉空間の圧力が一定となるように、前記蓋部の形状を変化させる変化部（９０）と、を備え、
前記センサ部は、前記可動電極と前記固定電極それぞれを第２密閉空間（Ｓ２）に収納する第２収納部を有し、
前記第２収納部の一部は、前記第１密閉空間及び前記第２密閉空間の圧力変動によってその形状が変化する可動膜（６３）であり、
前記変化部は、前記第２密閉空間の圧力が前記第１密閉空間の圧力と同一となるように、前記蓋部の形状を変化させることを特徴とする静電容量式センサ。
【請求項２】
前記変化部は、前記蓋部に設けられた圧電素子（９１）と、前記第１密閉空間の圧力変化に応じた電流を前記圧電素子に供給する供給部（９３）と、を有することを特徴とする請求項１に記載の静電容量式センサ。
【請求項３】
前記蓋部は、グランド電位に固定されており、
前記圧電素子は、前記第１密閉空間の外にあることを特徴とする請求項２に記載の静電容量式センサ。
【請求項４】
前記変化部は、前記第１密閉空間内の温度を測定する温度センサ（９２）を有し、
前記変化部は、前記温度センサの出力信号に基づいて、前記第１密閉空間の圧力が一定となるように、前記蓋部の形状を変化させることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の静電容量式センサ。
【請求項５】
前記センサ部は、
直交の関係にあるｘ方向とｙ方向それぞれに変位可能であり、前記可動電極が連結された振動子（１９）と、
前記振動子をｘ方向に振動させる駆動回路（５５）と、
前記振動子のｘ方向の振動振幅を検出するモニター回路（５４）と、を有し、
前記変位検出回路は、前記振動子のｙ方向への変位による、前記コンデンサの静電容量の変化を検出し、
前記駆動回路は、前記モニター回路の出力信号に基づいて、ｘ方向の振動振幅を一定に調整し、
前記変化部は、前記駆動回路の出力信号に基づいて、前記第１密閉空間の圧力が一定となるように、前記蓋部の形状を変化させることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の静電容量式センサ。
【請求項６】
前記第１密閉空間及び前記第２密閉空間それぞれの内圧は、１気圧よりも低い低圧状態であることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載の静電容量式センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定物理量の印加による可動電極の変位を、固定電極と可動電極とによって構成されるコンデンサの静電容量変化に基づいて検出するセンサ部と、第１密閉空間内にセンサ部を収納する第１収納部と、を有する静電容量式センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に示されるように、蓋と基板とによって形成される中空部内が減圧雰囲気下とされ、中空部内にデバイスが設置される気密封止パッケージが提案されている。この気密封止パッケージは、中空部内の圧力を調整する圧力調整手段と、圧力調整手段を駆動するためのエネルギーを伝達するエネルギー伝達手段と、を具備している。
【０００３】
圧力調整手段は、エネルギーを受けることで気体を吸収する気体吸収手段を有し、気体吸収手段（圧力調整部材）は、ハンダ合金等の気体発生成分を含まない金属の表面がＡｕ膜等の不活性金属膜で被覆されて成る。圧力調整部材に熱エネルギーが加わると、不活性金属膜がハンダ合金の中へ拡散し、ハンダ合金が表面に露出する。すると、表面に露出したハンダ合金と中空部内の気体分子とが反応して酸化膜が形成されたり、気体分子がハンダ合金の表面に吸着されたりして、ハンダ合金に気体分子が吸収される。この結果、中空部内の気体分子の数が減り、真空度が低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１８２１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記したように、特許文献１に示される静電容量式センサは、ハンダ合金と中空部内の気体分子とを反応させたり、ハンダ合金の表面に気体分子を吸着したりすることで、中空部内の真空度を低下させている。しかしながら、例えば、デバイスとして、被測定物理量の印加による可動電極と固定電極とによって構成されるコンデンサの静電容量変化に基づいて、被測定物理量を検出するセンサが採用された場合、以下に示す不具合が生じる虞がある。すなわち、温度が変化すると、中空部内の圧力が変動し、中空部内の粘性が変化する。この結果、可動電極の変位量が変動し、被測定物理量の検出精度が低下する虞がある。これに対して、特許文献１に記載の発明によれば、内圧は粒子数に依存するので、粒子数を変化させることで内圧を一定に保つことはできる。しかしながら、環境によって常時変化する温度に応じて、逐次ハンダ合金と気体分子とを反応させていたのでは、圧力調整部材の寿命が直ぐに尽きてしまう。そのため、時間が経つと、検出精度が低下する虞がある。
【０００６】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、検出精度の低下が抑制された静電容量式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】
上記した目的を達成するために、本発明は、可動電極（２８）、及び、該可動電極と対向する固定電極（３８）を有するセンサ部（１５）と、被測定物理量の印加による可動電極の変位を、固定電極と可動電極とによって構成されるコンデンサの静電容量変化に基づいて検出する変位検出回路（５６）と、有底筒状の筒部（７１）、及び、該筒部の開口端を閉塞する蓋部（７２）を有し、筒部と蓋部とによって構成される第１密閉空間（Ｓ１）内にセンサ部を収納する第１収納部（７０）と、第１密閉空間の圧力が一定となるように、蓋部の形状を変化させる変化部（９０）と、を備え、センサ部は、可動電極と固定電極それぞれを第２密閉空間（Ｓ２）に収納する第２収納部を有し、第２収納部の一部は、第１密閉空間及び第２密閉空間の圧力変動によってその形状が変化する可動膜（６３）であり、変化部は、第２密閉空間の圧力が第１密閉空間の圧力と同一となるように、蓋部の形状を変化させることを特徴とする。
【０００８】
このように本発明によれば、蓋部（７２）の形状を変化させ、第１密閉空間（Ｓ１）の体積を変化させることで、第１密閉空間（Ｓ１）の圧力（以下、単に内圧と示す）を一定としている。これによれば、内圧を調整する手段として、ハンダ合金の表面がＡｕ膜で被覆されて成り、ハンダ合金に気体分子を吸着させることで内圧を調整する構成と比べて、内圧を調整する手段である変化部（９０）の寿命の低下が抑制される。これにより、時間が経つと、センサ部（１５）の被測定物理量の検出精度が低下することが抑制される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】角速度センサの概略構成を示す断面図である。
【図２】センサチップの概略構成を示す上面図である。
【図３】角速度センサの回路構成を示すブロック図である。
【図４】角速度センサの変形例を示す断面図である。
【図５】角速度センサの変形例を示す断面図である。
【図６】角速度センサの変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の静電容量式センサを角速度センサに適用した場合の実施の形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１〜図３に基づいて、第１実施形態に係る角速度センサを説明する。以下においては、半導体基板１１の対向面１１ａに沿う一方向をｘ方向と示し、対向面１１ａに沿い、且つ、ｘ方向と直交する方向をｙ方向と示し、ｘ，ｙ方向によって規定されるｘ−ｙ平面に垂直な方向をｚ方向と示す。また、図２に示すように、センサチップ１０をｘ方向において２等分する、ｙ方向に沿う仮想直線ＶＬを一点鎖線で示す。そして、後述する浮遊部１６と固定部１７とを区別するために、図２では、これらにハッチを入れている。
【００１１】
角速度センサ１００は、要部として、センサチップ１０と、回路チップ５０と、収納部７０と、変化部９０と、を有する。センサチップ１０と回路チップ５０とが、バンプ６０を介して機械的及び電気的に接続され、回路チップ５０と収納部７０とが、接着剤６１を介して機械的に接続されている。そして、回路チップ５０と収納部７０とが、配線６２を介して電気的に接続され、センサチップ１０と回路チップ５０とが、収納部７０の第１密閉空間Ｓ１に収納されている。本実施形態では、第１密閉空間Ｓ１は１気圧よりも低い低圧状態となっており、変化部９０の主要部（圧電素子９１）は、第１密閉空間Ｓ１の外に設けられている。また、センサチップ１０と回路チップ５０とは、バンプ６０だけではなく、可動膜６３と被覆材６４とによっても機械的に連結されている。センサチップ１０、回路チップ５０、バンプ６０、可動膜６３、及び、被覆材６４それぞれによって、第２密閉空間Ｓ２が構成され、この第２密閉空間Ｓ２も、第１密閉空間Ｓ１と同様にして、１気圧よりも低い低圧状態となっている。
【００１２】
図２に示すように、センサチップ１０は、仮想直線ＶＬを介して対称な構造を成している。したがって、以下においては、説明が煩雑となることを避けるために、センサチップ１０における仮想直線ＶＬによって分断された紙面左側若しくは紙面右側の部位のみを説明する。
【００１３】
センサチップ１０は、図１に示すように、第１半導体層１２、絶縁層１３、及び、第２半導体層１４が順次積層されて成る半導体基板１１と、該半導体基板１１における回路チップ５０との対向面１１ａ側に周知の露光技術を用いて形成されたセンサ部１５と、を有する。
【００１４】
センサ部１５は、図２に示すように、絶縁層１３を介さずに第１半導体層１２に対して第２半導体層１４が浮遊した浮遊部１６と、絶縁層１３を介して第１半導体層１２に第２半導体層１４が固定された固定部１７と、該固定部１７に形成されたセンサパッド１８と、を有する。浮遊部１６は、第１半導体層１２に対してｘ方向及びｙ方向に変位（振動）可能だが、固定部１７及びセンサパッド１８は、第１半導体層１２に対して変位不可能となっている。
【００１５】
浮遊部１６は、図２に示すように、振動子１９と、変位部２０と、振動子１９と変位部２０とを連結する第１連結部２１と、変位部２０を固定部１７に連結する第２連結部２２と、を有する。このように、振動子１９は、第１連結部２１、変位部２０、及び、第２連結部２２を介して固定部１７に連結されている。
【００１６】
振動子１９は、ｘ方向に伸びた錘部２３と、錘部２３からｙ方向に延びた梁２４，２５と、梁２４，２５からｘ方向に延びた電極２６，２７と、を有する。第１モニター梁２４は、錘部２３の両端に形成され、第１駆動梁２５は、錘部２３における２つの第１モニター梁２４によって挟まれた部位に形成されている。第１モニター電極２６は、第１モニター梁２４における錘部２３の中央Ｐ（図２にバツ印で示す部位）側の側面から櫛歯状に複数延び、第１駆動電極２７は、第１駆動梁２５における中央Ｐ側の側面から櫛歯状に複数延びている。振動子１９の構成要素２３〜２７はそれぞれ平面矩形状を成している。
【００１７】
変位部２０は、第１検出電極２８と、第１検出梁２９と、を有する。第１検出梁２９は、ｙ方向に延びており、第１検出電極２８は、第１検出梁２９からｘ方向に延びている。第１検出電極２８及び第１検出梁２９はそれぞれ平面矩形状を成し、第１検出電極２８は、第１検出梁２９における振動子１９側の側面の裏面から櫛歯状に複数延びている。
【００１８】
第１連結部２１は、第１検出梁２９に連結された平面Ｌ字状の腕部３０と、腕部３０と第１検出梁２９との間に設けられたバネ部３１と、を有する。図２に示すように、腕部３０は、第１検出梁２９における振動子１９側の側面からｘ方向に延びた第１部位３０ａと、第１部位３０ａの先端から振動子１９に向ってｙ方向に伸びた第２部位３０ｂと、を有する。バネ部３１は、ｘ方向に沿う第３部位３１ａと、該第３部位３１ａの振動子１９側の側面からｙ方向に延びた第４部位３１ｂと、を有する。
【００１９】
本実施形態では、４つの第４部位３１ｂが第３部位３１ａから延びて、ｘ方向に並んでいる。ｘ方向に並ぶ４つの第４部位３１ｂの内、第１駆動梁２５側の第４部位３１ｂの先端が、第２部位３０ｂに連結され、第１検出梁２９側の第４部位３１ｂの先端が、第１検出梁２９に連結されている。そして、残り２つの第４部位３１ｂの先端が、第１モニター梁２４に連結されている。
【００２０】
上記構成により、バネ部３１は、ｘ方向に弾性変形し易く、ｙ方向に弾性変形し難くなっている。したがって、振動子１９のｘ方向の振動が、バネ部３１を介して変位部２０に伝達され難く、振動子１９のｙ方向への振動（変位）が、バネ部３１（連結部２１）を介して変位部２０に伝達され易くなっている。後述するように、振動子１９が、コリオリ力によってｙ方向に変位（振動）すると、変位部２０も、ｙ方向に変位（振動）する。
【００２１】
第２連結部２２は、第１検出梁２９における振動子１９側の側面から、固定部１７のアンカー３２へ向かって、ｘ方向に延びた形状を成している。第２連結部２２を除く浮遊部１６の他の構成要素１９〜２１は、第２連結部２２を介して、固定部１７に固定されている。
【００２２】
固定部１７は、アンカー３２と、主要部がｙ方向に延びた梁３３〜３５と、梁３３〜３５からｘ方向に延びた電極３６〜３８と、浮遊部１６、アンカー３２、梁３３〜３５、電極２６〜２８，３６〜３８を囲む基部３９と、を有する。
【００２３】
第２モニター梁３３は、変位部２０側の第１駆動梁２５と第１モニター梁２４との間に設けられており、第２モニター電極３６は、第２モニター梁３３における第１モニター梁２４との対向面から、第１モニター梁２４に向かって、櫛歯状に複数延びている。そして、モニター電極２６，３６が噛み合わさることで互いにｙ方向で対向し、モニターコンデンサを構成している。
【００２４】
第２駆動梁３４は、二つの第１駆動梁２５の間に設けられており、第２駆動電極３７は、第２駆動梁３４における中央Ｐから離れた側面から、この側面と対向する第１駆動梁２５に向かって、櫛歯状に複数延びている。そして、駆動電極２７，３７が噛み合わさることで互いにｙ方向で対向し、駆動コンデンサを構成している。
【００２５】
第２検出梁３５は、第１検出梁２９とｙ方向に沿う基部３９の一部との間に設けられており、第２検出電極３８は、第２検出梁３５における第１検出梁２９側の側面から、第１検出梁２９に向かって、櫛歯状に複数延びている。そして、検出電極２８，３８が噛み合わさることで互いにｙ方向で対向し、検出コンデンサを構成している。
【００２６】
センサパッド１８は、アンカー３２に形成された第１センサパッド４０と、第２モニター梁３３に形成された第２センサパッド４１と、第２駆動梁３４に形成された第３センサパッド４２と、第２検出梁３５に形成された第４センサパッド４３と、基部３９に形成された第５センサパッド４４と、を有する。図２に示すように、センサパッド４０〜４４は、ｘ方向に並んでおり、センサパッド４０〜４３がそれぞれ８つ固定部１７に形成され、第５センサパッド４４が２つ固定部１７に形成されている。
【００２７】
第１センサパッド４０にはＤＣ電圧が入力される。このＤＣ電圧は、アンカー３２を介して、浮遊部１６に入力される。これにより、浮遊部１６が、ＤＣ電圧と等電位となっている。
【００２８】
第２センサパッド４１からは、モニター電極２６，３６によって構成されるモニターコンデンサの静電容量変化が出力される。浮遊部１６の一部である第１モニター電極２６は、ＤＣ電圧と等電位となるので、第２センサパッド４１からは、ＤＣ電圧に依存する信号が出力されることが期待される。
【００２９】
第３センサパッド４２には極性が一定周期で変動する駆動電圧Ｖｄが入力される。浮遊部１６の一部である第１駆動電極２７はＤＣ電圧と等電位になっているので、駆動電極２７，３７によって構成される駆動コンデンサに、ＤＣ電圧と駆動電圧Ｖｄとに依存する静電気力（駆動力Ｆｄ）が生じる。この駆動力Ｆｄにおけるｘ方向に沿う力によって、第１駆動電極２７が形成された第１駆動梁２５（振動子１９）がｘ方向に変位する。駆動電圧Ｖｄは一定周期で極性が変動するので、第１駆動電極２７に作用する駆動力Ｆｄの作用方向もｘ方向にて一定周期で変動する。これにより、振動子１９がｘ方向にて一定周期で振動する。
【００３０】
第４センサパッド４３からは、検出電極２８，３８によって構成される検出コンデンサの静電容量変化が出力される。
【００３１】
第５センサパッド４４には、一定電圧が入力される。この一定電圧によって、基部３９（センサチップ１０）の電位が一定に保たれる。
【００３２】
回路チップ５０は、図１に示すように、半導体基板５１と、該半導体基板５１の一面５１ａに構成された、センサチップ１０の出力信号を処理する回路部５２と、該回路部５２と電気的に接続されたパッド５３と、を有する。
【００３３】
回路部５２は、図３に示すように、振動子１９のｘ方向の振動状態（振動振幅と振動周波数）を検出するモニター回路５４と、駆動電圧Ｖｄを生成する駆動回路５５と、振動子１９のｙ方向の変位量（振動振幅）を検出する変位検出回路５６と、を有する。
【００３４】
モニター回路５４は、第２センサパッド４１から入力されるモニターコンデンサの静電容量変化に基づいて、振動子１９のｘ方向の振動状態（振動振幅）を検出する。
【００３５】
駆動回路５５は、モニター回路５４の出力信号に基づいて、ｘ方向の振動振幅と振動周波数とが一定となる駆動電圧Ｖｄ（駆動力Ｆｄ）を生成し、生成した駆動電圧Ｖｄを第３センサパッド４２に入力する。このように、振動子１９の振動状態が、内圧や温度の変化などによって変化したとしても、振動子１９のｘ方向の振動状態は一定に保たれる。
【００３６】
変位検出回路５６は、第４センサパッド４３から入力される検出コンデンサの静電容量変化に基づいて、変位部２０（振動子１９）のｙ方向の変位量（振動振幅）を電気信号に変換するものである。
【００３７】
なお、回路部５２は、上記構成要素の他に、第１センサパッド４０にＤＣ電圧を入力するＤＣ電圧印加回路（図示略）と、第５センサパッド４４に一定電圧を入力する一定電圧生成回路（図示略）と、を有する。
【００３８】
パッド５３は、センサパッド１８に対応する回路パッド５７と、後述する内部端子７３と電気的に接続される外部パッド５８と、を有する。センサパッド１８と回路パッド５７とがバンプ６０を介して機械的及び電気的に接続され、内部端子７３と外部パッド５８とが配線６２を介して電気的に接続されている。
【００３９】
図１に示すように、センサパッド１８、回路パッド５７、及び、バンプ６０それぞれは、被覆材６４によって覆われており、センサチップ１０と回路チップ５０とは、可動膜６３を介して機械的に連結されている。上記したように、センサチップ１０はｘ方向に複数並んでいるが、これと同様にして、回路パッド５７、バンプ６０もｘ方向に複数並んでおり、被膜材６４が、ｘ方向に延びている。これに対して、可動膜６３は、ｙ方向に延びた形状を成し、その端部が、被膜材６４によって覆われ、上記した構成要素１８，５７，６０，６４，４３の全体形状が環状を成している。この環状の部材、センサチップ１０、及び、回路チップ５０によって第２密閉空間Ｓ２が構成され、その内圧は、可動膜６３によって可変となっている。可動膜６３は、第１密閉空間Ｓ１の内圧が変動すると、それに追随して変化する程度の剛性を有しており、第１密閉空間Ｓ１と第２密閉空間Ｓ２それぞれの内圧は、可動膜６３の変形によって、等しくなる構成となっている。
【００４０】
収納部７０は、図１に示すように、有底筒状の筒部７１と、該筒部７１の開口部を閉塞する蓋部７２と、を有する。筒部７１には、側部内面に設けられた内部端子７３と、側部内部に設けられた内部配線７４と、底部外面に設けられた外部端子７５と、が設けられている。上記したように、内部端子７３と外部パッド５８とが配線６２を介して電気的に接続されており、回路チップ５０の電気信号が、外部パッド５８、配線６２、内部端子７３、内部配線７４、及び、外部端子７５を介して、外部に出力される。なお、筒部７１と蓋部７２とは、機械的及び電気的に接続されており、蓋部７２はグランド電位に固定されている。図１に示すように、蓋部７２には、局所的に厚さの薄くなった薄肉部７２ａが形成されている。
【００４１】
次に、角速度の検出原理について説明する。振動子１９が駆動力Ｆｄによってｘ方向に振動している状態で、ｚ方向に角速度が印加されると、振動子１９にコリオリ力Ｆｃがｙ方向に生じる。振動子１９が、コリオリ力Ｆｃによってｙ方向に変位すると、それに伴って、第１連結部２１を介して振動子１９と連結された変位部２０（第１検出電極２８）が、ｙ方向に変位する。この結果、検出電極２８，３８間の相対距離が変動し、検出コンデンサの静電容量が変化する。この静電容量変化が、第２検出電極３８に形成された第２センサパッド４１、バンプ６０、及び、パッド５３を介して、回路チップ５０に入力される。
【００４２】
次に、本実施形態に係る角速度センサ１００の特徴点である変化部９０を説明する。変化部９０は、第１密閉空間Ｓ１の圧力が一定となるように、蓋部７２の形状を変化させるものである。変化部９０は、圧電素子９１と、温度センサ９２と、供給部９３と、を有する。圧電素子９１は、自身に流れる電流に応じて、圧力を発生させる素子であり、その流れる電流方向に応じて、圧力の発生方向が異なる性質を有する。本実施形態に係る圧電素子９１は、一方向と、その反対の逆方向とに圧力を発生させる性質を有する。圧電素子９１は、絶縁部材（図示略）を介して蓋部７２の薄肉部７２ａに固定され、第１密閉空間Ｓ１の外に設置されている。圧電素子９１に、ある方向の電流（以下、第１電流と示す）が流れると、圧電素子９１は、センサチップ１０から遠ざかるように薄肉部７２ａをｚ方向に撓ませることで、第１密閉空間Ｓ１の体積を膨張させ、その圧力を減圧する。これとは反対に、圧電素子９１に、第１電流とは逆方向の電流（以下、第２電流と示す）が流れると、圧電素子９１は、センサチップ１０に近づくように薄肉部７２ａをｚ方向に撓ませることで、第１密閉空間Ｓ１の体積を収縮させ、その圧力を増大する。
【００４３】
温度センサ９２は、第１密閉空間Ｓ１の温度を測定するものである。第１密閉空間Ｓ１内の圧力は、温度に依存するため、温度センサ９２の出力信号に基づいて、第１密閉空間Ｓ１内の圧力を測定することができる。
【００４４】
供給部９３は、温度センサ９２の出力信号に基づいて、第１密閉空間Ｓ１の圧力が一定となるように、圧電素子９１に電流を流すものである。供給部９３は、温度センサ９２の出力信号が閾値を越えた場合に、内圧が上昇したと判断して、圧電素子９１に第１電流を供給する。また、供給部９３は、温度センサ９２の出力信号が閾値を下回った場合に、内圧が下降したと判断して、圧電素子９１に第２電流を供給する。
【００４５】
第１電流が圧電素子９１に流れると、第１密閉空間Ｓ１の体積が膨張するが、それに伴い、可動膜６３も変化する。これによって、第２密閉空間Ｓ２の体積も膨張し、２つの密閉空間の内圧が同じく減少する。これとは反対に、第２電流が圧電素子９１に流れると、第１密閉空間Ｓ１の体積が収縮するが、それに伴い、可動膜６３も変化する。これによって、第２密閉空間Ｓ２の体積も収縮し、２つの密閉空間の内圧が同じく減少する。以上から、第１密閉空間Ｓ１の圧力が一定となるように、蓋部７１の形状を変化させると、第２密閉空間Ｓ２の圧力が一定となるように、可動膜６３も変化する。そのため、第１密閉空間Ｓ１と第２密閉空間Ｓ２それぞれの内圧が一定に保たれる。
【００４６】
次に、本実施形態に係る角速度センサ１００の作用効果を説明する。上記したように、蓋部７２の形状を変化させ、第１密閉空間Ｓ１の体積を変化させることで、第１密閉空間Ｓ１と第２密閉空間Ｓ２の圧力（以下、単に内圧と示す）を一定としている。これによれば、内圧を調整する手段として、ハンダ合金の表面がＡｕ膜で被覆されて成り、ハンダ合金に気体分子を吸着させることで内圧を調整する構成と比べて、内圧を調整する手段である変化部９０の寿命の低下が抑制される。これにより、時間が経つと、センサ部１５の角速度の検出精度が低下することが抑制される。
【００４７】
蓋部７２は、グランド電位に固定され、圧電素子９１は、第１密閉空間Ｓ１の外にある。これによれば、圧電素子が第１密閉空間Ｓ１内にある構成とは異なり、圧電素子９１とセンサ部１５とが、物理的に隔離される。そのため、圧電素子９１を構成する部材の一部が剥離した際に、その剥離したものがセンサ部１５に影響を及ぼすことが抑制される。また、圧電素子９１を流れる電流から生じるノイズが、センサ部１５に印加されることも抑制される。したがって、圧電素子が第１密閉空間Ｓ１内にある構成と比べて、センサ部１５の検出精度が低下することが抑制される。
【００４８】
密閉空間の圧力（内圧）は、１気圧よりも低い低圧状態となっている。この場合、振動子１９のｙ方向の振動状態を表すＱｓ値、及び、ｘ方向の振動状態を表すＱｄ値の変動は、内圧が１気圧の場合と比べて大きくなる。したがって、上記したように、内圧を一定に調整する構成が好ましい。
【００４９】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【００５０】
本実施形態では、供給部９３が、温度センサ９２の出力信号に基づいて、第１密閉空間Ｓ１の内圧が一定となるように、圧電素子９１に電流を流す例を示した。しかしながら、図４に示すように、供給部９３が、駆動回路５５の出力信号に基づいて、第１密閉空間Ｓ１の内圧が一定となるように、圧電素子９１に電流を流す構成を採用することもできる。振動子１９のｘ方向の振動振幅Ａは、ｘ方向への振動状態を表すＱｄ値と、駆動回路５５が振動子１９をｘ方向に振動させる駆動力Ｆｄとに依存する。内圧変動によってＱｄ値が変動した場合、駆動回路５５は、振動振幅Ａを一定に保つために、駆動力Ｆｄを変動させる。駆動力Ｆｄの値は、駆動回路５５の出力信号によって決定される。したがって、駆動回路５５の出力信号に基づいて、蓋部７２の形状を変化させることで、第１密閉空間Ｓ１の圧力を一定とすることができる。なお、この構成の場合、図４に示すように、変化部９０は、温度センサ９２を有さずともよく、駆動回路５５の出力信号が、供給部９３に入力される。
【００５１】
本実施形態では、可動膜６３が、センサチップ１０と回路チップ５０との間に設けられた例を示した。しかしながら、図５に示すように、センサチップ１０に可動膜６３を形成してもよい。この変形例では、第１半導体層１２の一部の厚さを薄くすることで、可動膜６３を形成している。
【００５２】
本実施形態では、圧電素子９１が第１密閉空間Ｓ１の外に設けられた例を示した。しかしながら、図６に示すように、圧電素子９１が第１密閉空間Ｓ１内に設けられた構成を採用することもできる。
【００５３】
本実施形態では、第２密閉空間Ｓ２が第１密閉空間Ｓ１内に構成された例を示した。しかしながら、図６に示すように、第２密閉空間Ｓ２は無くともよい。
【００５４】
本実施形態では、静電容量式センサとして、角速度センサを採用した例を示した。しかしながら、静電容量式センサの用途としては、上記例に限定されず、例えば、加速度センサに採用してもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１５・・・センサ部
２８・・・可動電極
３８・・・固定電極
５６・・・変位検出回路
７０・・・第１収納部
７１・・・筒部
７２・・・蓋部
９０・・・変化部
Ｓ１・・・第１密閉空間
１００・・・角速度センサ
【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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