(57)【要約】【課題】物体の物理量の検出精度が高い、小型の物理量検出装置を提供する。【解決手段】振動ジャイロ２０１において、振動片１００とパッケージベース２０２との接続を中継する中継基板２５０は、同電位の第４中継電極２４４と第６中継電極２４９とが、図中下方に隠れて図示されない二電極接続配線２５２により電気的に接続されている。これにより、振動片１００の六つの接続ポイント、すなわち第１中継電極２４７、第２中継電極２４５、第３中継電極２４６、第４中継電極２４４、第５中継電極２４８、および第６中継電極２４９を、それらと対応させて中継基板２５０の他方の主面に設けられた第３中継端子２５６および第５中継端子２５８などの五つの中継端子に絞って出力可能とし、パッケージベース２０２の第１突部端子２３４、第２突部端子２３５、第３突部端子２３６、第４突部端子２３７、および第５突部端子２３８にそれぞれ接合する構成とした。【選択図】図５
2011017580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、前記基部から両側に延出された連結腕と、前記連結腕の一方の先端付近から該連結腕の延出方向と直交する二方向のそれぞれに同じ長さで延出され第１駆動電極および第２駆動電極を有する第１駆動振動腕と、他方の前記連結腕の先端付近から該連結腕の延出方向と直交する二方向のそれぞれに同じ長さで延出され第３駆動電極および第４駆動電極を有する第２駆動振動腕と、平面視で前記第１駆動振動腕と前記第２駆動振動腕との間に設けられ、前記基部から一方に延出され第１検出電極および第２検出電極を有する第１検出振動腕、および、前記基部から他方に延出され第３検出電極および第４検出電極を有する第２検出振動腕と、前記第１駆動電極と前記第３駆動電極とを電気的に接続する第１駆動配線と、前記第２駆動電極と前記第４駆動電極とを電気的に接続する第２駆動配線と、を有する振動片と、
前記第１駆動電極および前記第３駆動電極が接続される第１中継電極と、前記第２駆動電極および前記第４駆動電極が接続される第２中継電極と、前記第１検出電極が接続される第３中継電極と、前記第２検出電極が接続される第４中継電極と、前記第３検出電極が接続される第５中継電極と、前記第４検出電極が接続される第６中継電極と、前記第４中継電極と前記第６中継電極とを電気的に接続する二電極接続配線と、を有する中継部と、
前記第１駆動電極と前記第２駆動電極との少なくとも一方、および、前記第３駆動電極と前記第４駆動電極との少なくとも一方に駆動信号を供給する駆動回路と、前記第１検出振動腕に形成された前記第１検出電極または前記第２検出電極に生じる第１検出信号と、前記第２検出振動腕に形成された前記第３検出電極または前記第４検出電極に生じる第２検出信号とを差動増幅させて差動増幅信号を生成し該差動増幅信号に基づいて物理量を検出する検出回路と、を少なくとも含み、且つ、複数の電子部品側ボンディング部を有する電子部品と、
前記電子部品の複数の電子部品側ボンディング部と電気的に接続される第１のベース基板側ボンディング部、第２のベース基板側ボンディング部、およびその他のベース基板側ボンディング部と、前記第１のベース基板側ボンディング部および前記第２のベース基板側ボンディング部より鉛直方向に突出した突部上に前記中継部との電気的な接続に供する接続端子が設けられた第１突部、第２突部、第３突部、第４突部、および第５突部と、を有するベース基板であって、
平面視で前記第１のベース基板側ボンディング部と前記第２のベース基板側ボンディング部との間に少なくとも一部が配置され、前記第４中継電極、前記第６中継電極、および前記二電極接続配線の少なくとも一部が電気的に接続される前記第１突部と、
平面視で前記第１のベース基板側ボンディング部、前記第２のベース基板側ボンディング部、および前記第１突部のそれぞれの少なくとも一部を間に配置する位置関係にある前記第２突部および前記第３突部であって、前記ベース基板の一端側で、且つ、前記電子部品の一端付近に配置され、前記第１中継電極および前記第２中継電極の一方が電気的に接続される前記第２突部と、前記第３中継電極および前記第５中継電極の一方が電気的に接続される前記第３突部と、
平面視で前記ベース基板の他端寄りで、且つ、前記電子部品の他端付近に配置される前記第４突部および前記第５突部であって、前記第１中継電極および前記第２中継電極の他方が電気的に接続される前記第４突部、および、前記第３中継電極および前記第５中継電極の他方が電気的に接続される前記第５突部と、を有するベース基板と、を含むことを特徴とする物理量検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の物理量検出装置において、
前記第１突部〜第５突部に設けられた前記接続端子の各々が、前記ベース基板側ボンディング部のうち前記接続端子と同電位の前記ベース基板側ボンディング部と平面視で隣り合うように配置されていることを特徴とする物理量検出装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の物理量検出装置において、
前記中継部の基材がレーザーを透過しない材料で形成されていることを特徴とする物理量検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動片の振動や変位を検出することにより、物理量を検出する物理量検出装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両における車体制御やカーナビゲーションシステムの自車位置検出、また、デジタルカメラやデジタルビデオカメラなどの振動制御補正機能（所謂手ぶれ補正）などを充実させる物理測定装置としての振動ジャイロセンサー（以下振動ジャイロと呼ぶ）が広く利用されている。振動ジャイロは、水晶などの圧電性単結晶物からなるジャイロ振動片により、物体の揺れや回転などの振動によってジャイロ振動片の一部に発生する電気信号を角速度として検出し、回転角を算出することによって物体の変位を求めるものである。
このような振動ジャイロを搭載する電子機器に対して、近年、高機能化の要求がますます高まるのに伴って、振動ジャイロには、より高精度な角速度検出を実現する高感度化が強く求められてきている。
【０００３】
振動ジャイロは、例えば水晶基板などの圧電薄板を加工することにより形成された振動片（ジャイロ素子）と、その振動片を駆動振動させる駆動回路、および、角速度が加わったときに振動片に生じる検出振動を検出する検出回路と、を含む電子部品としてのＩＣチップが、ベース基板としてのパッケージ内に気密に封止された構造を有している。すなわち、例えば、特許文献１に示された、従来より広く用いられている圧電振動片を有する圧電振動デバイスと同様な構造を有している。
【０００４】
特許文献１に記載の圧電振動デバイス（水晶発振器）は、振動片（圧電振動板）と、その振動片とともに発振回路を構成する電子部品としてのＩＣチップ（集積回路素子）とが、パッケージ（セラミックパッケージ）内に接合され、気密に封止されている。
パッケージの収納部を構成するパッケージベースは、上部が開口した凹部を有している。さらに、この凹部には、ＩＣチップが接合で収納される下部収納部と、振動片が接合されて収納される上部収納部とを有し、その下部収納部にＩＣチップが接合され、上部収納部に振動片が接合される。さらに詳細には、下部収納部には、ＩＣチップがダイボンディングされる凹部の凹底部分と、ＩＣチップを囲む領域の一段高い位置に形成されたＩＣチップの電子部品側ボンディング部としての電極パッドとボンディングワイヤーにより接続されるベース基板側ボンディング部とを有している。さらに、ベース基板側ボンディング部の外側の領域の一段高い位置には、振動片の一端側が接合される接合電極（電極パッド）が設けられ、振動片の他端側の下方には、振動や落下などによる圧電振動デバイス内の振動片の変位を機械的に規制する枕部（補助支持部）が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−５４６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の圧電振動デバイスの構成では、下部収納部から上部収納部に向かって、平面視で外側に広がった位置に各収納部の接合端子が配置されている。すなわち、平面視で、下部収納部にダイボンディングされたＩＣチップを囲む領域に、ベース基板側ボンディング部が配置され、そのベース基板側ボンディング部のさらに外側の領域に、振動片の接合端子および枕部が配置されている。このため、圧電振動デバイスの小型化、特に、平面サイズの小型化が図り難いという問題があった。
【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〕本適用例にかかる物理量検出装置は、基部と、前記基部から両側に延出された連結腕と、前記連結腕の一方の先端付近から該連結腕の延出方向と直交する二方向のそれぞれに同じ長さで延出され第１駆動電極および第２駆動電極を有する第１駆動振動腕と、他方の前記連結腕の先端付近から該連結腕の延出方向と直交する二方向のそれぞれに同じ長さで延出され第３駆動電極および第４駆動電極を有する第２駆動振動腕と、平面視で前記第１駆動振動腕と前記第２駆動振動腕との間に設けられ、前記基部から一方に延出され第１検出電極および第２検出電極を有する第１検出振動腕、および、前記基部から他方に延出され第３検出電極および第４検出電極を有する第２検出振動腕と、前記第１駆動電極と前記第３駆動電極とを電気的に接続する第１駆動配線と、前記第２駆動電極と前記第４駆動電極とを電気的に接続する第２駆動配線と、を有する振動片と、前記第１駆動電極および前記第３駆動電極が接続される第１中継電極と、前記第２駆動電極および前記第４駆動電極が接続される第２中継電極と、前記第１検出電極が接続される第３中継電極と、前記第２検出電極が接続される第４中継電極と、前記第３検出電極が接続される第５中継電極と、前記第４検出電極が接続される第６中継電極と、前記第４中継電極と前記第６中継電極とを電気的に接続する二電極接続配線と、を有する中継部と、前記第１駆動電極と前記第２駆動電極との少なくとも一方、および、前記第３駆動電極と前記第４駆動電極との少なくとも一方に駆動信号を供給する駆動回路と、前記第１検出振動腕に形成された前記第１検出電極または前記第２検出電極に生じる第１検出信号と、前記第２検出振動腕に形成された前記第３検出電極または前記第４検出電極に生じる第２検出信号とを差動増幅させて差動増幅信号を生成し該作動増幅信号に基づいて物理量を検出する検出回路と、を少なくとも含み、且つ、複数の電子部品側ボンディング部を有する電子部品と、前記電子部品の複数の電子部品側ボンディング部と電気的に接続される第１のベース基板側ボンディング部、第２のベース基板側ボンディング部、およびその他のベース基板側ボンディング部と、前記第１のベース基板側ボンディング部および前記第２のベース基板側ボンディング部より鉛直方向に突出した突部上に前記中継部との電気的な接続に供する接続端子が設けられた第１突部、第２突部、第３突部、第４突部、および第５突部と、を有するベース基板であって、平面視で前記第１のベース基板側ボンディング部と前記第２のベース基板側ボンディング部との間に少なくとも一部が配置され、前記第４中継電極、前記第６中継電極、および前記二電極接続配線の少なくとも一部が電気的に接続される前記第１突部と、平面視で前記第１のベース基板側ボンディング部、前記第２のベース基板側ボンディング部、および前記第１突部のそれぞれの少なくとも一部を間に配置する位置関係にある前記第２突起部および前記第３突部であって、前記ベース基板の一端側で、且つ、前記電子部品の一端付近に配置され、前記第１中継電極および前記第２中継電極の一方が電気的に接続される前記第２突部と、前記第３中継電極および前記第５中継電極の一方が電気的に接続される前記第３突部と、平面視で前記ベース基板の他端寄りで、且つ、前記電子部品の他端付近に配置される前記第４突部および前記第５突部であって、前記第１中継電極および前記第２中継電極の他方が電気的に接続される前記第４突部、および、前記第３中継電極および前記第５中継電極の他方が電気的に接続される前記第５突部と、を有するベース基板と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
上記適用例の物理量検出装置によれば、振動片とベース基板との接続を中継する中継部において、第１中継電極と第６中継電極とが二電極接続配線により電気的に接続されていることにより、振動片の六つの接続ポイントを五つに絞って出力することできる。これにより、振動片が接合された中継部との接合端子となるベース基板の突部を一つ減らすことがきるので、限られた面積においてベース基板に設ける機能構造を付与することができ、小型で高機能を有する物理量検出装置を提供することができる。
【００１０】
〔適用例２〕上記適用例にかかる物理量検出装置において、前記第１突部〜第５突部に設けられた前記接続端子の各々が、前記ベース基板側ボンディング部のうち前記接続端子と同電位の前記ベース基板側ボンディング部と平面視で隣り合うように配置されていることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、突部上に中継部を接合するときに用いる導電性接着剤などの固化前にペースト状を呈する接合部材を用いた場合に、固化前の接合部材がベース基板側ボンディング部に流れたり垂れたりした場合でも、短絡などの電気的な不具合が起こり難い。
【００１２】
〔適用例３〕上記適用例にかかる物理量検出装置において、前記中継部の基材がレーザーを透過しない材料で形成されていることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、物理量検出装置の製造工程において、レーザーを用いて振動片の電極の一部をトリミングして質量を減少させることにより周波数を変化させる周波数調整を行う際に、レーザー光が振動片の下方の電子部品などに照射されてダメージを受けるなどの不具合を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態の振動ジャイロにかかる振動片を一方の主面側から見た概略平面図。
【図２】本実施形態の振動ジャイロにかかる振動片を他方の主面側から見た概略平面図る。
【図３】振動片の動作を説明するための概略平面図。
【図４】振動片の動作を説明するための概略平面図。
【図５】（ａ）は、振動ジャイロの一実施形態を説明する上側からみた概略平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面を示す概略断面図。
【図６】振動ジャイロの一実施形態を底面側からみた概略平面図。
【図７】本実施形態の振動ジャイロにかかるＩＣ搭載部を説明する概略平面図。
【図８】（ａ）は、本実施形態の振動ジャイロにかかる中継基板を上側からみた概略平面図、（ｂ）は、下側からみた概略平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
〔振動片〕
まず、本実施形態に係る振動片１００について、図面を参照しながら説明する。図１は、振動片１００を一方の主面（第１表面１０１）側から見た概略平面図である。図２は、振動片１００を他方の主面（第２表面１０２）側から見た概略平面図である。なお、図２は、図１の透視図である。また、図１および図２において、駆動振動電極、配線、端子などに斜め線のハッチングを施しているが、これは、各部の構成をわかりやすくする便宜上施しているものであり、金属の断面を示すものではない。
【００１７】
以下、まず振動片１００の形状等について説明し、次に振動片１００に形成された各電極、配線、端子の配置等について説明し、次に振動片１００の動作について説明する。
【００１８】
〔振動片の形状等〕
振動片１００の材質としては、例えば、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなどの圧電材料やシリコンなどが挙げられる。振動片１００は、図１および図２に示すように、いわゆるダブルＴ型のジャイロスコープであることができる。振動片１００は、例えば水晶の結晶軸のＸ軸とＹ軸とで定義される平面（以下、ＸＹ平面という）に拡がりを有し、Ｚ軸方向に厚みを有することができる。振動片１００は、互いに反対を向く第１表面１０１（図１参照）および第２表面１０２（図２参照）と、第１表面１０１および第２表面１０２を接続する側面１０３と、を有する。第１表面１０１および第２表面１０２は、ＸＹ平面に平行な面であって、第２表面１０２は、後述する図５に示すように、パッケージベース２０２の凹部の凹底部分の面と対向する面である。側面１０３は、第１表面１０１および第２表面１０２と直交し、Ｚ軸に平行な面である。なお、本発明に係る記載では、「Ｘ軸」という文言を、Ｘ軸およびＸ軸を中心に０度より大きく２度以下の範囲の傾斜をした軸を意味するものとして用いる。「Ｙ軸」および「Ｚ軸」についても同様とする。
【００１９】
振動片１００は、図１および図２に示すように、基部１０と、第１連結腕２０および第２連結腕２２と、第１検出振動腕３０および第２検出振動腕３２と、第１駆動振動腕４０および第２駆動振動腕４２と、第１梁５０、第２梁５２、第３梁５４および第４梁５６と、第１支持部６０および第２支持部６２と、を含む。
【００２０】
基部１０は、振動片１００の重心Ｇを有する。重心Ｇは、振動片１００の重心位置であることができる。Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、互いに直交し、重心Ｇを通るものとする。振動片１００は、重心Ｇに関して、点対称であることができる。すなわち、振動片１００は、ＸＺ平面に関して面対称であり、かつＹＺ平面に関して面対称であることができる。
【００２１】
第１連結腕２０および第２連結腕２２は、基部１０からＸ軸に沿って、それぞれ正および負の方向に延出している。第１検出振動腕３０および第２検出振動腕３２は、基部１０からＹ軸に沿って、それぞれ正および負の方向に延出している。第１駆動振動腕４０は、第１連結腕２０からＹ軸に沿って、それぞれ正および負の方向に延出している。第２駆動振動腕４２は、第２連結腕２２からＹ軸に沿って、それぞれ正および負の方向に延出している。第１検出振動腕３０および第２検出振動腕３２によって、角速度を検出する検出振動系が構成されている。また、第１連結腕２０および第２連結腕２２と第１駆動振動腕４０および第２駆動振動腕４２とによって、振動片１００を駆動させる駆動振動系が構成されている。
【００２２】
第１検出振動腕３０および第２検出振動腕３２の先端部３０ａ，３２ａは、他の部分より幅が大きい（Ｘ軸方向の長さが大きい）略四角形の形状を有している。同様に、第１駆動振動腕４０および第２駆動振動腕４２それぞれの先端部４０ａ，４２ａおよび先端部４４ａ，４６ａは、他の部分より幅が大きい略四角形の形状を有している。このような形状の先端部３０ａ，３２ａ，４０ａ，４２ａ，４４ａ，４６ａによって、振動片１００は、角速度の検出感度を向上させることができる。
【００２３】
第１支持部６０は、第１検出振動腕３０に対して、Ｙ軸の正の方向側に配置されている  。第２支持部６２は、第２検出振動腕３２に対して、Ｙ軸の負の方向側に配置されている。支持部６０，６２のＸ軸方向の長さは、第１検出振動腕３０および第２検出振動腕３２の先端部３０ａ，３２ａのＸ軸方向の長さよりも大きく、例えば、第１連結腕２０および第２連結腕２２および基部１０のＸ軸方向の長さの合計と同じ程度である。図示の例では、支持部６０，６２の平面形状は、略矩形であるが、特に限定されるものではない。支持部６０，６２は、第１検出振動腕３０および第２検出振動腕３２と、第１駆動振動腕４０および第２駆動振動腕４２とから離間して配置されている。第１支持部６０および第２支持部６２は、後述する図５に示すように、パッケージベース２０２に固定される部位となる。
【００２４】
第１梁５０は、図１および図２に示すように、基部１０から、第１検出振動腕３０と第１駆動振動腕４０との間を通って、第１支持部６０まで延出している。第２梁５２は、基部１０から、第２検出振動腕３２と第１駆動振動腕４０との間を通って、第２支持部６２まで延出している。第３梁５４は、基部１０から、第１検出振動腕３０と第２駆動振動腕４２との間を通って、第１支持部６０まで延出している。第４梁５６は、基部１０から、第２検出振動腕３２と第２駆動振動腕４２との間を通って、第２支持部６２まで延出している。このように第１および第３梁５０，５４は、第１支持部６０と接続しており、第２および第４梁５２，５６は、第２支持部６２と接続しており、基部１０を支持することができる。梁５０，５２，５４，５６は、Ｓ字形状部５０ａ，５２ａ，５４ａ，５６ａをそれぞれ有することができる。図示の例では、例えば第１梁５０は、基部１０からＸ軸の正の方向に延出し、次にＹ軸の正の方向に延出し、次にＸ軸の負の方向に延出し、次にＹ軸の正の方向に延出し、次にＸ軸の正の方向に延出し、次にＹ軸の正の方向に延出して、第１支持部６０と接続している。すなわち、図示の例では、第１梁５０は、Ｓ字形状部５０ａにおいて、Ｘ軸方向と平行となる部分を３つ有している。同様に、第２梁５２、第３梁５４、および第４梁５６の各々は、Ｓ字形状部５２ａ，５４ａ，５６ａにおいて、Ｘ軸方向と平行となる部分を３つ有している。Ｓ字形状部５０ａ，５２ａ，５４ａ，５６ａによって、第１梁５０、第２梁５２、第３梁５４、および第４梁５６は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に弾性を得ることができる。
【００２５】
以上、説明した振動片１００の外形形状は、例えば水晶ウエハなどの圧電基板材料をフッ酸溶液などでウエットエッチングしたり、ドライエッチングすることにより精密に形成することができる。
【００２６】
〔電極、配線、端子の配置等〕
振動片１００には、図１および図２に示すように、第１検出電極および第３検出電極としての検出信号電極１１０、検出信号配線１１２、検出信号端子１１４、第２検出電極および第４検出電極としての検出接地電極１２０、検出接地配線１２２、検出接地端子１２４、第１駆動電極および第３駆動電極としての駆動信号電極１３０、駆動信号配線１３２、駆動信号端子１３４、第２駆動電極および第４駆動電極としての駆動接地電極１４０、駆動接地配線１４２、および駆動接地端子１４４が形成されている。なお、図１および図２において、各種電極、配線、端子をわかり易く区別して説明する便宜上、検出信号電極１１０、検出信号配線１１２および検出信号端子１１４を右下斜線で示し、検出接地電極１２０、検出接地配線１２２および検出接地端子１２４をクロス斜線で示し、駆動信号電極１３０、駆動信号配線１３２および駆動信号端子１３４を左下斜線で示し、駆動接地電極１４０、駆動接地配線１４２および駆動接地端子１４４をクロス縦横線で示している。また、図１および図２において、振動片１００の側面１０３に形成されている電極、配線、端子を、太線で示している。
【００２７】
上記の各種電極、各種配線、および各種端子の材質としては、例えば、振動片１００側からクロム、金の順序で積層したものなどを用いることができる。各種電極は、互いに電気的に分離されている。各種配線は、互いに電気的に分離されている。各種端子は、互いに電気的に分離されている。
【００２８】
以下、各種電極、配線、および端子について詳細に説明する。
【００２９】
〔検出信号電極、検出信号配線および検出信号端子〕
検出信号電極１１０は、図１および図２に示すように、第１検出振動腕３０および第２検出振動腕３２に形成されている。本発明では、第１検出振動腕３０に形成された検出信号電極１１０を第１検出電極とし、第２検出振動腕３２に形成された検出信号電極１１０を第３検出電極としている。ただし、図示の例では、検出信号電極１１０は、第１検出振動腕３０および第２検出振動腕３２の各先端部３０ａ，３２ａには形成されていない。より具体的には、検出信号電極１１０は、第１検出振動腕３０および第２検出振動腕３２の第１表面１０１および第２表面１０２に形成されている。検出信号電極１１０は、ＸＺ平面に関して、面対称に配置されている。検出信号電極１１０は、第１検出振動腕３０および第２検出振動腕３２の検出振動が励起されたときに、該振動によって発生する圧電材料の歪みを、検出するための電極である。
【００３０】
検出信号配線１１２は、図１に示すように、第１および第２梁５０，５２に形成されている。より具体的には、検出信号配線１１２は、第１および第２梁５０，５２の第１表面１０１に形成されていることができる。さらに、検出信号配線１１２は、図１および図２に示すように、第１梁５０と基部１０との接合部分の側面１０３ａと、第２梁５２と基部１０との接合部分の側面１０３ｂと、基部１０の第１および第２表面１０１，１０２と、に形成されていることができる。検出信号配線１１２は、ＸＺ平面に関して、面対称に配置されている。
【００３１】
検出信号端子１１４は、第１支持部６０および第２支持部６２に形成されている。より具体的には、検出信号端子１１４は、第１支持部６０および第２支持部６２の第１および第２表面１０１，１０２、さらに側面１０３に形成されていることができる。第１支持部６０の表面１０１，１０２および側面１０３に形成された検出信号端子１１４は、互いに電気的に接続されている。また、第２支持部６２の表面１０１，１０２および側面１０３に形成された検出信号端子１１４は、互いに電気的に接続されている。図示の例では、第１支持部６０に形成された検出信号端子１１４は、後述するように駆動接地電極１４０が形成される第１駆動振動腕４０の一方の先端部４０ａに対して、Ｙ軸の正の方向側に配置されている。すなわち、第１支持部６０に形成された検出信号端子１１４と、先端部４０ａに形成された駆動接地電極１４０とは、Ｙ軸方向において対向しているといえる。また、第２支持部６２に形成された検出信号端子１１４は、後述するように駆動接地電極１４０が形成される第１駆動振動腕４０の他方の先端部４２ａに対して、Ｙ軸の負の方向側に配置されている。すなわち、第２支持部６２に形成された検出信号端子１１４と、先端部４２ａに形成された駆動接地電極１４０とは、Ｙ軸方向において対向しているといえる。検出信号端子１１４は、ＸＺ平面に関して、面対称に配置されている。
【００３２】
第１支持部６０に形成された検出信号端子１１４は、図１に示すように、第１梁５０に形成された検出信号配線１１２を介して、第１検出振動腕３０に形成された本発明における第１検出電極としての検出信号電極１１０と電気的に接続されている。より具体的には、図１および図２に示すように、第１支持部６０に形成された検出信号端子１１４は、第１梁５０の第１表面１０１に形成された検出信号配線１１２と接続され、検出信号配線１１２は、第１梁５０の第１表面１０１から、第１梁５０と基部１０との接合部分の側面１０３ａ、そして基部１０の第１および第２表面１０１，１０２を通って、第１検出振動腕３０の第１および第２表面１０１，１０２に形成された検出信号電極１１０に接続されていることができる。これにより、第１検出振動腕３０が振動することにより生じる第１検出信号を、検出信号電極１１０から第１支持部６０に形成された検出信号端子１１４に伝達することができる。
【００３３】
第２支持部６２に形成された検出信号端子１１４は、図１に示すように、第２梁５２に形成された検出信号配線１１２を介して、第２検出振動腕３２に形成された本発明における第３検出電極としての検出信号電極１１０と電気的に接続されている。より具体的には、図１および図２に示すように、第２支持部６２に形成された検出信号端子１１４は、第２梁５２の第１表面１０１に形成された検出信号配線１１２と接続され、検出信号配線１１２は、第２梁５２の第１表面１０１から、第２梁５２と基部１０との接合部分の側面１０３ｂ、そして基部１０の第１および第２表面１０１，１０２を通って、第２検出振動腕３２の第１および第２表面１０１，１０２に形成された検出信号電極１１０に接続されていることができる。これにより、第２検出振動腕３２が振動することにより生じる第２検出信号を、検出信号電極１１０から第２支持部６２に形成された検出信号端子１１４に伝達することができる。
【００３４】
〔検出接地電極、検出接地配線および検出接地端子〕
検出接地電極１２０は、図１および図２に示すように、第１検出振動腕３０および第２検出振動腕３２の検出信号電極１１０よりも先端側の先端部３０ａ，３２ａに形成されている。本発明では、先端部３０ａに形成された検出接地電極１２０を第２検出電極とし、先端部３２ａに形成された検出接地電極１２０を第４検出電極としている。より具体的には、検出接地電極１２０は、先端部３０ａ，３２ａの第１および第２表面１０１，１０２に形成されていることができる。さらに、検出接地電極１２０は、第１検出振動腕３０および第２検出振動腕３２の側面１０３に形成されていることができる。第１検出振動腕３０の表面１０１，１０２および側面１０３に形成された検出接地電極１２０は、互いに電気的に接続されている。また、第２検出振動腕３２の表面１０１，１０２および側面１０３に形成された検出接地電極１２０は、互いに電気的に接続されている。図示の例では、検出接地電極１２０は、ＸＺ平面に関して、面対称に配置されている。検出接地電極１２０は、検出信号電極１１０に対してグランドとなる電位を有することができる。
【００３５】
検出接地配線１２２は、第１および第２梁５０，５２に形成されている。より具体的には、検出接地配線１２２は、第１および第２梁５０，５２の第２表面１０２、側面１０３に形成されていることができる。さらに、検出接地配線１２２は、基部１０の第１および第２表面１０１，１０２に形成されていることができる。図示の例では、検出接地配線１２２は、ＸＺ平面に関して、面対称に配置されている。
【００３６】
検出接地端子１２４は、第１支持部６０および第２支持部６２に形成されている。より具体的には、検出接地端子１２４は、第１支持部６０および第２支持部６２の第１および第２表面１０１，１０２、さらに側面１０３に形成されていることができる。第１支持部６０の表面１０１，１０２および側面１０３に形成された検出接地端子１２４は、互いに電気的に接続されている。また、第２支持部６２の表面１０１，１０２および側面１０３に形成された検出接地端子１２４は、互いに電気的に接続されている。図示の例では、第１支持部６０に形成された検出接地端子１２４は、検出接地電極１２０が形成された第１検出振動腕３０の先端部３０ａに対して、Ｙ軸の正の方向側に配置されている。すなわち、第１支持部６０に形成された検出接地端子１２４と、先端部３０ａに形成された検出接地電極１２０とは、Ｙ軸方向において対向しているといえる。また、第２支持部６２に形成された検出接地端子１２４は、検出接地電極１２０が形成された第２検出振動腕３２の先端部３２ａに対して、Ｙ軸の負の方向側に配置されている。すなわち、第２支持部６２に形成された検出接地端子１２４と、先端部３２ａに形成された検出接地電極１２０とは、Ｙ軸方向において対向しているといえる。図示の例では、検出接地端子１２４は、ＸＺ平面に関して、面対称に配置されている。
【００３７】
第１支持部６０に形成された検出接地端子１２４は、第１梁５０に形成された検出接地配線１２２を介して、第１検出振動腕３０に形成された第２検出電極としての検出接地電極１２０と電気的に接続されている。より具体的には、第１支持部６０に形成された検出接地端子１２４は、第１梁５０の第２表面１０２および側面１０３に形成された検出接地配線１２２と接続され、検出接地配線１２２は、第１梁５０の第２表面１０２および側面１０３から、基部１０の第１および第２表面１０１，１０２を通って、第１検出振動腕３０の側面１０３に形成された検出接地電極１２０に接続されていることができる。
【００３８】
第２支持部６２に形成された検出接地端子１２４は、第２梁５２に形成された検出接地配線１２２を介して、第２検出振動腕３２に形成された第４検出電極としての検出接地電極１２０と電気的に接続されている。より具体的には、第２支持部６２に形成された検出接地端子１２４は、第２梁５２の第２表面１０２および側面１０３に形成された検出接地配線１２２と接続され、検出接地配線１２２は、第２梁５２の第２表面１０２および側面１０３から、基部１０の第１および第２表面１０１，１０２を通って、第２検出振動腕３２の側面１０３に形成された検出接地電極１２０に接続されていることができる。
【００３９】
以上のとおりに、振動片１００には、検出信号用の電極、配線、端子（符号：１１０、：１１２、：１１４）と、検出接地の電極、配線、端子（符号：１２０、：１２２、：１２４）とが配置されている。これにより、第１検出振動腕３０に生じた検出振動は、第１検出振動腕３０に形成された検出信号電極１１０と検出接地電極１２０との間の電荷として現れ、第１支持部６０に形成された検出信号端子１１４と検出接地端子１２４とから信号として取り出すことができる。また、第２検出振動腕３２に生じた検出振動は、第２検出振動腕３２に形成された検出信号電極１１０と検出接地電極１２０との間の電荷として現れ、第２支持部６２に形成された検出信号端子１１４と検出接地端子１２４とから信号として取り出すことができる。
【００４０】
〔駆動信号電極、駆動信号配線および駆動信号端子〕
駆動信号電極１３０は、図１および図２に示すように、第１駆動振動腕４０に形成されている。ただし、図示の例では、駆動信号電極１３０は、第１駆動振動腕４０の先端部４０ａ，４２ａには形成されていない。より具体的には、駆動信号電極１３０は、第１駆動振動腕４０の第１表面１０１および第２表面１０２に形成されている。さらに、駆動信号電極１３０は、第２駆動振動腕４２の側面１０３と、第２駆動振動腕４２の先端部４４ａ，４６ａの第１および第２表面１０１，１０２と、に形成されている。第２駆動振動腕４２の表面１０１，１０２および側面１０３に形成された駆動信号電極１３０は、互いに電気的に接続されている。また、第２駆動振動腕４２の表面１０１，１０２および側面１０３に形成された駆動信号電極１３０は、互いに電気的に接続されている。図示の例では、駆動信号電極１３０は、ＸＺ平面に関して、面対称に配置されている。駆動信号電極１３０は、第１駆動振動腕４０および第２駆動振動腕４２の駆動振動を励起させるための電極である。なお、本発明において、第１駆動振動腕４０に形成された駆動信号電極１３０を第１駆動電極とし、第２駆動振動腕４２の先端部４４ａ，４６ａに形成された駆動信号電極１３０を第３駆動電極とする。
【００４１】
駆動信号配線１３２は、図１に示すように、第３および第４梁５４，５６に形成されている。より具体的には、駆動信号配線１３２は、第３および第４梁５４，５６の第１表面１０１に形成されていることができる。さらに、駆動信号配線１３２は、基部１０の第１表面１０１と、第１連結腕２０の第１表面１０１と、第１連結腕２０のＹＺ平面と平行となる側面１０３ｃと、第２連結腕２２のＸＺ平面と平行となる側面１０３ｄと、に形成されていることができる。図示の例では、駆動信号配線１３２は、ＸＺ平面に関して、面対称に配置されている。
【００４２】
駆動信号端子１３４は、図１および図２に示すように、第２支持部６２に形成されている。より具体的には、駆動信号端子１３４は、第２支持部６２の第１および第２表面１０１，１０２、さらに側面１０３に形成されていることができる。第２支持部６２の表面１０１，１０２および側面１０３に形成された駆動信号端子１３４は、互いに電気的に接続されている。図示の例では、第２支持部６２に形成された駆動信号端子１３４は、駆動信号電極１３０が形成された第２駆動振動腕４２の一方の先端部４６ａに対して、Ｙ軸の負の方向側に配置されている。すなわち、第２支持部６２に形成された駆動信号端子１３４と、先端部４６ａに形成された駆動信号電極１３０とは、Ｙ軸方向において対向しているといえる。
【００４３】
第２支持部６２に形成された駆動信号端子１３４は、図１に示すように、第４梁５６に形成された駆動信号配線１３２を介して、第１駆動振動腕４０および第２駆動振動腕４２に形成された駆動信号電極１３０と電気的に接続されている。より具体的には、駆動信号端子１３４は、第４梁５６の第１表面１０１に形成された駆動信号配線１３２と接続され、駆動信号配線１３２は、第４梁５６の第１表面１０１から、基部１０の第１表面１０１、そして第１連結腕２０の第１表面１０１を通って、第１駆動振動腕４０の第１表面１０１に形成された第１駆動電極としての駆動信号電極１３０に接続されていることができる。さらに、図１および図２に示すように、駆動信号配線１３２は、第１連結腕２０の第１表面１０１から、第１連結腕２０の側面１０３ｃを通って、第１駆動振動腕４０の第２表面１０２に形成された駆動信号電極１３０に接続されている。また、さらに、駆動信号配線１３２は、基部１０の第１表面１０１から、第２連結腕２２の側面１０３ｄを通って、第２駆動振動腕４２の側面１０３に形成された駆動信号電極１３０に接続され、さらに、第２駆動振動腕４２の先端部４４ａ，４６ａの第１表面１０１および第２表面１０２表面に形成された第３駆動電極としての駆動信号電極１３０に接続されている。これにより、第１駆動振動腕４０および第２駆動振動腕４２を駆動振動させるための駆動信号を、駆動信号端子１３４から駆動信号電極１３０に伝達することができる。
【００４４】
〔駆動接地電極、駆動接地配線および駆動接地端子〕
第２駆動電極としての駆動接地電極１４０は、図１および図２に示すように、第１駆動振動腕４０の駆動信号電極１３０よりも先端側の先端部４０ａ，４２ａに形成されている。より具体的には、駆動接地電極１４０は、第１駆動振動腕４０の先端部４０ａ，４２ａの第１および第２表面１０１，１０２に形成されている。さらに、駆動接地電極１４０は、第１駆動振動腕４０の側面１０３に形成されている。第１駆動振動腕４０の表面１０１，１０２および側面１０３に形成された駆動接地電極１４０は、互いに電気的に接続されている。また、第２駆動振動腕４２の表面１０１，１０２および側面１０３に形成された第４駆動電極としての駆動接地電極１４０は、互いに電気的に接続されている。さらに、駆動接地電極１４０は、第２駆動振動腕４２の第１および第２表面１０１，１０２に形成されている。ただし、図示の例では、駆動接地電極１４０は、先端部４４ａ，４６ａには形成されていない。図示の例では、駆動接地電極１４０は、ＸＺ平面に関して、面対称に配置されている。駆動接地電極１４０は、駆動信号電極１３０に対してグランドとなる電位を有する。
【００４５】
駆動接地配線１４２は、第３および第４梁５４，５６に形成されている。より具体的には、駆動接地配線１４２は、第３および第４梁５４，５６の第２表面１０２および側面１０３に形成されていることができる。さらに、駆動接地配線１４２は、基部１０の第２表面１０２と、第１連結腕２０のＸＺ平面と平行となる側面１０３ｅと、第２連結腕２２の第２表面１０２と、第２連結腕２２のＹＺ平面と平行となる側面１０３ｆと、に形成されていることができる。図示の例では、駆動接地配線１４２は、ＸＺ平面に関して、面対称に配置されている。
【００４６】
駆動接地端子１４４は、第１支持部６０に形成されている。より具体的には、駆動接地端子１４４は、第１支持部６０の第１および第２表面１０１，１０２、さらに側面１０３に形成されていることができる。第１支持部６０の表面１０１，１０２および側面１０３に形成された駆動接地端子１４４は、互いに電気的に接続されている。図示の例では、第１支持部６０に形成された駆動接地端子１４４は、駆動信号電極１３０が形成された第２駆動振動腕４２の先端部４４ａに対して、Ｙ軸の正の方向側に配置されている。すなわち、第１支持部６０に形成された駆動接地端子１４４と、先端部４４ａに形成された駆動信号電極１３０とは、Ｙ軸方向において対向しているといえる。
【００４７】
第１支持部６０に形成された駆動接地端子１４４は、第３梁５４に形成された駆動接地配線１４２を介して、第１駆動振動腕４０および第２駆動振動腕４２に形成された駆動接地電極１４０と電気的に接続されている。より具体的には、駆動接地端子１４４は、第３梁５４の第２表面１０２および側面１０３に形成された駆動接地配線１４２と接続され、駆動接地配線１４２は、第３梁５４の第２表面１０２および側面１０３から、基部１０の第２表面１０２、そして第１連結腕２０の側面１０３ｅを通って、第１駆動振動腕４０の側面１０３に形成された駆動接地電極１４０に接続されている。さらに、駆動接地配線１４２は、基部１０の第２表面１０２から、第２連結腕２２の第２表面１０２を通って、第２駆動振動腕４２の第２表面１０２に形成された駆動接地電極１４０に接続されている。また、さらに、駆動接地配線１４２は、第２連結腕２２の第２表面１０２から、第２連結腕２２の側面１０３ｆを通って、第２駆動振動腕４２の第１表面１０１に形成された駆動接地電極１４０に接続されている。
【００４８】
以上のとおりに、振動片１００には、各種の駆動信号電極、配線、端子（符号：１３０、１３２、１３４）と、各種の駆動接地電極、配線、端子（符号：１４０、１４２、１４４）とが配置されている。これにより、振動片１００では、第２支持部６２に形成された駆動信号端子１３４と、第１支持部６０に形成された駆動接地端子１４４との間に駆動信号を印加することで、第１駆動振動腕４０および第２駆動振動腕４２に形成された駆動信号電極１３０と駆動接地電極１４０との間に電界を生じさせ、第１駆動振動腕４０および第２駆動振動腕４２を駆動振動させることができる。
【００４９】
〔振動片の動作〕
図３および図４は、振動片１００の動作を説明するための概略平面図である。なお、図３および図４では、便宜上、基部１０、第１連結腕２０および第２連結腕２２、第１検出振動腕３０および第２検出振動腕３２、第１駆動振動腕４０および第２駆動振動腕４２以外の図示を省略している。
【００５０】
図３に示すように、振動片１００は、角速度が加わらない状態において、駆動信号電極および駆動接地電極の間に電界が生じると、第１駆動振動腕４０および第２駆動振動腕４２が矢印Ａに示す方向に屈曲振動を行う。このとき、第１駆動振動腕４０と、第２駆動振動腕４２とは、振動片１００の重心Ｇを通るＹＺ平面に関して面対称の振動を行っているため、基部１０、第１連結腕２０および第２連結腕２２と、第１検出振動腕３０および第２検出振動腕３２とは、ほとんど振動しない。
【００５１】
この駆動振動を行っている状態で、振動片１００にＺ軸周りの角速度ωが加わると、図４に示すような振動を行う。すなわち、駆動振動系を構成する第１駆動振動腕４０および第２駆動振動腕４２および連結腕２０，２２に矢印Ｂ方向のコリオリの力が働き、新たな振動が励起される。この矢印Ｂ方向の振動は、重心Ｇに対して周方向の振動である。また同時に、検出振動腕３０，３２は、矢印Ｂの振動に呼応して、矢印Ｃ方向の検出振動が励起される。そして、この振動により発生した圧電材料の歪みを、検出振動腕３０，３２に形成した検出信号電極および検出接地電極が検出して角速度が求められる。
【００５２】
〔振動ジャイロ〕
次に、上記振動片１００を含む物理量検出装置としての振動ジャイロについて、図面を参照しながら説明する。
図５は、本実施形態の振動ジャイロ２０１を説明するものであり、（ａ）は上側からみた概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面を示す概略断面図である。なお、図５（ａ）では、振動ジャイロの内部の構造を説明する便宜上、振動ジャイロの上方に設けられた蓋体としてのリッド２０３を取り外した状態を図示しており、リッド２０３の搭載位置を破線で示している。また、図６は、振動ジャイロを底面側からみた概略平面図である。また、図７は、本実施形態の振動ジャイロ２０１に含む電子部品としてのＩＣチップ２６０が接合されたＩＣ搭載部２０１Ａを説明する概略平面図である。また、図８は、本実施形態の振動ジャイロ２０１において、振動片１００とパッケージベース２０２との接合を中継する中継部としての中継基板２５０を説明するものであり、（ａ）は上側（振動片１００が接合される側）からみた概略平面図、（ｂ）は下側（パッケージベース２０２と接合される側）からみた概略平面図である。
なお、本実施形態に係る振動ジャイロ２０１において、本実施形態に係る振動片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て詳細な説明を省略し、また、一部図示を省略する。
【００５３】
振動ジャイロ２０１は、図５に示すように、ベース基板としてのパッケージベース２０２とリッド２０３とを有するパッケージと、そのパッケージ内に接合された電子部品としてのＩＣチップ２６０と、中継部としての中継基板２５０を介して接合された振動片１００と、を有している。
【００５４】
〔パッケージベース〕
パッケージベース２０２は、例えば、平板状の第１層基板２１１上に、開口部の大きさが異なる矩形環状の第２層基板２２１および第３層基板２３１をこの順に重ねて設けることにより段差や突起部を有する凹部が形成され、該凹部内に振動片１００およびＩＣチップ２６０を収容することが可能になっている。パッケージベース２０２の材質としては、例えば、セラミック、ガラスなどを用いることができる。
【００５５】
図５および図７に示すように、パッケージベース２０２の凹部の凹底部分となる第１層基板２１１上には、ＩＣチップ２６０が配置されるダイパッド２１２が設けられている。また、図５（ｂ）および図６に示すように、パッケージベース２０２の外底面となる第１層基板２１１のダイパッド２１２が設けられた面と異なる面には、外部基板との接合に供する外部実装端子２１４〜２１９が設けられている。また、第１層基板２１１の上記ダイパッド２１２および外部実装端子２１４〜２１９が設けられた領域と平面視で重ならない領域には、パッケージベース２０２の凹部空間と外部とを連通する封止孔２１３が設けられ、その封止孔２１３が封止材２９３により閉塞されている。
【００５６】
パッケージベース２０２の凹部において、第２層基板２２１によりダイパッド２１２を囲むように形成される段差上には、ＩＣチップ２６０の電子部品側ボンディング部としての複数の電極パッド２６５と対応して接合される第１のベース基板側ボンディング部としての第１のＩＣ接続端子２２５ａ、第２のベース基板側ボンディング部としての第２のＩＣ接続端子２２５ｂ、および、それら以外のベース基板側ボンディング部としての複数のＩＣ接続端子２２５が設けられている。
【００５７】
また、パッケージベース２０２の凹部において、第１のＩＣ接続端子２２５ａ、第２のＩＣ接続端子２２５ｂ、およびそれら以外のＩＣ接続端子２２５が設けられた第２層基板２２１上には、第３層基板２３１により形成された複数の突部と、それら突部上に設けられ中継基板２５０が電気的に接続される接続端子を有する第１突部としての第１突部端子２３４、第２突部としての第２突部端子２３５、第３突部としての第３突部端子２３６、第４突部としての第４突部端子２３７、および第５突部としての第５突部端子２３８が設けられている。
パッケージベース２０２に設けられた上記の各種端子は、対応する端子どうしが、図示しない引き回し配線やスルーホールなどの層内配線により接続されている。
【００５８】
ここで、本実施形態の振動ジャイロ２０１において重要な構成であるＩＣ接続端子および突部端子の位置関係について詳細に説明する。
図７に示すように、ＩＣチップ２６０の複数の電極パッド２６５と対応させて電気的に接続されるＩＣ接続端子のうち、第１のＩＣ接続端子２２５ａと第２のＩＣ接続端子２２５ｂとは、平面視でパッケージベース２０２の一端側で、且つ、ＩＣチップ２６０の一端付近に隣接して配置されている。
また、隣接する第１のＩＣ接続端子２２５ａおよび第２のＩＣ接続端子２２５ｂを間にはさむ領域、および、パッケージベース２０２の他端側には、それら以外の複数のＩＣ接続端子２２５が配置されている。
【００５９】
平面視で第１のＩＣ接続端子２２５ａと第２のＩＣ接続端子２２５ｂとの間には、第１突部端子２３４が少なくともその一部を配置させて設けられている。本実施形態では、第１突部端子２３４と、その第１突部端子２３４の両側に隣接させて配置された第１のＩＣ接続端子２２５ａおよび第２のＩＣ接続端子２２５ｂは、後述するように、振動ジャイロ２０１に形成する電気回路において同電位の端子となっている。
【００６０】
また、平面視で第１のＩＣ接続端子２２５ａ、第２のＩＣ接続端子２２５ｂ、および第１突部端子２３４それぞれの少なくとも一部を間に挟んだ両側には、第１のＩＣ接続端子２２５ａおよび第２のＩＣ接続端子２２５ｂ以外のＩＣ接続端子２２５の少なくとも一部をさらに間に挟んだ位置関係で、第２突部端子２３５および第３突部端子２３６がそれぞれ設けられている。本実施形態では、第２突部端子２３５および第３突部端子２３６のそれぞれと平面視で隣接するＩＣ接続端子２２５が、後述するように、振動ジャイロ２０１に形成する電気回路において同電位の端子となっている。
【００６１】
また、平面視でパッケージベース２０２の他端寄りで、且つ、ＩＣチップ２６０の他端付近には、第１のＩＣ接続端子２２５ａおよび第２のＩＣ接続端子２２５ｂ以外のＩＣ接続端子２２５の少なくとも一部を間に挟んだ位置関係で、第４突部端子２３７および第５突部端子２３８が設けられている。本実施形態では、第４突部端子２３７および第５突部端子２３８のそれぞれと平面視で隣接するＩＣ接続端子２２５が、後述するように、振動ジャイロ２０１に形成する電気回路において同電位の端子となっている。
【００６２】
〔ＩＣ搭載部〕
次に、パッケージベース２０２内において、ＩＣチップ２６０が搭載されたＩＣ搭載部２０１Ａについて説明する。
図７において、ＩＣチップ２６０は、振動片１００を駆動振動させるための駆動回路と、角速度が加わったときに振動片１００に生じる検出振動を検出する検出回路と、を有する。具体的には、ＩＣチップ２６０が有する駆動回路は、振動片１００の第１駆動振動腕４０に形成された駆動信号電極１３０に駆動信号を供給する。また、ＩＣチップ２６０が有する検出回路は、振動片１００の第１検出振動腕３０に形成された検出信号電極１１０に生じる第１検出信号と、第２検出振動腕３２に形成された検出接地電極１２０に生じる第２検出信号とを差動増幅させて差動増幅信号を生成し、該差動増幅信号に基づいて物理量を検出する。
【００６３】
図７および図５（ｂ）において、ＩＣチップ２６０は、パッケージベース２０２の凹部の凹底部分に設けられたダイパッド２１２上に、例えばろう材２９４によって接着・固定されている。本実施形態では、ＩＣチップ２６０とパッケージベース２０２とが、ワイヤーボンディング法を用いて電気的に接続されている。すなわち、ＩＣチップ２６０に設けられた複数の電極パッド２６５と、パッケージベース２０２の対応する第１のＩＣ接続端子２２５ａ、または第２のＩＣ接続端子２２５ｂ、あるいはＩＣ接続端子２２５とが、ボンディングワイヤー２９１により接続されている。
【００６４】
〔振動片搭載部〕
次に、振動ジャイロ２０１における振動片１００搭載部について説明する。
図５に示すように、パッケージベース２０２の凹部内において、ＩＣチップ２６０の上方には、振動片１００が、中継基板２５０を介して接合されている。
まず、パッケージベース２０２への振動片１００の接続を中継する中継基板２５０について詳細に説明する。
図８に示すように、中継基板２５０は、基材２５１と、その基材２５１に形成された中継電極および接続配線とを有している。すなわち、基材２５１の一方の主面（振動片１００が接合される側の主面）において、図８（ａ）に示すように、平面視で略矩形状の基材２５１の対向する二辺（本実施形態では基材２５１の短辺側）近傍のうち一端側には、第２中継電極２４５、第４中継電極２４４、および第３中継電極２４６は設けられている。本実施形態では、基材２５１の一辺側の略中央に第４中継電極２４４が設けられ、その第４中継電極２４４の両側に第２中継電極２４５および第３中継電極２４６が配設されている。
また、基材２５１の他端側には、第１中継電極２４７、第６中継電極２４９、および第５中継電極２４８が設けられている。本実施形態では、基材２５１の他端側において、前記第４中継電極２４４と対向する位置に第６中継電極２４９が設けられ、その第６中継電極２４９の両側には、上記第２中継電極２４５および第３中継電極２４６のそれぞれと対向する位置に第１中継電極２４７および第５中継電極２４８が配設されている。
【００６５】
また、中継基板２５０の他方の主面（パッケージベース２０２と接合される側）において、第１中継電極２４７、第２中継電極２４５、第３中継電極２４６、第４中継電極２４４、第５中継電極２４８、第６中継電極２４９のそれぞれと平面視で重なる位置には、第１中継端子２５７、第２中継端子２５５、第３中継端子２５６、第４中継端子２５４、第５中継端子２５８、第６中継端子２５９が設けられている。第１中継端子２５７、第２中継端子２５５、第３中継端子２５６、第４中継端子２５４、第５中継端子２５８、第６中継端子２５９と、対応する第１中継電極２４７、第２中継電極２４５、第３中継電極２４６、第４中継電極２４４、第５中継電極２４８、第６中継電極２４９とは、電気的に接続されている。本実施形態では、略矩形状の基材２５１のコーナー部、および、各辺に設けられた切欠き部Ｃ１〜Ｃ９の側壁に形成された図示しない側面配線により、第１〜第６中継端子と、対応する第１〜第６中継電極とが電気的に接続されている。すなわち、第１中継電極２４７と第１中継端子２５７とが切欠き部Ｃ７に設けられた側面配線により接続され、第２中継電極２４５と第２中継端子２５５とが切欠き部Ｃ４に設けられた側面配線により接続され、第３中継電極２４６と第３中継端子２５６とが切欠き部Ｃ６に設けられた側面配線により接続され、第４中継電極２４４と第４中継端子２５４とが切欠き部Ｃ５に設けられた側面配線により接続され、第５中継電極２４８と第５中継端子２５８とが切欠き部Ｃ８に設けられた側面配線により接続され、第６中継電極２４９と第６中継端子２５９とが切欠き部Ｃ９に設けられた側面配線により接続されている。
【００６６】
また、中継基板２５０の他方の主面側において、一方の主面に設けられた第４中継電極２４４と第６中継電極２４９とにそれぞれ対応して接続された第４中継端子２５４と第６中継端子２５９とが、二電極接続配線２５２により電気的に接続されている。
なお、中継基板２５０の基材２５１に用いる材料には、様々な材料を用いることができるが、本実施形態では、ポリイミドやガラスエポキシ樹脂等、レーザー光を透過しない材料を用いている、これは、振動ジャイロ２０１の製造工程において、レーザーを用いて振動片１００の電極の一部をトリミングして周波数を調整する際に、レーザー光が振動片１００の下方のＩＣチップ２６０などへのダメージを抑えるためである。
【００６７】
次に、中継基板２５０を介したパッケージベース２０２への振動片１００の電気的な接続を伴う接合と、そのときの各部の電極・端子の位置関係について説明する。
図５に示すように、振動片１００は、その支持部６０，６２が例えば導電性接着剤２９５により中継基板２５０に電気的に接続されて、且つ、固定され、その中継基板２５０が例えば導電性接着剤２９６によりパッケージベース２０２に電気的に接続された状態で固定されている。
【００６８】
振動片１００の第１支持部６０に形成された駆動接地端子１４４、検出接地端子１２４、検出信号端子１１４、および、第２支持部６２に形成された駆動信号端子１３４、検出接地端子１２４、検出信号端子１１４（図１、図２を併せて参照）が、中継基板２５０の一方の主面側に設けられた対応する中継電極に、例えば導電性接着剤２９５により接続されている。本実施形態では、第１支持部６０に設けられた駆動接地端子１４４、検出接地端子１２４、および検出信号端子１１４が、中継基板２５０の一端側に設けられた第２中継電極２４５、第４中継電極２４４、および第３中継電極２４６とがこの順に接合され、第２支持部６２の駆動信号端子１３４、検出接地端子１２４、および検出信号端子１１４が、中継基板２５０の他端側に設けられた第１中継電極２４７、第６中継電極２４９、および第５中継電極２４８とがこの順に接続されている。
【００６９】
振動片１００が接合された中継基板２５０は、例えば導電性接着剤２９６により、パッケージベース２０２の第３層基板２３１により形成された第１突部端子２３４、第２突部端子２３５、第３突部端子２３６、第４突部端子２３７、および第５突部端子２３８に接続・固定されている。本実施形態では、中継基板２５０の他方の主面側に設けられた第１中継端子２５７、第２中継端子２５５、第３中継端子２５６、第４中継端子２５４、第５中継端子２５８と、それぞれ対応する第４突部端子２３７、第２突部端子２３５、第３突部端子２３６、第１突部端子２３４、および第５突部端子２３８とがそれぞれ接続されている。
【００７０】
上記したように、振動片１００は、中継基板２５０の一方の主面側において、第１中継電極２４７、第２中継電極２４５、第３中継電極２４６、第４中継電極２４４、第５中継電極２４８、および、第６中継電極２４９の六つの中継電極と接続される。ここで、第４中継電極２４４に接続された検出接地端子１２４と、第６中継電極２４９に接続された検出接地端子１２４（図１、図２を併せて参照）とは同電位であり、本実施形態では、中継基板２５０の他方の主面側に設けられた対応する第４中継端子２５４と第６中継端子２５９とが二電極接続配線２５２により接続されることにより、中継基板２５０からは１つの共通端子として出力される。したがって、中継基板２５０とパッケージベース２０２との接続は、五つの中継端子（符号：２５４、２５５、２５６、２５７、２５８）と突部端子（符号：２３４、２３５、２３６、２３７、２３８）との接合によってなすことができる。
【００７１】
なお、本実施形態では、二電極接続配線２５２により接続された第４中継端子２５４と第６中継端子２５９のうち、第１中継端子２５７とパッケージベース２０２の第４突部端子２３４とを接続したが、パッケージベース２０２の突部端子と接続するのは第６中継端子２５９であってもよい。
また、中継基板に、第４中継端子２５４、第６中継端子２５９、および二電極接続配線２５２と接続された別の中継端子を設けて、それをパッケージベース２０２の突部端子と接続する構成としてもよい。
【００７２】
このように、振動片１００の六つの接続ポイントを、中継基板２５０により五つにまとめることにより、パッケージベース２０２の突部端子を一つ減らすことがきる。これにより、限られた面積においてパッケージベース２０２の設計の自由度が広がり、振動ジャイロの小型化に効果を奏する。
本実施形態では、図５（ｂ）および図７に示すように、パッケージベース２０２の一端側の第１突部端子２３４と対応する他端側の位置に突部端子が不要であるため、その領域に封止孔２１３を設けている。
【００７３】
図５に示すように、ＩＣチップ２６０および振動片１００が接合されたパッケージベース２０２上には、蓋体としてのリッド２０３が配置され、パッケージベース２０２の開口を封止している。リッド２０３の材質としては、例えば、４２アロイ（鉄にニッケルが４２％含有された合金）やコバール（鉄、ニッケルおよびコバルトの合金）等の金属、セラミックス、あるいはガラスなどを用いることができる。例えば、金属からなるリッド２０３は、コバール合金などを矩形環状に型抜きして形成されたシールリング２０９を介してシーム溶接することによりパッケージベース２０２と接合される。パッケージベース２０２およびリッド２０３によって形成されるキャビティーＴ１は、振動片１００が動作するための空間となる。
【００７４】
本実施形態の振動ジャイロ２０１において、キャビティーＴ１は、減圧空間または不活性ガス雰囲気に密閉・封止することができる。例えば、キャビティーＴ１内を減圧空間にして密閉封止する場合には、パッケージベース２０２の封止孔２１３に、例えば球状の封止材２９３の原型となる固形の封止材を配置させた状態で真空チャンバー内に入れ、所定の真空度まで減圧させて振動ジャイロ２０１の内側から出るガスを封止孔２１３から排出させた後、固形の封止材に電子ビームあるいはレーザーを照射することなどにより封止材２９３を溶融してから固化させることにより、封止孔２１３を閉塞させて封止する。
なお、封止材２９３の材料としては、完成した振動ジャイロ２０１を外部実装基板に実装する際のリフロー温度よりも高い温度を融点として有したものが望ましく、例えば、金と錫（Ｓｎ）との合金、あるいは、金とゲルマニウム（Ｇｅ）との合金などを用いることができる。
【００７５】
次に、上記実施形態の振動ジャイロ２０１の効果を述べる。
【００７６】
（１）上記実施形態の振動ジャイロ２０１では、振動片１００とパッケージベース２０２との接続を中継する中継基板２５０において、同電位の第４中継端子２５４と第６中継端子２５９とを二電極接続配線２５２により電気的に接続することにより、振動片１００の六つの接続ポイントを五つに絞って出力することできる構成とした。
これにより、振動片１００が接合された中継基板２５０の接合端子となるパッケージベース２０２の突部端子を一つ減らすことがきるので、限られた面積においてパッケージベース２０２に設ける機能構造を付与することができ、小型で高機能を有する振動ジャイロを提供することができる。例えば、上記実施形態では、パッケージベース２０２の一端側の第１突部端子２３４と対応する他端側の位置の突部端子が不要となったことにより、パッケージベース２０２の平面視のサイズを増大させることなく、振動片１００を気密に封止するための封止孔２１３を設けることができた。
【００７７】
（２）上記実施形態の振動ジャイロ２０１では、平面視で隣接して配置される各突部端子とＩＣ接続端子とが、振動ジャイロ２０１に形成する電気回路において同電位の端子どうしとなるように配置する構成とした。
これにより、突部端子上に中継基板２５０を接合するときに用いる導電性接着剤２９６などの固化前にペースト状を呈する接合部材を用いた場合に、固化前の接合部材がＩＣ接続端子側に流れたり垂れたりした場合でも、短絡などの電気的な不具合を起こし難い。
【００７８】
（３）上記実施形態では、中継基板２５０の基材２５１に、ポリイミドやガラスエポキシ樹脂などの、レーザーを透過しない材料を用いた。
これにより、振動ジャイロ２０１の製造工程において、レーザーを用いて振動片１００の電極の一部をトリミングして質量を減少させることにより周波数を変化させる周波数調整を行う際に、レーザー光が振動片１００の下方のＩＣチップ２６０などに照射されてダメージを受けるなどの不具合を回避することができる。
【００７９】
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およびその変形例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。
【００８０】
例えば、上記実施形態の振動ジャイロ２０１では、中継基板２５０の基材２５１の材料として、レーザーを透過しにくい材料、例えば、ポリイミドやガラスエポキシ樹脂などを用いる構成を説明した。例えば、振動片１００に金属膜をスパッタすることなどによる質量負荷法により周波数を変動させて周波数調整する場合など、レーザーを使用する必要がなければ、レーザーの透過性を考慮する必要はない。
【００８１】
また、上記実施形態では、電子部品としてのＩＣチップ２６０の電極パッド２６５と、対応する第１のＩＣ接続端子２２５ａ、第２のＩＣ接続端子２２５ｂ、および、それら以外の複数のＩＣ接続端子２２５とを、ワイヤーボンディング法を用いてボンディングワイヤー２９１により接合した。これに限らず、ＩＣチップ２６０などの電子部品を、金属バンプや導電性接着剤などの接合部材を用いてフェースダウン接合する構成としてもよい。
【００８２】
また、上記実施形態では、中継部として、基材２５１に中継電極および中継端子を設けた中継基板２５０を用いる構成とした。これに限らず、例えば、パッケージベース２０２よりも小さなパッケージなどを中継部として用いる構成としてもよい。
【００８３】
また、上記実施形態では、各電極、配線、端子などの形成用金属材料として、振動片１００側からクロム、金の順で積層されたものなどを用いる構成を説明した。
これに限らず、ニッケル、クロムの順に積層させたものを下地層として、その上に蒸着またはスパッタリングにより、例えば金による電極層を成膜したものを用いたり、あるいは、チタン、タンタル、タングステン、アルミニウムなどの金属材料を用いることもできる。また、マグネシウムなどを用いることも可能である。
【００８４】
また、上記実施形態および変形例で説明した特定の形態、例えば、振動片１００の基部１０、第１連結腕２０および第２連結腕２２、第１検出振動腕３０および第２検出振動腕３２、第１駆動振動腕４０および第２駆動振動腕４２、第１梁５０、第２梁５２、第３梁５４、および第４梁５６、第１支持部６０および第２支持部６２などの形状は限定されるものではない。
同様に、各電極、配線、端子などの位置や形状についても上記実施形態に限定されない。
【００８５】
また、上記実施形態では、物理量検出装置としての振動ジャイロ２０１について説明した。これに限らず、本発明は、圧電基板を所望の形状に加工して形成されていて、外部から作用する物理量の影響によって圧電基板の振動状態に変化が生じたときに、この振動状態の変化から検出回路を通して検出可能な物理量を検出する物理量検出装置を対象とする。こうした物理量としては、圧電振動片に印加される加速度、角速度、角加速度が特に好ましい。また、物理量検出装置としては慣性センサーが好ましい。
【符号の説明】
【００８６】
１０…基部、２０…第１連結腕、２２…第２連結腕、３０…第１検出振動腕、３０ａ…先端部、３２…第２検出振動腕、３２ａ…先端部、４０…第１駆動振動腕、４０ａ…先端部、４２…第２駆動振動腕、４２ａ…先端部、４４ａ…先端部、４６ａ…先端部、５０…第１梁、５０ａ…Ｓ字形状部、５２…第２梁、５２ａ…Ｓ字形状部、５４…第３梁、５４ａ…Ｓ字形状部、５６…第４梁、５６ａ…Ｓ字形状部、６０…第１支持部、６２…第２支持部、１００…振動片、１０１…第１表面、１０２…第２表面、１０３…側面、１０３ａ…側面、１０３ｂ…側面、１０３ｃ…側面、１０３ｄ…側面、１０３ｅ…側面、１０３ｆ…側面、１１０…第１および第３検出電極としての検出信号電極、１１２…検出信号配線、１１４…検出信号端子、１２０…第２および第４検出電極としての検出接地電極、１２２…検出接地配線、１２４…検出接地端子、１３０…第１および第３駆動電極としての駆動信号電極、１３２…駆動信号配線、１３４…駆動信号端子、１４０…第２および第４駆動電極としての駆動接地電極、１４２…駆動接地配線、１４４…駆動接地端子、２０１…物理量検出装置としての振動ジャイロ、２０１Ａ…ＩＣ搭載部、２０２…ベース基板としてのパッケージベース、２０３…リッド、２０９…シールリング、２１１…第１層基板、２１２…ダイパッド、２１３…封止孔、２１４〜２１９…外部実装端子、２２１…第２層基板、２２５…ベース基板側ボンディング部としてのＩＣ接続端子、２２５ａ…第１の接続端子としての第１のＩＣ接続端子、２２５ｂ…第２の接続端子としての第２のＩＣ接続端子、２３１…第３層基板、２３４…第１突部端子、２３５…第２突部端子、２３６…第３突部端子、２３７…第４突部端子、２３８…第５突部端子、２４４…第４中継電極、２４５…第２中継電極、２４６…第３中継電極、２４７…第１中継電極、２４８…第５中継電極、２４９…第６中継電極、２５０…中継部としての中継基板、２５１…基材、２５２…二電極接続配線、２５４…第４中継端子、２５５…第２中継端子、２５６…第３中継端子、２５７…第１中継端子、２５８…第５中継端子、２５９…第６中継端子、２６０…電子部品としてのＩＣチップ、２６５…電子部品側ボンディング部としての複数の電極パッド、２９１…ボンディングワイヤー、２９３…封止材、２９５…導電性接着剤、２９６…導電性接着剤、Ｃ１〜Ｃ９…切り欠き部、Ｇ…重心、Ｔ１…キャビティー、ω…角速度。
【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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