(57)【要約】【課題】物理量の温度ヒステリシスなどを低減し、検出精度を向上させた物理量センサーを提供する。【解決手段】物理量センサー１は、センサー素子（加速度センサー素子２０）と、センサー素子が取り付けられている内底面１１ｈを含む収容部（凹陥部１７ａ）を含む容器（パッケージ７）と、センサー素子の内底面１１ｈ側とは反対側の面に取り付けられ、センサー素子と電気的に接続されている回路素子（ＩＣ４０）と、容器の内底面１１ｈを含む底板（第１の基材１１）に設けられているＧＮＤパターン３０と、を含み、ＧＮＤパターン３０は、内底面１１ｈから離間して設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサー素子と、
前記センサー素子が取り付けられている内底面を含む収容部を含む容器と、
前記センサー素子の前記内底面側とは反対側の面に取り付けられ、前記センサー素子と電気的に接続されている回路素子と、
前記容器の前記内底面を含む底板に設けられているＧＮＤパターンと、
を含み、
前記ＧＮＤパターンは、前記内底面から離間して設けられている、物理量センサー。
【請求項２】
請求項１において、
前記ＧＮＤパターンは、前記センサー素子と前記容器とが重なる方向からの平面視で、前記センサー素子と重なるように配置されている、物理量センサー。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
前記底板は、複数の基板が積層されている積層基板である、物理量センサー。
【請求項４】
請求項３において、
前記積層基板の積層数は、三層である、物理量センサー。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記容器は、
前記底板と、
前記底板に積層されている環状の基板と、
前記底板と前記環状の基板で構成される凹陥部が閉空間となるように、前記凹陥部の開口部を封止している導電性を有する蓋体と、を含み、
前記凹陥部の内部が前記収容部となる、物理量センサー。
【請求項６】
請求項５において、
前記蓋体と、前記ＧＮＤパターンと、は、
前記容器の側面に設けられているキャスタレーションに形成されている導電層、或いは、前記環状の基板を貫通する孔の中に充填されている導電体、を介して電気的に接続されている、物理量センサー。
【請求項７】
請求項４乃至請求項６のいずれか一項において、
前記ＧＮＤパターンは、前記積層基板の何れかの層間に設けられている、物理量センサー。
【請求項８】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
前記ＧＮＤパターンは、前記底板の前記内底面の側とは反対側の外側の面に設けられている、物理量センサー。
【請求項９】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記容器は、
凹陥部を有している蓋体と、
前記凹陥部が閉空間となるように、前記凹陥部の開口部を封止している前記底板と、
を含み、
前記凹陥部の内部が前記収容部となる、物理量センサー。
【請求項１０】
請求項９において、
前記底板は、前記平面視で、前記ＧＮＤパターンと重なる位置に、前記底板を貫通する貫通孔に充填されている導電体を含み、
前記蓋体と、前記ＧＮＤパターンと、は、前記導電体により電気的に接続されている、物理量センサー。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項において、
前記センサー素子は、接着材を用いて前記内底面に接着され、
前記平面視で、前記センサー素子が前記接着材により前記内底面に接着されている接着領域と重なる領域において、
前記ＧＮＤパターンは、前記内底面から離間して設けられている、物理量センサー。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれか一項において、
前記容器内に形成されている複数の配線のうち、アナログ用配線の幅は、信号用配線の幅よりも大きい、物理量センサー。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記アナログ用配線の幅をＬ１、
前記信号用配線の幅をＬ２、としたとき、
Ｌ１／Ｌ２≧２、
を満している、物理量センサー。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項１３のいずれか一項において、
前記センサー素子は、加速度センサー素子である、物理量センサー。
【請求項１５】
請求項１乃至請求項１４のいずれか一項において、
前記容器の中に搭載されている角速度センサー素子を含む、物理量センサー。
【請求項１６】
請求項１乃至請求項１４のいずれか一項に記載の物理量センサーと、
角速度センサーと、
前記物理量センサーおよび前記角速度センサーを制御する制御部と、
を備えている、慣性計測ユニット。
【請求項１７】
請求項１乃至請求項１５のいずれか一項に記載の物理量センサーと、
前記物理量センサーから出力された検出信号に基づいて制御を行う制御部と、
前記検出信号を補正する補正部と、
を備えている、電子機器。
【請求項１８】
請求項１乃至請求項１５のいずれか一項に記載の物理量センサーと、
前記物理量センサーから出力された検出信号に基づいて姿勢制御を行う姿勢制御部と、
を備えている、移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量センサー、慣性計測ユニット、電子機器、および移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子デバイスとして、シリコンＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）技術を用いて製造された物理量センサーが開発されている。このような物理量センサーとして、例えば特許文献１には、櫛歯状をなして互いに対向するように配置されている可動電極および固定電極を有する素子を含み、これら二つの電極間で生じる静電容量に基づいて物理量を検出する静電容量型の物理量センサー（力学量センサー）が記載されている。
また、センサーをパッケージに実装する方法として、例えば特許文献２には、半導体チップ（マイクロフォンチップ）を、半導体パッケージの凹部の底面（内底面）に実装した構造が記載されている。
しかし、このような構成では、パッケージ周囲からの輻射ノイズの影響を受け、特性が劣化してしまう虞があった。
【０００３】
電子デバイスにおいて、輻射ノイズの影響を低減させるため、例えば特許文献３には、容器上面を覆う金属製のカバーと、容器内の底面（内底面）に配置された金属製のＧＮＤプレーンと、を電気的に接続することにより、輻射ノイズを遮断できることが記載されている。
これら特許文献に記載されている技術思想を用いて、シリコンＭＥＭＳ技術を用いて製造された物理量センサー素子をパッケージに実装し、輻射ノイズの低減を図ろうとすると、パッケージの底板の内底面に金属等をメタライズしてＧＮＤパターンを形成し、ＧＮＤパターン上に物理量センサー素子を実装した構造が想定できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１３９５０５号公報
【特許文献２】特開２００８−２８８４９２号公報
【特許文献３】特開２０１３−０６３７１２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、想定した構造とすることにより、パッケージ外部からの輻射ノイズを低減することは可能となるが、パッケージの内底面に形成されたＧＮＤパターンと底板との線膨張係数の違いに起因して生じた残留応力によって生じるＧＮＤパターン表面の凹凸や歪みが、物理量センサー素子に伝播することにより、物理量センサー素子に歪みが生じて、温度特性が劣化してしまい、温度ヒステリシスという新たな課題が生じてしまうことが実験によって明らかとなった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
［適用例１］本適用例に係る物理量センサーは、センサー素子と、前記センサー素子が取り付けられている内底面を含む収容部を含む容器と、前記センサー素子の前記内底面側とは反対側の面に取り付けられ、前記センサー素子と電気的に接続されている回路素子と、前記容器の前記内底面を含む底板に設けられているＧＮＤパターンと、を含み、前記ＧＮＤパターンは、前記内底面から離間して設けられている、ことを特徴とする。
【０００８】
本適用例に係る物理量センサーによれば、ＧＮＤパターンが内底面から離間して設けられているので、ＧＮＤパターンと底板との線膨張係数の違いに起因して生じる残留応力によるＧＮＤパターン表面の凹凸や歪みが、ＧＮＤパターンと内底面との間に存在する底板の一部によって緩和されるため、センサー素子に伝播し難くなり、残留応力に起因して生じる温度ヒステリシスを低減させることができる。
【０００９】
［適用例２］上記適用例に記載の物理量センサーにおいて、前記ＧＮＤパターンは、前記センサー素子と前記容器とが重なる方向からの平面視で、前記センサー素子と重なるように配置されていることが好ましい。
【００１０】
本適用例によれば、ＧＮＤパターンが平面視でセンサー素子と重なるように配置されているので、底板側からセンサー素子に影響する容器外部からの輻射ノイズを、ＧＮＤパターンで遮断することができるので、輻射ノイズの影響を低減することができる。
【００１１】
［適用例３］上記適用例に記載の物理量センサーにおいて、前記底板は、複数の基板が積層されている積層基板であることが好ましい。
【００１２】
本適用例によれば、ＧＮＤパターンと内底面との間に、複数の基板を設けることができるため、残留応力によるＧＮＤパターン表面の凹凸や歪みが、より緩和されセンサー素子により伝播し難くなり、温度ヒステリシスを低減させることができる。また、積層される基板と基板との間に、配線（メタライズ）の引き回しパターンを設けることができるため、平面視における容器サイズを大きくせずに複雑な配線パターンを配置することができる。
【００１３】
［適用例４］上記適用例に記載の物理量センサーにおいて、前記積層基板の積層数は、三層であることが好ましい。
【００１４】
本適用例によれば、二つの基板と基板との間を有するため、より複雑な配線パターンを配置することができる。
【００１５】
［適用例５］上記適用例に記載の物理量センサーにおいて、前記容器は、前記底板と、前記底板に積層されている環状の基板と、前記底板と前記環状の基板で構成される凹陥部が閉空間となるように、前記凹陥部の開口部を封止している導電性を有する蓋体と、を含み、前記凹陥部の内部が前記収容部となることが好ましい。
【００１６】
本適用例によれば、平板の底板、環状の基板、および蓋体との間に設けられている密閉空間に、センサー素子を収容することにより容器の外側の雰囲気から遮断でき、高性能な物理量センサーを提供することができる。
【００１７】
［適用例６］上記適用例に記載の物理量センサーにおいて、前記蓋体と、前記ＧＮＤパターンと、は、前記容器の側面に設けられているキャスタレーションに形成されている導電層、或いは、前記環状の基板を貫通する孔の中に充填されている導電体、を介して電気的に接続されていることが好ましい。
【００１８】
本適用例によれば、導電性を有する蓋体とＧＮＤパターンとが、導電層又は導電体で電気的に接続されているので、容器の蓋体側や底板側からセンサー素子に影響する容器外部からの輻射ノイズを、蓋体とＧＮＤパターンとで遮断することができるので、輻射ノイズの影響をより低減することができる。
【００１９】
［適用例７］上記適用例に記載の物理量センサーにおいて、前記ＧＮＤパターンは、前記積層基板の何れかの層間に設けられていることが好ましい。
【００２０】
本適用例によれば、ＧＮＤパターンが積層基板の何れかの層間に設けられているため、ＧＮＤパターンと内底面との間に、少なくとも一層の基板が介在するので、残留応力によるＧＮＤパターン表面の凹凸や歪みが緩和され、センサー素子に伝播し難くなり、温度ヒステリシスを低減させることができる。
【００２１】
［適用例８］上記適用例に記載の物理量センサーにおいて、前記ＧＮＤパターンは、前記底板の前記内底面の側とは反対側の外側の面に設けられていることが好ましい。
【００２２】
本適用例によれば、ＧＮＤパターンが底板の内底面の側とは反対側の外側の面に設けられているので、ＧＮＤパターンと内底面との間に、少なくとも一層の基板が介在するので、残留応力によるＧＮＤパターン表面の凹凸や歪みが緩和され、センサー素子に伝播し難くなり、温度ヒステリシスを低減させることができる。
【００２３】
［適用例９］上記適用例に記載の物理量センサーにおいて、前記容器は、凹陥部を有している蓋体と、前記凹陥部が閉空間となるように、前記凹陥部の開口部を封止している前記底板と、を含み、前記凹陥部の内部が前記収容部となることが好ましい。
【００２４】
本適用例によれば、容器が凹陥部を有している蓋体と、凹陥部の開口部を封止している底板と、により構成されているので、凹陥部の内部を収容部とすることができるので、センサー素子を収容することができる。
【００２５】
［適用例１０］上記適用例に記載の物理量センサーにおいて、前記底板は、前記平面視で、前記ＧＮＤパターンと重なる位置に、前記底板を貫通する貫通孔に充填されている導電体を含み、前記蓋体と、前記ＧＮＤパターンと、は、前記導電体により電気的に接続されていることが好ましい。
【００２６】
本適用例によれば、蓋体とＧＮＤパターンとが、底板を貫通する貫通孔に充填されている導電体により電気的に接続されているため、蓋体側と底板側からの輻射ノイズの影響を低減することができる。
【００２７】
［適用例１１］上記適用例に記載の物理量センサーにおいて、前記センサー素子は、接着材を用いて前記内底面に接着され、前記平面視で、前記センサー素子が前記接着材により前記内底面に接着されている接着領域と重なる領域において、前記ＧＮＤパターンは、前記内底面から離間して設けられていることが好ましい。
【００２８】
本適用例によれば、ＧＮＤパターンがセンサー素子の内底面に接着されている接着領域と重なる領域に、内底面から離間して設けられているため、残留応力によるＧＮＤパターン表面の凹凸や歪みが緩和され、センサー素子に伝播し難くなり、温度ヒステリシスを低減させることができる。
【００２９】
［適用例１２］上記適用例に記載の物理量センサーにおいて、前記容器内に形成されている複数の配線のうち、アナログ用配線の幅は、信号用配線の幅よりも大きいことが好ましい。
【００３０】
本適用例によれば、アナログ用配線の幅を信号用配線の幅より、大きくすることで、アナログ用配線のインピーダンスを下げ、容器外部からの輻射ノイズの影響を低減することができる。
【００３１】
［適用例１３］上記適用例に記載の物理量センサーにおいて、前記アナログ用配線の幅をＬ１、前記信号用配線の幅をＬ２、としたとき、Ｌ１／Ｌ２≧２、を満たしていることが好ましい。
【００３２】
本適用例によれば、アナログ用配線の幅を信号用配線の幅の２倍以上とすることで、容器外部からの輻射ノイズの影響をより低減することができる。
【００３３】
［適用例１４］上記適用例に記載の物理量センサーにおいて、前記センサー素子は、加速度センサー素子であることが好ましい。
【００３４】
本適用例によれば、ＧＮＤパターンと底板との残留応力に起因して生じる、温度ヒステリシスを低減させることができるので、高精度な加速度信号を取得することができる。
【００３５】
［適用例１５］上記適用例に記載の物理量センサーにおいて、前記容器の中に搭載されている角速度センサー素子を含むことが好ましい。
【００３６】
本適用例によれば、複合センサーを容易に構成することができるので、加速度データに加えて、角速度データを取得することができる。
【００３７】
［適用例１６］本適用例に係る慣性計測ユニットは、上記適用例のいずれか一例に記載の物理量センサーと、角速度センサーと、前記物理量センサーおよび前記角速度センサーを制御する制御部と、を備えている。
【００３８】
本適用例によれば、ＧＮＤパターンと底板との残留応力に起因して生じる、温度ヒステリシスを減少させた物理量センサーにより、さらに高信頼性の慣性計測ユニットを提供することができる。
【００３９】
［適用例１７］本適用例に係る電子機器は、上記適用例のいずれか一例に記載の物理量センサーと、前記物理量センサー出力された検出信号に基づいて制御を行う制御部と、前記検出信号を補正する補正部と、を備えている。
【００４０】
本適用例によれば、ＧＮＤパターンと底板との残留応力に起因して生じる、温度ヒステリシスを減少させた物理量センサーにより、さらに制御の信頼性を高めた高信頼性の電子機器を提供することができる。
【００４１】
［適用例１８］本適用例に係る移動体は、上記適用例のいずれか一例に記載の物理量センサーと、前記物理量センサーから出力された検出信号に基づいて姿勢制御を行う姿勢制御部と、を備えている。
【００４２】
本適用例によれば、ＧＮＤパターンと底板との残留応力に起因して生じる、温度ヒステリシスを減少させた物理量センサーから出力された高精度な信号に基づいて、姿勢制御を行うので、姿勢制御が高精度な移動体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】第１実施形態に係る物理量センサーの概略構成を示す斜視図。
【図２】物理量センサーの概略構成を示す図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】基板に設けられたＧＮＤパターンの概略構成を示す平面図。
【図４】基板に設けられたアナログ用配線および信号用配線の概略構成を示す平面図。
【図５】物理量センサーの機能ブロック図。
【図６】物理量センサーに用いられているセンサー素子の配置例を示す平面図。
【図７】センサー素子の概略構成を示す断面図。
【図８Ａ】センサー素子のセンサー部（Ｘ軸方向検出）の概略構成を示す斜視図。
【図８Ｂ】センサー素子のセンサー部（Ｙ軸方向検出）の概略構成を示す斜視図。
【図８Ｃ】センサー素子のセンサー部（Ｚ軸方向検出）の概略構成を示す斜視図。
【図９Ａ】物理量センサーの温度ヒステリシスを測定するための温度プロファイルを示すグラフ。
【図９Ｂ】従来構造の物理量センサーの温度ヒステリシス測定結果を示すグラフ。
【図９Ｃ】本発明に係る物理量センサーの温度ヒステリシス測定結果を示すグラフ。
【図１０】加速度センサー素子の応用例１の概略構成を示す平面図。
【図１１】加速度センサー素子の応用例２の概略構成を示す平面図。
【図１２】第２実施形態に係る物理量センサーの概略構成を示す平面図。
【図１３】第３実施形態に係る物理量センサーの概略構成を示す斜視図。
【図１４】第４実施形態に係る物理量センサーの概略構成を示す断面図。
【図１５】第５実施形態に係る物理量センサーの概略構成を示す平面図。
【図１６Ａ】角速度センサー素子の一例を示す平面図。
【図１６Ｂ】角速度センサー素子の一例を示す図１７Ａの断面図。
【図１７】第６実施形態に係る物理量センサーの概略構成を示す平面図。
【図１８】第７実施形態に係る物理量センサーの概略構成を示す断面図。
【図１９】慣性計測ユニットの概略構成を示す分解斜視図。
【図２０】慣性計測ユニットの慣性センサー素子の配置例を示す斜視図。
【図２１】電子機器の一例であるモバイル型のパーソナルコンピューターの構成を模式的に示す斜視図。
【図２２】電子機器の一例であるスマートフォン（携帯型電話機）の構成を模式的に示す斜視図。
【図２３】電子機器の一例であるディジタルスチールカメラの構成を示す斜視図。
【図２４Ａ】電子機器の一例である活動計の構成を示す平面図。
【図２４Ｂ】電子機器の一例である活動計の機能を説明する機能ブロック図。
【図２５】移動体の一例である自動車の構成を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、本発明に係る物理量センサー、慣性計測ユニット、電子機器、および移動体を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００４５】
＜第１実施形態＞
先ず、第１実施形態に係る物理量センサーについて、図１、図２、図３、および図４を参照して説明する。図１は、第１実施形態に係る物理量センサーの概略構成を示す斜視図であり、図２は、物理量センサーの概略構成を示す図１のＡ−Ａ断面図である。図３は、基板に設けられたＧＮＤパターンの概略構成を示す平面図であり、図４は、基板に設けられたアナログ用配線および信号用配線の概略構成を示す平面図である。
【００４６】
なお、以下では、以降で説明する図６〜図８Ｃ、図１１〜図２０も含め、各図面に記載されているように、互いに直交する三つの軸をＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸として説明する。また、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向」とも言う。また、三つのセンサー部が配置される方向に沿ったＸ軸とＹ軸とを含む面を「ＸＹ面」とも言う。また、Ｚ軸方向は、パッケージを構成するベース基板と蓋部の積層（配置）方向に沿った方向、換言すればセンサー素子とベース基板との取り付け方向に沿った方向をＺ軸方向とする。さらに、説明の便宜上、Ｚ軸方向から視たときの平面視において、蓋部側である＋Ｚ軸方向側の面を上面、これと反対側となる−Ｚ軸方向側の面を下面として説明することがある。
【００４７】
図１および図２に示す物理量センサー１は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向のそれぞれの加速度を独立して検知することのできる３軸加速度センサーとして利用可能である。このような物理量センサー１は、パッケージ７と、パッケージ７内に収容された構造体５と、を有している。なお、構造体５は、センサー素子としての加速度センサー素子２０と、加速度センサー素子２０上に配置された回路素子としてのＩＣ（Integrated Circuit）４０と、を含み、樹脂接着材１８によって、加速度センサー素子２０の下面２０ｒがパッケージ７の内底面１１ｈに取り付けられて、接着（接合）されている。なお、ＩＣ４０は、加速度センサー素子２０上、換言すれば、加速度センサー素子２０の内底面１１ｈ側とは反対側の面に接着材４１を介して取り付けられ、ボンディングワイヤー４３により加速度センサー素子２０と電気的に接続されている。また、ＩＣ４０は、ボンディングワイヤー４２によりパッケージ７内に設けられた内部端子１９と電気的に接続されている。
【００４８】
［パッケージ７］
図１および図２に示すように、構造体５を収容する容器としてのパッケージ７は、加速度センサー素子２０とパッケージ７とが重なる方向（＋Ｚ軸方向）からの平面視で外縁が四角形状であり、第１の基材１１、第２の基材１２、および第３の基材１３で構成されているベース部１０と、封止部材１４を介して第３の基材１３に接続されている導電性を有する蓋体としての蓋部１５と、を含み構成されている。なお、第１の基材１１、第２の基材１２、および第３の基材１３は、この順で積層されてベース部１０が構成される。
第１の基材１１は、平板状であり、第２の基材１２および第３の基材１３は、中央部が除去された環状の基板であり、第３の基材１３の上面の周縁にシールリングや導電性の低融点ガラス等の封止部材１４が形成されている。なお、第１の基材１１が、底板に相当する。
【００４９】
第２の基材１２の上面には、複数の内部端子１９が配置されており、第１の基材１１の下面であるパッケージ７の外底面１１ｒには、複数の外部端子１６が配置されている。また、各内部端子１９は、ベース部１０に形成された図示しない内部配線などを介して対応する外部端子１６に電気的に接続されている。また、パッケージ７の側面には、複数のキャスタレーション２８が形成されている。
【００５０】
第１の基材１１は、図２に示すように、複数の基板、本形態では三つの基板１１ａ，１１ｂ，１１ｃが積層されている積層数が三層の積層基板である。また、積層されている基板１１ａと基板１１ｂとの間で、基板１１ａの上面１１ｊには、メタライズされたＧＮＤパターン３０が設けられている。換言すれば、ＧＮＤパターン３０は、パッケージ７の内底面１１ｈを含む第１の基材１１に設けられ、内底面１１ｈから離間して設けられている。ＧＮＤパターン３０が内底面１１ｈから基板１１ｂ，１１ｃを挟み、離間して設けられているので、ＧＮＤパターン３０の表面が加速度センサー素子２０に触れない。そのため、ＧＮＤパターン３０と第１の基材１１との線膨張係数の違いに起因して生じる残留応力によるＧＮＤパターン３０表面の凹凸や歪みが、内底面１１ｈ上に配置された加速度センサー素子２０に伝播し難くすることができる。
【００５１】
なお、本実施形態では、ＧＮＤパターン３０を基板１１ａと基板１１ｂとの間に配設しているが、これに限定されることはなく、基板１１ｂと基板１１ｃの間でも構わない。つまり、ＧＮＤパターン３０が積層基板の何れかの層間に配設することで、ＧＮＤパターン３０と内底面１１ｈとの間に、少なくとも一層の基板１１ａ，１１ｂ，１１ｃが介在することとなり、残留応力によるＧＮＤパターン３０表面の凹凸や歪みが、緩和され加速度センサー素子２０に伝播し難くなる。
【００５２】
また、基板１１ｂと基板１１ｃとの間および基板１１ｃと第２の基材１２との間には、引き回しパターンとなる配線（不図示）が設けれている。このように、三層の基板１１ａ，１１ｂ，１１ｃが積層され、それぞれの基板１１ａ，１１ｂ，１１ｃ間にＧＮＤパターン３０や配線（引き回しパターン）を設けることにより、＋Ｚ軸方向からの平面視におけるパッケージ７のサイズを大きくせずに複雑な配線パターンを配置することができる。また、三層の基板１１ａ，１１ｂ，１１ｃが積層されることにより基板間が二つとなるため、より複雑な配線パターンを配置することができる。
【００５３】
基板１１ａの上面１１ｊに設けられたＧＮＤパターン３０は、図３に示すように、加速度センサー素子２０とパッケージ７とが重なる方向（＋Ｚ軸方向）からの平面視で、加速度センサー素子２０と重なるように配置されている。そのため、パッケージ７の第１の基材１１側から加速度センサー素子２０に影響するパッケージ７の外部からの輻射ノイズ（電磁波等の放射ノイズ）を遮断し、加速度センサー素子２０に対する輻射ノイズの影響を低減することができる。
ＧＮＤパターン３０は、後述する基板１１ａに設けられた貫通孔に充填した導電体３２と電気的に接続されており、また、パッケージ７の外底面１１ｒでキャスタレーション２８ｇ、２８ｋに接して設けられた外部端子１６と電気的に接続されている。
【００５４】
基板１１ｃの上面（内底面１１ｈ）には、図４に示すように、複数のアナログ用配線３４ａと複数の信号用配線３４ｂとが設けられている。アナログ用配線３４ａの幅Ｌ１は、信号用配線３４ｂの幅Ｌ２に比べ、大きくなっている。信号用配線３４ｂの幅Ｌ２に比べアナログ用配線３４ａの幅Ｌ１を大きくすることで、ＶＤＤ配線を含むアナログ用配線３４ａのインピーダンスを下げ、パッケージ７の外部からの輻射ノイズの影響を低減することができる。また、ディジタル回路などで発生した動作ノイズが、基板１１ａ，１１ｂ，１１ｃなどを通じてアナログ回路に影響を及ばさないようにすることもできる。
【００５５】
アナログ用配線３４ａおよび信号用配線３４ｂは、基板１１ｃに設けられた複数の貫通孔３６の内壁に形成された電極層（不図示）を介して、第２の基材１２の上面に設けられた複数の内部端子１９や基板１１ｃの下面の基板１１ｂに設けられた複数の配線に電気的に接続されている。また、アナログ用配線３４ａは、キャスタレーション２８ｈ，２８ｉの側面に形成された電極層（不図示）を介して、それぞれのキャスタレーション２８ｈ，２８ｉに接して設けられている外部端子１６に電気的に接続されている。信号用配線３４ｂは、キャスタレーション２８ａ，２８ｃ，２８ｌの側面に形成された電極層（不図示）を介して、それぞれのキャスタレーション２８ａ，２８ｃ，２８ｌに接して設けられている外部端子１６に電気的に接続されている。
【００５６】
なお、アナログ用配線３４ａの幅Ｌ１は、信号用配線３４ｂの幅Ｌ２に対して、Ｌ１／Ｌ２≧２であることがより好ましい。配線幅の比を２倍以上にすることで、インピーダンスをより下げて、パッケージ７の外部からの輻射ノイズの影響をより低減することができる。
【００５７】
図２に戻り、パッケージ７は、第１の基材１１と第２の基材１２と第３の基材１３とが重なる領域に、第１の基材１１を貫通する貫通孔１１ｇと、第２の基材１２を貫通し貫通孔１１ｇと連通する貫通孔１２ｇと、第３の基材１３を貫通し貫通孔１２ｇと連通する貫通孔１３ｇと、が複数設けられている。貫通孔１１ｇ、貫通孔１２ｇ、および貫通孔１３ｇ内には、銅や半田などの導電体３２が充填されて、貫通電極が形成されている。そのため、蓋部１５とＧＮＤパターン３０とを導電体３２を介して、電気的に接続することができる。従って、パッケージ７の蓋部１５側や第１の基材１１側から加速度センサー素子２０に影響するパッケージ７の外部からの輻射ノイズを、蓋部１５とＧＮＤパターン３０とで遮断することができるので、輻射ノイズの影響をより低減することができる。
【００５８】
パッケージ７は、中央部が除去された環状の第２の基材１２と第３の基材１３とにより、構造体５を収容する収容部としての凹陥部１７ａが形成される。そして、パッケージ７は、この凹陥部１７ａの開口部１７ｂが蓋体としての蓋部１５によって塞がれる、換言すれば封止されることによって閉空間（密閉空間）である収容空間（内部空間）１７が設けられ、この収容空間１７に構造体５を収容することができる。このように、パッケージ７と蓋部１５との間に設けられている収容空間１７に、加速度センサー素子２０およびＩＣ４０で構成される構造体５が収容されていることにより、構造体５をパッケージ７の外側の雰囲気から遮断でき、コンパクトで高性能な物理量センサー１とすることができる。なお、第１の基材１１や第２の基材１２を含むベース部１０に形成された配線パターンや電極パッド（端子電極）の一部は図示を省略してある。
【００５９】
第１の基材１１、第２の基材１２、および第３の基材１３の構成材料には、セラミックなどが好適に用いられる。なお、第１の基材１１、第２の基材１２、および第３の基材１３の構成材料は、セラミック以外に、ガラス、樹脂、金属等を用いてもよい。また、蓋部１５の構成材料には、導通性を有するものであれば良く、例えば、コバールなどの金属材料やガラス材料、シリコン材料、セラミック材料などに金属をメタライズしたものを用いることができる。
【００６０】
ＧＮＤパターン３０、アナログ用配線３４ａ、信号用配線３４ｂ、内部端子１９、および外部端子１６は、例えばタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）等の金属配線材料を、所定の位置にスクリーン印刷して焼成し、その上にニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）等のめっきを施す方法などによって形成することができる。
【００６１】
［構造体５］
構造体５は、加速度センサー素子２０と、加速度センサー素子２０と電気的に接続され、接着材４１によって加速度センサー素子２０上に接着されている回路素子としてのＩＣ４０を含む。換言すれば、ＩＣ４０は、加速度センサー素子２０のパッケージ７を構成する第１の基材１１側の面である下面２０ｒと反対側の面に取り付けられている。このように、パッケージ７と加速度センサー素子２０とＩＣ４０とを積層することにより、平面方向の配置効率を高め、物理量センサー１の平面視における面積を小さくすることができる。
【００６２】
構造体５は、図２に示すように、樹脂接着材１８によって、底板としてのベース部１０を構成する第１の基材１１の上面である内底面１１ｈに、加速度センサー素子２０の下面２０ｒが接合され、パッケージ７の収容空間１７に収容されている。パッケージ７の収容空間１７は、大気圧よりも低い減圧雰囲気、または窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性気体雰囲気に気密封止されている。
【００６３】
次に、物理量センサーの機能構成について、図５を参照し説明する。図５は、物理量センサーの機能ブロック図である。
【００６４】
物理量センサー１の機能構成として、図５に示すように、加速度センサー素子２０は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向のそれぞれの加速度を独立して検知することのできるＸ軸センサー部２１ｘと、Ｙ軸センサー部２１ｙと、Ｚ軸センサー部２１ｚと、を含む。Ｘ軸センサー部２１ｘおよびＹ軸センサー部２１ｙは、Ｘ−Ｙ平面方向の２軸（Ｘ軸方向およびＹ軸方向）の加速度を検知し、Ｚ軸センサー部２１ｚは、Ｘ−Ｙ平面に直交するＺ軸方向の加速度を検知し、静電容量の変化データを示す信号としてＩＣ４０に送信する。ＩＣ４０は、信号処理部４５と、出力部４６とを含む。ＩＣ４０は、加速度センサー素子２０から送られた静電容量の変化を示す信号を、信号処理部４５によってユーザーの使い易い形式、例えばバイアス方式に変換処理し、出力部４６から加速度データとして出力する。
【００６５】
構造体５を構成する加速度センサー素子２０およびＩＣ４０は、ボンディングワイヤー４３によって電気的に接続されている。また、ＩＣ４０は、ボンディングワイヤー４２によってパッケージ７（第２の基材１２の上面）に設けられている内部端子１９に電気的に接続されている。
【００６６】
［加速度センサー素子２０］
次に、物理量センサーに用いられているセンサー素子について、図６および図７を参照し説明する。図６は、物理量センサーに用いられているセンサー素子の配置例を示す平面図であり、図７は、センサー素子の概略構成を示す断面図である。
【００６７】
センサー素子としての加速度センサー素子２０は、図６および図７に示すように、ベース基板２２およびキャップ部２３を有する容器２５と、容器２５内に収容された三つのセンサー部であるＸ軸センサー部２１ｘ、Ｙ軸センサー部２１ｙ、およびＺ軸センサー部２１ｚを有している。なお、説明の便宜上、図７には、Ｚ軸センサー部２１ｚのみを示している。
【００６８】
ベース基板２２には上側に開口する凹部２１１，２１２，２１３が形成されている。これらのうち、凹部２１１は、その上方に配置されているＸ軸センサー部２１ｘとベース基板２２との接触を防止するための逃げ部として機能する。同様に、凹部２１２は、その上方に配置されているＹ軸センサー部２１ｙとベース基板２２との接触を防止するための逃げ部として機能する。また、凹部２１３は、その上方に配置されているＺ軸センサー部２１ｚとベース基板２２との接触を防止するための逃げ部として機能する。
【００６９】
また、ベース基板２２には上面に開口する凹部２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃ、凹部２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃ、および凹部２１３ａ，２１３ｂ，２１３ｃが形成されている。これらのうち、凹部２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃは、凹部２１１の周囲に配置されており、これら凹部２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃ内にはＸ軸センサー部２１ｘ用の配線２７１，２７２，２７３が配置されている。また、凹部２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃは、凹部２１２の周囲に配置されており、凹部２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃ内にはＹ軸センサー部２１ｙ用の配線２８１，２８２，２８３が配置されている。また、凹部２１３ａ，２１３ｂ，２１３ｃは、凹部２１３の周囲に配置されており、凹部２１３ａ，２１３ｂ，２１３ｃ内にはＺ軸センサー部２１ｚ用の配線２９１，２９２，２９３が配置されている。また、これら各配線２７１，２７２，２７３，２８１，２８２，２８３，２９１，２９２，２９３の端部は、容器２５の外部に露出しており、露出した部分が接続端子２９となっている。そして、この各接続端子２９がボンディングワイヤー４３を介してＩＣ４０の電極パッド（不図示）と電気的に接続されている。
【００７０】
このようなベース基板２２は、例えば、アルカリ金属イオン（可動イオン）を含むガラス材料（例えば、パイレックス（登録商標）ガラスのような硼珪酸ガラス）から形成されている。これにより、シリコン基板から形成されているＸ軸センサー部２１ｘ、Ｙ軸センサー部２１ｙ、およびＺ軸センサー部２１ｚをベース基板２２に対して陽極接合により強固に接合することができる。また、ベース基板２２に光透過性を付与することができるため、ベース基板２２を介して容器２５の内部を観察することができる。ただし、ベース基板２２の構成材料としては、ガラス材料に限定されず、例えば、高抵抗なシリコン材料を用いることができる。この場合、Ｘ軸センサー部２１ｘ、Ｙ軸センサー部２１ｙ、およびＺ軸センサー部２１ｚとの接合は、例えば、樹脂系接着材、ガラスペースト、金属層等を介して行うことができる。
【００７１】
次に、センサー素子のセンサー部について、図８Ａ、図８Ｂ、および図８Ｃを参照して詳細に説明する。図８Ａは、センサー素子のセンサー部（Ｘ軸方向検出）の概略構成を示す斜視図であり、図８Ｂは、センサー素子のセンサー部（Ｙ軸方向検出）の概略構成を示す斜視図であり、図８Ｃは、センサー素子のセンサー部（Ｚ軸方向検出）の概略構成を示す斜視図である。
【００７２】
センサー部の一つであるＸ軸センサー部２１ｘは、Ｘ軸方向の加速度を検出する部分である。このようなＸ軸センサー部２１ｘは、図８Ａに示すように、支持部６１１，６１２と、可動部６２と、連結部６３１，６３２と、複数の第１固定電極指６４と、複数の第２固定電極指６５と、を有している。また、可動部６２は、基部６２１と、基部６２１からＹ軸方向両側に突出している複数の可動電極指６２２と、を有している。このようなＸ軸センサー部２１ｘは、例えば、リン、ボロン等の不純物がドープされたシリコン基板から形成されており、シリコン基板は導電性を有している。
【００７３】
支持部６１１，６１２は、ベース基板２２の上面２２ｆに陽極接合され、支持部６１１が導電性バンプ（不図示）を介して配線２７１と電気的に接続されている。そして、これら支持部６１１，６１２の間に可動部６２が設けられている。可動部６２は、連結部６３１，６３２を介して支持部６１１，６１２に連結されている。連結部６３１，６３２は、バネのようにＸ軸方向に弾性変形可能であるため、可動部６２が支持部６１１，６１２に対して矢印ａで示すようにＸ軸方向に変位可能となる。
【００７４】
複数の第１固定電極指６４は、可動電極指６２２のＸ軸方向一方側に配置され、対応する可動電極指６２２に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなして並んでいる。このような複数の第１固定電極指６４は、その基端部にてベース基板２２の凹部２１１の上面に陽極接合され、導電性バンプＢ１２を介して配線２７２に電気的に接続されている。
【００７５】
これに対して、複数の第２固定電極指６５は、可動電極指６２２のＸ軸方向他方側に配置され、対応する可動電極指６２２に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなして並んでいる。このような複数の第２固定電極指６５は、その基端部にて、ベース基板２２の上面２２ｆに陽極接合され、導電性バンプＢ１３を介して配線２７３に電気的に接続されている。
【００７６】
このようなＸ軸センサー部２１ｘを用いて、次のようにしてＸ軸方向の加速度を検知する。すなわち、Ｘ軸方向の加速度が加わると、その加速度の大きさに基づいて、可動部６２が、連結部６３１，６３２を弾性変形させながら、Ｘ軸方向に変位する。当該変位に伴って、可動電極指６２２と第１固定電極指６４との間の静電容量および可動電極指６２２と第２固定電極指６５との間の静電容量の大きさがそれぞれ変化する。そして、当該静電容量の変化に基づいてＩＣ４０にて加速度が求められる。
【００７７】
センサー部の一つであるＹ軸センサー部２１ｙは、Ｙ軸方向の加速度を検出する部分である。このようなＹ軸センサー部２１ｙは、平面視で９０°回転した状態で配置されている以外は、Ｘ軸センサー部２１ｘと同様の構成である。Ｙ軸センサー部２１ｙは、図８Ｂに示すように、支持部７１１，７１２と、可動部７２と、連結部７３１，７３２と、複数の第１固定電極指７４と、複数の第２固定電極指７５と、を有している。また、可動部７２は、基部７２１と、基部７２１からＸ軸方向両側に突出している複数の可動電極指７２２と、を有している。
【００７８】
支持部７１１，７１２は、ベース基板２２の上面２２ｆに陽極接合され、支持部７１１が導電性バンプ（不図示）を介して配線２８１と電気的に接続されている。そして、これら支持部７１１，７１２の間に可動部７２が設けられている。可動部７２は、連結部７３１，７３２を介して支持部７１１，７１２に連結されている。連結部７３１，７３２は、バネのようにＹ軸方向に弾性変形可能であるため、可動部７２が支持部７１１，７１２に対して矢印ｂで示すようにＹ軸方向に変位可能となる。
【００７９】
複数の第１固定電極指７４は、可動電極指７２２のＹ軸方向一方側に配置され、対応する可動電極指７２２に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなして並んでいる。このような複数の第１固定電極指７４は、その基端部にてベース基板２２の凹部２１２の上面に陽極接合され、導電性バンプＢ２２を介して配線２８２に電気的に接続されている。
【００８０】
これに対して、複数の第２固定電極指７５は、可動電極指７２２のＹ軸方向他方側に配置され、対応する可動電極指７２２に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなして並んでいる。このような複数の第２固定電極指７５は、その基端部にて、ベース基板２２の上面２２ｆに陽極接合され、導電性バンプＢ２３を介して配線２８３に電気的に接続されている。
【００８１】
このようなＹ軸センサー部２１ｙを用いて、次のようにしてＹ軸方向の加速度を検知する。すなわち、Ｙ軸方向の加速度が加わると、その加速度の大きさに基づいて、可動部７２が、連結部７３１，７３２を弾性変形させながら、Ｙ軸方向に変位する。当該変位に伴って、可動電極指７２２と第１固定電極指７４との間の静電容量および可動電極指７２２と第２固定電極指７５との間の静電容量の大きさがそれぞれ変化する。そして、当該静電容量の変化に基づいてＩＣ４０にて加速度が求められる。
【００８２】
センサー部の一つであるＺ軸センサー部２１ｚは、Ｚ軸方向（鉛直方向）の加速度を検出する部分である。このようなＺ軸センサー部２１ｚは、図８Ｃに示すように、支持部８１１と、可動部８２と、可動部８２を支持部８１１に対して揺動可能に連結する一対の連結部８３１，８３２と、を有し、連結部８３１，８３２を軸Ｊとして、可動部８２が支持部８１１に対してシーソー揺動する。このようなＺ軸センサー部２１ｚは、例えば、リン、ボロン等の不純物がドープされたシリコン基板から形成されており、シリコン基板は導電性を有している。
【００８３】
支持部８１１は、ベース基板２２の上面２２ｆに陽極接合され、支持部８１１が導電性バンプ（不図示）を介して配線２９１と電気的に接続されている。そして、支持部８１１のＹ軸方向の両側に可動部８２が設けられている。可動部８２は、軸Ｊよりも＋Ｙ方向側に位置する第１可動部８２１と、軸Ｊよりも−Ｙ方向側に位置し、第１可動部８２１よりも大きい第２可動部８２２とを有している。第１可動部８２１および第２可動部８２２は、鉛直方向（Ｚ軸方向）の加速度が加わったときの回転モーメントが異なっており、加速度に応じて可動部８２に所定の傾きが生じるように設計されている。これにより、Ｚ軸方向の加速度が生じると、可動部８２が軸Ｊまわりにシーソー揺動する。
【００８４】
また、凹部２１３の底面の第１可動部８２１と対向する位置には配線２９２に電気的に接続された第１検出電極２１１ｇが配置されており、第２可動部８２２と対向する位置には配線２９３に電気的に接続された第２検出電極２１１ｈが配置されている。そのため、第１可動部８２１と第１検出電極２１１ｇとの間に静電容量が形成され、第２可動部８２２と第２検出電極２１１ｈとの間に静電容量が形成されている。なお、第２可動部８２２と対向する位置にあって、第２検出電極２１１ｈよりも−Ｙ軸側には、ダミー電極２１１ｉを設けることができる。なお、第１検出電極２１１ｇ、第２検出電極２１１ｈ、およびダミー電極２１１ｉは、例えば、ＩＴＯ等の透明な導電性材料で構成されていることが好ましい。
【００８５】
このようなＺ軸センサー部２１ｚを用いて、次のようにしてＺ軸方向の加速度を検出する。すなわち、Ｚ軸方向の加速度が加わると、可動部８２は、軸Ｊまわりにシーソー揺動する。このような可動部８２のシーソー揺動によって、第１可動部８２１と第１検出電極２１１ｇとの離間距離、および第２可動部８２２と第２検出電極２２１ｈとの離間距離が変化し、これに応じてこれらの間の静電容量が変化する。そして、当該静電容量の変化に基づいてＩＣ４０にて加速度が求められる。
【００８６】
キャップ部２３は、図７に示すように、下面に開口する凹部２２３を有し、凹部２２３が凹部２１１，２１２，２１３とで内部空間を形成するようにベース基板２２に接合されている。このようなキャップ部２３は、本実施形態ではシリコン基板で形成されている。キャップ部２３とベース基板２２とはガラスフリット２４を用いて気密に接合されている。また、キャップ部２３には、凹部２２３から外部に貫通する段付きの封止孔２７が設けられている。封止孔２７は、内部空間Ｓ２を窒素（Ｎ2）雰囲気とした状態で、溶融金属２６、例えば溶融させた金ゲルマニウム合金（ＡｕＧｅ）を用いて封止されている。
【００８７】
［ＩＣ４０］
図２に示すように、ＩＣ４０は、接着材４１を介して加速度センサー素子２０の上面に配置されている。なお、接着材４１としては、加速度センサー素子２０上にＩＣ４０を固定することができれば、特に限定されず、例えば、半田、銀ペースト、樹脂系接着材（ダイアタッチ材）等を用いることができる。
【００８８】
ＩＣ４０には、例えば、加速度センサー素子２０を駆動する駆動回路や、加速度センサー素子２０からの信号に基づいてＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各軸方向の加速度を検出する検出回路（信号処理部４５）や、検出回路からの信号を所定の信号に変換して出力する出力回路（出力部４６）等が含まれている。また、ＩＣ４０は、上面に複数の電極パッド（不図示）を有し、各電極パッドがボンディングワイヤー４２を介して第２の基材１２の内部端子１９に電気的に接続され、各電極パッドがボンディングワイヤー４３を介して加速度センサー素子２０の接続端子２９に電気的に接続されている。これにより、加速度センサー素子２０を制御することができる。
【００８９】
次に、上述した第１実施形態に係る物理量センサー１の温度ヒステリシスとノイズ特性について、図９Ａ、図９Ｂ、および図９Ｃを参照して説明する。図９Ａは、物理量センサーの温度ヒステリシスを測定するための温度プロファイルを示すグラフであり、図９Ｂは、従来構造の物理量センサーの温度ヒステリシス測定結果を示すグラフであり、図９Ｃは、本発明に係る物理量センサーの温度ヒステリシス測定結果を示すグラフである。
【００９０】
［温度ヒステリシス］
本実施形態の物理量センサー１の昇温時と降温時との各温度における出力値（無負荷時のゼロ点出力値）の復元性（同温度におけるゼロ点出力値の差の有無）を示す、所謂温度ヒステリシスは、図９Ａに示す温度プロファイルにより測定した。恒温槽内にセットされた物理量センサー１を、先ず、３０℃から約−４０℃付近まで降温し、その後、約９０℃付近まで昇温し、再び、３０℃まで降温し、各温度における出力値を測定した結果を図９Ｂおよび図９Ｃに示す。図９Ｂは、加速度センサー素子２０が樹脂接着材１８を介して対向する内底面１１ｈにＧＮＤパターン３０を配置した従来構造の温度ヒステリシスであり、図９Ｃは、本実施形態の物理量センサー１（ＧＮＤパターン３０が内底面１１ｈと離間している構造）の温度ヒステリシスである。
【００９１】
従来構造の温度ヒステリシス（図９Ｂ）は、３０℃付近から９０℃付近への昇温時と９０℃付近から３０℃付近への降温時との出力値の差が大きい。これに対して、本実施形態に係る構造の物理量センサー１の温度ヒステリシス（図９Ｃ）は、３０℃付近と９０℃付近との間における昇温時と降温時の出力値の差が小さくなり、温度ヒステリシスが低減されている。従って、ＧＮＤパターン３０がパッケージ７の内底面１１ｈと離間している構造とすることで、ＧＮＤパターン３０と第１の基材１１との線膨張係数の違いに起因して生じる残留応力によるＧＮＤパターン３０表面の凹凸や歪みが、内底面１１ｈ上に配置された加速度センサー素子２０に伝播し難くすることができ、温度ヒステリシスの小さい物理量センサー１を得ることができる。
【００９２】
［ノイズ特性］
本実施形態の物理量センサー１を、検査用ソケットに装着して測定したノイズ特性について、２０Ｈｚ〜５０Ｈｚの平均値３０［ｕｇ／√Ｈｚ］が、検査用ソケットに装着して測定した値と、回路基板（基板３１５）に実装して測定した値と、において同等となり、ノイズの劣化はないことが判明した。つまり、回路基板（基板３１５）から発生する輻射ノイズの影響を受けていないことであり、ＧＮＤパターン３０が平面視で加速度センサー素子２０と重なるように配置されているので、第１の基材１１側から加速度センサー素子２０に影響する輻射ノイズを、ＧＮＤパターン３０で遮断することができると言える。従って、パッケージ７の外部からの輻射ノイズの影響を低減することができる物理量センサー１を得ることができる。
【００９３】
以上説明した第１実施形態に係る物理量センサー１によれば、ＧＮＤパターン３０が内底面１１ｈから基板１１ｂ，１１ｃを挟み、離間して設けられているので、ＧＮＤパターン３０の表面が加速度センサー素子２０に触れない。そのため、ＧＮＤパターン３０と第１の基材１１との線膨張係数の違いに起因して生じる残留応力によるＧＮＤパターン３０表面の凹凸や歪みが、内底面１１ｈ上に配置された加速度センサー素子２０に伝播し難くすることができ、物理量センサー１の温度ヒステリシスを低減させることができる。
【００９４】
また、ＧＮＤパターン３０が平面視で加速度センサー素子２０と重なるように配置されているので、第１の基材１１側から加速度センサー素子２０に影響するパッケージ７の外部からの輻射ノイズを、ＧＮＤパターン３０で遮断することができるので、輻射ノイズの影響を低減することができる。
【００９５】
導電性を有する蓋部１５とＧＮＤパターン３０とが、第１の基材１１、第２の基材１２、および第３の基材１３に設けられ、それぞれが連通する貫通孔１１ｇ，１２ｇ，１３ｇに充填された導電体３２で電気的に接続されている。そのため、パッケージ７の蓋部１５側や第１の基材１１側から加速度センサー素子２０に影響するパッケージ７の外部からの輻射ノイズを、蓋部１５とＧＮＤパターン３０とで遮断することができるので、輻射ノイズの影響をより低減することができる。
【００９６】
パッケージ７内に形成されているアナログ用配線３４ａの幅Ｌ１を信号用配線３４ｂの幅Ｌ２より大きく、又は、アナログ用配線３４ａの幅Ｌ１を信号用配線３４ｂの幅Ｌ２の２倍以上とすることで、アナログ用配線３４ａのインピーダンスを下げ、パッケージ７の外部からの輻射ノイズの影響を低減することができる。
【００９７】
なお、上述した第１実施形態では、センサー素子としての加速度センサー素子２０において、容器２５内に三つのセンサー部であるＸ軸センサー部２１ｘ、Ｙ軸センサー部２１ｙ、およびＺ軸センサー部２１ｚを収容した構成を一例に説明したが、加速度センサー素子は、必ずしも三つのセンサー部が収容されなくてもよく、用途に応じて必要な１軸、もしくは２軸を検出可能な加速度センサー素子とすることができる。以下、図１０および図１１を参照して、加速度センサー素子の応用例１および応用例２として説明する。
【００９８】
＜応用例１＞
先ず、図１０を参照して、加速度センサー素子の応用例１を説明する。図１０は、センサー素子の応用例１を示す平面図である。
【００９９】
応用例１に係る加速度センサー素子２０１は、図１０に示すように、一つのセンサー部２ｘを有している。センサー部２ｘは、一つの軸方向の加速度を検出する部分である。このようなセンサー部２ｘは、図６および図８Ａを示して説明したＸ軸センサー部２１ｘの構成と同様の構成をなしている。したがって詳細な説明は省略する。そして、センサー部２ｘは、第１実施形態と同様な、ベース基板２２１およびキャップ部２３１を有する容器２５１に気密に収容されている。このような加速度センサー素子２０１では、一つの軸方向の加速度を検出することができる。
【０１００】
なお、加速度センサー素子２０１では、Ｘ軸センサー部２１ｘと同様な構成のセンサー部２ｘを用いて説明したが、Ｙ軸センサー部２１ｙ、もしくはＺ軸センサー部２１ｚと同様なセンサー部のいずれかが、容器２５１に気密に収容されている構成であってもよい。
【０１０１】
＜応用例２＞
次に、図１１を参照して、加速度センサー素子の応用例２を説明する。図１１は、センサー素子の応用例２を示す平面図である。
【０１０２】
応用例２に係る加速度センサー素子２０２は、図１１に示すように、二つのセンサー部２ｘ，２ｙを有している。センサー部２ｘは、一つの軸方向（本例ではＸ軸方向）の加速度を検出する部分である。このようなセンサー部２ｘは、図６および図８Ａを示して説明したＸ軸センサー部２１ｘの構成と同様の構成をなしている。また、センサー部２ｙは、一つの軸方向（本例ではＹ軸方向）の加速度を検出する部分である。このようなセンサー部２ｙは、図６および図８Ｂを示して説明したＹ軸センサー部２１ｙの構成と同様の構成をなしている。したがって詳細な説明は省略する。そして、センサー部２ｘおよびセンサー部２ｙは、第１実施形態と同様な構成の、ベース基板２２２およびキャップ部２３２を有する容器２５２に気密に収容されている。このような加速度センサー素子２０２では、二つの軸方向（本例では、Ｘ軸方向およびＹ軸方向）の加速度を検出することができる。
【０１０３】
なお、応用例２では、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の２軸方向を検出可能な例を示したが、これに限らず、図６および図８Ｃを示して説明した構成のＺ軸センサー部２１ｚと同様なセンサー部と組み合わせた構成とすることができる。例えば、Ｘ軸方向とＺ軸方向、もしくはＹ軸方向とＺ軸方向の検出が可能な構成とすることができる。
【０１０４】
また、応用例１および応用例２で示したような、１軸を検出可能な加速度センサー素子２０１、もしくは２軸を検出可能な加速度センサー素子２０２を収容した物理量センサーとすることができる。
【０１０５】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る物理量センサーを、図１２を参照して説明する。図１２は、第２実施形態に係る物理量センサーの概略構成を示す平面図である。なお、図１２は、外底面側から見た平面図であり、パッケージの裏面に相当する。また、以下の説明では、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【０１０６】
第２実施形態に係る物理量センサー１ａは、第１実施形態に係る物理量センサー１に比べ、ＧＮＤパターン３０ａの配設位置が異なる。第１実施形態に係る物理量センサー１のＧＮＤパターン３０が基板１１ａの上面１１ｊに設けられているのに対して、第２実施形態に係る物理量センサー１ａのＧＮＤパターン３０ａは、基板１１ａの外底面１１ｒに設けられている。
【０１０７】
本実施形態の物理量センサー１ａは、図１２に示すように、ＧＮＤパターン３０ａが基板１１ａの外底面１１ｒに設けられ、平面視で加速度センサー素子２０と重なる位置に配置されている。また、ＧＮＤパターン３０ａは、接続部３１により、キャスタレーション２８ｇ，２８ｋに接する外部端子１６と電気的に接続されている。
【０１０８】
以上説明した第２実施形態に係る物理量センサー１ａによれば、第１実施形態と同様に、ＧＮＤパターン３０ａが基板１１ａ，１１ｂ，１１ｃを挟み、パッケージ７の内底面１１ｈと離間して設けられている。そのため、ＧＮＤパターン３０ａと底板である第１の基材１１との線膨張係数の違いに起因して生じる残留応力によるＧＮＤパターン３０ａ表面の凹凸や歪みが、加速度センサー素子２０に伝播し難くなり、残留応力に起因して生じる温度ヒステリシスを低減させることができる。また、ＧＮＤパターン３０ａが平面視で加速度センサー素子２０と重なる位置に配置されているので、パッケージ７の外部からの輻射ノイズの影響を低減することができ、高精度な加速度データを取得することができる。
【０１０９】
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態に係る物理量センサーを、図１３を参照して説明する。図１３は、第３実施形態に係る物理量センサーの概略構成を示す斜視図である。なお、以下の説明では、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【０１１０】
第３実施形態に係る物理量センサー１ｂは、第１実施形態に係る物理量センサー１に比べ、蓋部１５とＧＮＤパターン３０との電気的な接続方法が異なる。第１実施形態に係る物理量センサー１の蓋部１５とＧＮＤパターン３０とが、第１の基材１１、第２の基材１２、および第３の基材１３に設けられ、それぞれが連通する貫通孔１１ｇ，１２ｇ，１３ｇに充填された導電体３２で電気的に接続されている。これに対して、第３実施形態に係る物理量センサー１ｂの蓋部１５とＧＮＤパターン３０とは、パッケージ７ｂの側面に設けられているキャスタレーション２８ｋに金属材料などをメタライズして形成されている導電層３２ｂを介して電気的に接続されている。
【０１１１】
本実施形態の物理量センサー１ｂは、図１３に示すように、蓋部１５とＧＮＤパターン３０との電気的な接続するために、パッケージ７ｂの側面に設けられているキャスタレーション２８ｋに金属材料などをメタライズして形成されている導電層３２ｂが設けられている。従って、蓋部１５とＧＮＤパターン３０とを同電位とすることができ、蓋部１５とＧＮＤパターン３０とによって、蓋部１５側と第１の基材１１側とからの輻射ノイズの影響を低減することができる。
【０１１２】
以上説明した第３実施形態に係る物理量センサー１ｂによれば、第１実施形態と同様に、ＧＮＤパターン３０がパッケージ７の内底面１１ｈと離間して設けられているため、残留応力に起因して生じる温度ヒステリシスを低減させることができる。また、蓋部１５とＧＮＤパターン３０とがキャスタレーション２８ｋに形成されている導電層３２ｂを介して、電気的に接続されているため、パッケージ７の外部からの輻射ノイズの影響を低減することができる。
【０１１３】
＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態に係る物理量センサーを、図１４を参照して説明する。図１４は、第４実施形態に係る物理量センサーの概略構成を示す断面図である。なお、以下の説明では、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【０１１４】
第４実施形態に係る物理量センサー１ｃは、第１実施形態に係る物理量センサー１に比べ、パッケージ７ｃの構造が異なる。第１実施形態に係る物理量センサー１のパッケージ７が収容空間１７を有するベース部１０と平板な蓋部１５とで構成されているのに対して、第４実施形態に係る物理量センサー１ｃのパッケージ７ｃは、平板な第１の基材１１と収容空間１７ｃを有する蓋部１５ｃとで構成されている。
【０１１５】
本実施形態の物理量センサー１ｃは、図１４に示すように、基板１１ａと基板１１ｂとの間にＧＮＤパターン３０が配設され、基板１１ｃの上面（内底面１１ｈ）に樹脂接着材１８を介して構造体５を構成する加速度センサー素子２０が接合されている。また、加速度センサー素子２０の上面には、接着材４１を介してＩＣ４０が接合されている。ＩＣ４０の電極パッド（不図示）と第１の基材１１に設けられている台座１２ｃの上面に配置されている内部端子１９とがボンディングワイヤー４２を介して電気的に接続されている。
【０１１６】
蓋部１５ｃは、金属などの導電性を有する材料で構成され、第１の基材１１側に収容部となる収容空間１７ｃを構成する凹陥部を有し、収容空間１７ｃに構造体５が収容されている。第１の基材１１と蓋部１５ｃとは、それぞれの外縁に接する領域において、半田や導電性接着材などの接合部材（不図示）によって接合されている。そのため、構造体５をパッケージ７ｃの外側の雰囲気から遮断でき、コンパクトで高性能な物理量センサー１ｃとすることができる。なお、第１の基材１１には、平面視でＧＮＤパターン３０と重なる位置に、基板１１ａ，１１ｂ，１１ｃを貫通する貫通孔１１ｇが設けられ、貫通孔１１ｇ内に導電体３２が充填されている。蓋部１５ｃと基板１１ａの上面１１ｊに設けられたＧＮＤパターン３０とは、導電体３２により電気的に接続されている。そのため、蓋部１５ｃとＧＮＤパターン３０とを同電位とすることができ、パッケージ７ｃ外部からの輻射ノイズの影響を低減することができる。
【０１１７】
以上説明した第４実施形態に係る物理量センサー１ｃによれば、第１実施形態と同様に、ＧＮＤパターン３０が第１の基材１１の基板１１ｃの上面（内底面１１ｈ）と離間して設けられているため、残留応力に起因して生じる温度ヒステリシスを低減させることができる。また、蓋部１５ｃとＧＮＤパターン３０とが貫通孔１１ｇに充填されている導電体３２を介して、電気的に接続されているため、パッケージ７ｃ外部からの輻射ノイズの影響を低減することができる。
【０１１８】
＜第５実施形態＞
次に、第５実施形態に係る物理量センサーを、図１５を参照して説明する。図１５は、第５実施形態に係る物理量センサーの概略構成を示す平面図である。なお、説明の便宜上、図１５では蓋部を省略している。また、以下の説明では、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【０１１９】
第５実施形態に係る物理量センサー１ｄは、第１実施形態に係る物理量センサー１に比べ、パッケージ７の収容空間１７に収容されるセンサー素子の構成が異なる。第１実施形態に係る物理量センサー１のパッケージ７の収容空間１７には、３軸を検出可能な加速度センサー素子２０とＩＣ４０とが収容されている。それに対し第５実施形態に係る物理量センサー１ｄは、第１実施形態と同様のパッケージ７の収容空間１７に、前述した応用例１に係る１軸（Ｘ軸）を検出可能な加速度センサー素子２０１と、加速度センサー素子２０１を制御するＩＣ４０と、後述する１軸（Ｚ軸）を検出可能な角速度センサー素子３００と、角速度センサー素子３００を制御するＩＣ４０ａと、が収容されている。
【０１２０】
本実施形態の物理量センサー１ｄは、図１５に示すように、パッケージ７の収容空間１７に、１軸を検出可能な加速度センサー素子２０１と１軸を検出可能な角速度センサー素子３００とを収容しており、１軸の加速度を検出可能な加速度センサーと１軸の角速度を検出可能な角速度センサーとを備えている複合センサーとして利用可能である。
物理量センサー１ｄは、パッケージ７内に、加速度センサー素子２０１と、加速度センサー素子２０１上に配置されているＩＣ４０と、角速度センサー素子３００と、角速度センサー素子３００上に配置されているＩＣ４０ａと、を備えている。加速度センサー素子２０１を制御するＩＣ４０は、ＩＣ４０の上面に設けられている電極パッド４１ｂが、ボンディングワイヤー４２を介してパッケージ７に設けられている内部端子１９と電気的に接続され、ボンディングワイヤー４３を介して加速度センサー素子２０１に設けられている接続端子２９と電気的に接続されている。また、角速度センサー素子３００を制御するＩＣ４０ａは、ＩＣ４０ａの上面に設けられている電極パッド４１ａが、ボンディングワイヤー４２を介してパッケージ７に設けられている内部端子１９と電気的に接続され、ボンディングワイヤー４３を介して角速度センサー素子３００に設けられている接続端子３８０と電気的に接続されている。よって、Ｘ軸の加速度とＺ軸の角速度を検出することが可能となる。
【０１２１】
なお、本実施形態では、Ｘ軸の１軸を検出する加速度センサー素子２０１とＺ軸の１軸を検出する角速度センサー素子３００とを備えた物理量センサー１ｄを一例として挙げ説明したが、これ限定することはなく、検出軸をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のいずれか１軸を検出する１軸の加速度センサー素子と、検出軸をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のいずれか１軸を検出する１軸の角速度センサー素子との組み合わせでも構わない。
【０１２２】
以上説明した第５実施形態に係る物理量センサー１ｄによれば、第１実施形態と同様のパッケージ７に、加速度センサー素子２０１と角速度センサー素子３００とを備えているため、残留応力に起因して生じる温度ヒステリシスやパッケージ７の外部からの輻射ノイズの影響を低減することができ、１軸の加速度と１軸の角速度とを検出可能な複合センサーとしての物理量センサー１ｄを得ることができる。
【０１２３】
［角速度センサー素子３００］
ここで、図１６Ａおよび図１６Ｂを参照して、角速度センサー素子の一例を説明する。図１６Ａは、物理量センサーに用いられる角速度センサー素子の一例を示す平面図である。なお、説明の便宜上、図１６Ａでは蓋部を省略している。図１６Ｂは、角速度センサー素子の一例を示す図１６Ａの断面図である。
【０１２４】
図１６Ａおよび図１６Ｂに示す角速度センサー素子３００は、ジャイロ素子３４２と、ジャイロ素子３４２を収容するパッケージ３４９とを有している。以下、ジャイロ素子３４２およびパッケージ３４９について順次詳細に説明する。
【０１２５】
図１６Ａは、上側（蓋部３４３側）から見たジャイロ素子３４２を示している。なお、ジャイロ素子３４２には、検出信号電極、検出信号配線、検出信号端子、検出接地電極、検出接地配線、検出接地端子、駆動信号電極、駆動信号配線、駆動信号端子、駆動接地電極、駆動接地配線および駆動接地端子などが設けられているが、同図においては省略している。
【０１２６】
ジャイロ素子３４２は、Ｚ軸まわりの角速度を検出する「面外検出型」のセンサーであって、図示しないが、基材と、基材の表面に設けられている複数の電極、配線および端子とで構成されている。ジャイロ素子３４２は、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で構成することができるが、これらの中でも、水晶で構成するのが好ましい。これにより、優れた振動特性（周波数特性）を発揮することのできるジャイロ素子３４２が得られる。
【０１２７】
このようなジャイロ素子３４２は、いわゆるダブルＴ型をなす振動体３４４と、振動体３４４を支持する支持部としての第１支持部３５１および第２支持部３５２と、振動体３４４と第１支持部３５１とを連結する第１連結梁３７１および第２連結梁３７２と、振動体３４４と第２支持部３５２とを連結する第３連結梁３７３および第４連結梁３７４とを有している。
【０１２８】
振動体３４４は、ＸＹ平面に拡がりを有し、Ｚ軸方向に厚みを有している。このような振動体３４４は、中央に位置する基部４１０と、基部４１０からＹ軸方向に沿って両側に延出している第１検出振動腕４２１、第２検出振動腕４２２と、基部４１０からＸ軸方向に沿って両側に延出している第１連結腕４３１、第２連結腕４３２と、第１連結腕４３１の先端部からＹ軸方向に沿って両側に延出している第１駆動振動腕４４１、および第３駆動振動腕４４２と、第２連結腕４３２の先端部からＹ軸方向に沿って両側に延出している第２駆動振動腕４４３、および第４駆動振動腕４４４とを有している。
【０１２９】
なお、第１駆動振動腕４４１、第３駆動振動腕４４２は、第１連結腕４３１の延在方向の途中から延出してもよく、同様に、第２駆動振動腕４４３、第４駆動振動腕４４４は、第２連結腕４３２の延在方向の途中から延出してもよい。また、本形態では、基部４１０から延出している第１連結腕４３１、第２連結腕４３２から第１駆動振動腕４４１、第３駆動振動腕４４２、第２駆動振動腕４４３、および第４駆動振動腕４４４が延出している構成で説明したが、基部４１０と第１連結腕４３１と第２連結腕４３２とを含めて基部とすることも可能である。即ち、基部から第１駆動振動腕、第２駆動振動腕、第３駆動振動腕、および第４駆動振動腕が延出している構成も可能である。
【０１３０】
上述のような構成のジャイロ素子３４２は、次のようにしてＺ軸まわりの角速度ωを検出する。ジャイロ素子３４２は、角速度ωが加わらない状態において、駆動信号電極（図示せず）および駆動接地電極（図示せず）の間に電界が生じると、各駆動振動腕４４１，４４３，４４２，４４４がＸ軸方向に屈曲振動を行う。この駆動振動を行っている状態にて、ジャイロ素子３４２にＺ軸まわりに角速度が加わると、Ｙ軸方向の振動が発生する。即ち、駆動振動腕４４１，４４３，４４２，４４４および連結腕４３１，４３２にＹ軸方向のコリオリの力が働き、この振動に呼応して、検出振動腕４２１，４２２のＸ軸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検出振動腕４２１，４２２の歪みを検出信号電極（図示せず）および検出接地電極（図示せず）が検出して角速度を求めることができる。
【０１３１】
ジャイロ素子３４２を収容しているパッケージ３４９について説明する。パッケージ３４９は、ジャイロ素子３４２を収容するものである。なお、パッケージ３４９には、ジャイロ素子３４２の他に、ジャイロ素子３４２の駆動等を行うＩＣチップ等が収容されていてもよい。このようなパッケージ３４９は、その平面視（ＸＹ平面視）にて、略矩形状をなしている。
【０１３２】
パッケージ３４９は、上面に開放する凹部を有するベース３４１と、凹部の開口を塞ぐようにベースに接合されている蓋部３４３とを有している。また、ベース３４１は、板状の底板３６１と、底板３６１の上面周縁部に設けられている枠状の側壁３６２とを有している。このようなパッケージ３４９は、その内側に収容空間を有しており、この収容空間内に、ジャイロ素子３４２が気密的に収容、設置されている。
【０１３３】
ジャイロ素子３４２は、第１支持部３５１、第２支持部３５２にて、半田、導電性接着材（樹脂材料中に例えば銀の金属粒子などの導電性フィラーを分散させた接着材）などの導電性固定部材３５８を介して底板３６１の上面に固定されている。第１支持部３５１、第２支持部３５２は、ジャイロ素子３４２のＹ軸方向の両端部に位置するため、このような部分を底板３６１に固定することにより、ジャイロ素子３４２の振動体３４４が両持ち支持され、ジャイロ素子３４２を底板３６１に対して安定的に固定することができる。
【０１３４】
また、導電性固定部材３５８は、第１支持部３５１、第２支持部３５２に設けられている２つの検出信号端子３６４、二つの検出接地端子３５４、駆動信号端子３８４および駆動接地端子３９４に対応（接触）して、かつ互いに離間して六つ設けられている。また、底板３６１の上面には、二つの検出信号端子３６４、二つの検出接地端子３５４、駆動信号端子３８４および駆動接地端子３９４に対応する六つの接続パッド３５０が設けられており、導電性固定部材３５８を介して、これら各接続パッド３５０とそれと対応するいずれかの端子とが電気的に接続されている。また、接続パッド３５０は、図示しない内部配線や貫通電極などを介して接続端子３８０に電気的に接続されている。
【０１３５】
このような構成の角速度センサー素子３００によれば、必要とする１軸方向の角速度を効率よく且つ高精度に検出することができる。
【０１３６】
＜第６実施形態＞
次に、第６実施形態に係る物理量センサーを、図１７を参照して説明する。図１７は、第６実施形態に係る物理量センサーの概略構成を示す平面図である。なお、説明の便宜上、図１７では蓋部を省略している。また、以下の説明では、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【０１３７】
第６実施形態に係る物理量センサー１ｅは、第１実施形態に係る物理量センサー１に比べ、パッケージ７の収容空間１７に収容されるセンサー素子の構成が異なる。第１実施形態に係る物理量センサー１のパッケージ７の収容空間１７には、３軸を検出可能な加速度センサー素子２０とＩＣ４０とが収容されている。それに対し第６実施形態に係る物理量センサー１ｅは、第１実施形態と同様のパッケージ７の収容空間１７に、前述した応用例２に係る２軸（Ｘ軸とＹ軸）を検出可能な加速度センサー素子２０２と、加速度センサー素子２０２を制御するＩＣ４０と、前述した１軸（Ｚ軸）を検出可能な角速度センサー素子３００と、角速度センサー素子３００を制御するＩＣ４０ａと、が収容されている。
【０１３８】
本実施形態の物理量センサー１ｅは、図１７に示すように、パッケージ７の収容空間１７に、２軸を検出可能な加速度センサー素子２０２と、１軸を検出可能な角速度センサー素子３００と、を収容しており、２軸の加速度を検出可能な加速度センサーと１軸の角速度を検出可能な角速度センサーとを備えている複合センサーとして利用可能である。
物理量センサー１ｅは、パッケージ７内に、加速度センサー素子２０２と、加速度センサー素子２０２上に配置されているＩＣ４０と、角速度センサー素子３００と、角速度センサー素子３００上に配置されているＩＣ４０ａと、を備えている。加速度センサー素子２０２を制御するＩＣ４０は、ＩＣ４０の上面に設けられている電極パッド４１ｂが、ボンディングワイヤー４２を介してパッケージ７に設けられている内部端子１９と電気的に接続され、ボンディングワイヤー４３を介して加速度センサー素子２０２に設けられている接続端子２９と電気的に接続されている。また、角速度センサー素子３００を制御するＩＣ４０ａは、ＩＣ４０ａの上面に設けられている電極パッド４１ａが、ボンディングワイヤー４２を介してパッケージ７に設けられている内部端子１９と電気的に接続され、ボンディングワイヤー４３を介して角速度センサー素子３００に設けられている接続端子３８０と電気的に接続されている。よって、Ｘ軸とＹ軸の加速度とＺ軸の角速度を検出することが可能となる。
【０１３９】
なお、本実施形態では、Ｘ軸とＹ軸の２軸を検出する加速度センサー素子２０２とＺ軸の１軸を検出する角速度センサー素子３００とを備えた物理量センサー１ｅを一例として挙げ説明したが、これ限定することはなく、検出軸をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のいずれか２軸を検出する２軸の加速度センサー素子と、検出軸をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のいずれか１軸を検出する１軸の角速度センサー素子との組み合わせでも構わない。
【０１４０】
以上説明した第６実施形態に係る物理量センサー１ｅによれば、第１実施形態と同様のパッケージ７に、加速度センサー素子２０２と角速度センサー素子３００とを備えているため、残留応力に起因して生じる温度ヒステリシスやパッケージ７の外部からの輻射ノイズの影響を低減することができ、２軸の加速度と１軸の角速度とを検出可能な複合センサーとしての物理量センサー１ｅを得ることができる。
【０１４１】
なお、上述した実施形態では、物理量センサーの一例である複合センサーとして、１軸（Ｘ軸）の加速度を検出可能な加速度センサー素子２０１と１軸（Ｚ軸）の角速度を検出可能な角速度センサー素子３００とを備えた物理量センサー１ｄ（第５実施形態）や２軸（Ｘ軸、Ｙ軸）の加速度を検出可能な加速度センサー素子２０２と１軸（Ｚ軸）の角速度を検出可能な角速度センサー素子３００とを備えた物理量センサー１ｅ（第６実施形態）について説明した。この他にも、検出軸をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のいずれか１軸を検出する１軸の加速度センサー素子と、検出軸をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のいずれか２軸を検出する２軸の角速度センサー素子やＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸を検出する３軸の角速度センサー素子との組み合わせの複合センサーでも構わない。検出軸をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のいずれか２軸を検出する２軸の加速度センサー素子と、検出軸をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のいずれか２軸を検出する２軸の角速度センサー素子やＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸を検出する３軸の角速度センサー素子との組み合わせの複合センサーでも構わない。検出軸をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸を検出する３軸の加速度センサー素子と、検出軸をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のいずれか１軸を検出する１軸の角速度センサー素子と、検出軸をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のいずれか２軸を検出する２軸の角速度センサー素子やＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸を検出する３軸の角速度センサー素子との組み合わせの複合センサーでも構わない。
【０１４２】
＜第７実施形態＞
次に、第７実施形態に係る物理量センサーを、図１８を参照して説明する。図１８は、第７実施形態に係る物理量センサーの概略構成を示す断面図である。なお、以下の説明では、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【０１４３】
第７実施形態に係る物理量センサー１ｆは、第１実施形態に係る物理量センサー１に比べ、ＧＮＤパターン３０ｆの構成が異なる。第１実施形態に係る物理量センサー１のＧＮＤパターン３０は、基板１１ａと基板１１ｂとの間に設けられている。それに対し第７実施形態に係る物理量センサー１ｆのＧＮＤパターン３０ｆは、基板１１ａと基板１１ｂとの間と、基板１１ｃの上面である内底面１１ｈと、に設けられている。
【０１４４】
本実施形態の物理量センサー１ｆは、図１８に示すように、構造体５が接続端子２９側から構造体５の中央部までを樹脂接着材１８によりパッケージ７の内底面１１ｈに接着（接合）されている。
ＧＮＤパターン３０ｆは、加速度センサー素子２０とパッケージ７とが重なる方向からの平面視で、内底面１１ｈに接着されている樹脂接着材１８の接着領域と重なる領域で、基板１１ａと基板１１ｂとの間に設けられているＧＮＤパターン３０ｆ１と、内底面１１ｈに接着されている樹脂接着材１８の接着領域と重ならない領域で、基板１１ｃの上面である内底面１１ｈに設けられているＧＮＤパターン３０ｆ２とで構成されている。
また、ＧＮＤパターン３０ｆ１とＧＮＤパターン３０ｆ２とは、基板１１ｂ，１１ｃに設けられた貫通孔１１ｆに充填した導電体３２ｆにより電気的に接続されている。
【０１４５】
従って、樹脂接着材１８の接着領域と重なる領域は、ＧＮＤパターン３０ｆ１が内底面１１ｈから離間して設けられているので、ＧＮＤパターン３０ｆ１と底板１１との線膨張係数の違いに起因して生じる残留応力によるＧＮＤパターン３０ｆ１表面の凹凸や歪みが、内底面１１ｈ上に配置された加速度センサー素子２０に伝播し難くすることができ、物理量センサー１ｆの温度ヒステリシスを低減させることができる。
また、樹脂接着材１８の接着領域と重ならない領域は、ＧＮＤパターン３０ｆ２が設けられているので、パッケージ７の外部からの輻射ノイズを、ＧＮＤパターン３０ｆ１とＧＮＤパターン３０ｆ２とで遮断することができ、輻射ノイズの影響を低減することができる。
【０１４６】
以上説明した第７実施形態に係る物理量センサー１ｆによれば、第１実施形態と同様に、ＧＮＤパターン３０ｆがパッケージ７の内底面１１ｈと離間して設けられているため、残留応力によるＧＮＤパターン３０ｆ表面の凹凸や歪みが、加速度センサー素子２０に伝播し難くなり、残留応力に起因して生じる温度ヒステリシスを低減させることができる。また、ＧＮＤパターン３０ｆが平面視で加速度センサー素子２０と重なる位置に配置されているので、パッケージ７の外部からの輻射ノイズの影響を低減することができ、高精度な加速度データを取得することができる。
【０１４７】
［慣性計測ユニット］
次に、図１９および図２０を参照して、慣性計測ユニット（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）について説明する。図１９は、慣性計測ユニットの概略構成を示す分解斜視図であり、図２０は、慣性計測ユニットの慣性センサー素子の配置例を示す斜視図である。
【０１４８】
図１９に示すように、慣性計測ユニット３０００は、アウターケース３０１、接合部材３１０、慣性センサー素子を含むセンサーモジュール３２５などから構成されている。換言すれば、アウターケース３０１の内部３０３に、接合部材３１０を介在させて、センサーモジュール３２５を篏合（挿入）した構成となっている。センサーモジュール３２５は、インナーケース３２０と、基板３１５とから構成されている。なお、説明を解り易くするために、部位名をアウターケース、インナーケースとしているが、第１ケース、第２ケースと呼び換えても良い。
【０１４９】
アウターケース３０１は、アルミニウムを箱状に削り出した台座である。材質は、アルミニウムに限定するものではなく、亜鉛やステンレスなど他の金属や、樹脂、または、金属と樹脂の複合材などを用いても良い。アウターケース３０１の外形は、前述した慣性計測ユニット３０００の全体形状と同様に、平面形状が略正方形の直方体であり、正方形の対角線方向に位置する２ヶ所の頂点近傍に、それぞれネジ穴３０２が形成されている。なお、ネジ穴３０２に限定するものではなく、例えば、ネジによりネジ止めすることが可能な切り欠き（ネジ穴３０２の位置するアウターケース３０１のコーナー部に切り欠きを形成する構造）を形成してネジ止めする構成としてもよいし、あるいは、アウターケース３０１の側面にフランジ（耳）を形成して、フランジ部分をネジ止めする構成としても良い。ただし、前者の切り欠き穴を固定部としてネジ止めする場合に、切り欠き穴の切り欠きがネジ径よりも広く開いていると、ネジ止めする際にネジが切り欠きからずれ出して斜めになってしまい、ネジ止めの固定が外れやすくなったり、ずれたネジによってアウターケースの切り欠き穴部分が変形してしまったり削れたりする虞がある。このため、固定部として切り欠き穴を設ける場合には、切り欠き穴の切り欠きをネジの径よりも小さく設けることが好ましい。
【０１５０】
アウターケース３０１は、外形が直方体で蓋のない箱状であり、その内部３０３（内側）は、底壁３０５と側壁３０４とで囲まれた内部空間（容器）となっている。換言すれば、アウターケース３０１は、底壁３０５と対向する一面を開口面とする箱状をなしており、その開口面の開口部のほとんどを覆うように（開口部を塞ぐように）センサーモジュール３２５が収容され、センサーモジュール３２５が開口部から露出した状態となる（不図示）。ここで、底壁３０５と対向する開口面とは、アウターケース３０１の上面３０７と同一面である。また、アウターケース３０１の内部３０３の平面形状は、正方形の二つの頂点部分の角を面取りした六角形であり、面取りされた二つの頂点部分はネジ穴３０２の位置に対応している。また、内部３０３の断面形状（厚み方向）において、底壁３０５には、内部３０３、即ち内部空間における周縁部に中央部よりも一段高い底壁としての第１接合面３０６が形成されている。即ち、第１接合面３０６は、底壁３０５の一部であり、平面的に底壁３０５の中央部を囲ってリング状に形成された一段の階段状の部位であり、底壁３０５よりも開口面（上面３０７と同一面）からの距離が小さい面である。
【０１５１】
なお、アウターケース３０１の外形が、平面形状が略正方形の直方体で蓋のない箱状である一例について説明したが、これに限らず、アウターケース３０１の外形の平面形状は、例えば六角形や八角形などの多角形であってもよいし、その多角形の頂点部分の角が面取りされていたり、各辺が曲線である平面形状であったりしてもよい。また、アウターケース３０１の内部３０３（内側）の平面形状も、上述した六角形に限らず、正方形などの方形（四角形）や、八角形などの他の多角形状であってもよい。また、アウターケース３０１の外形と内部３０３の平面形状とは相似形であってもよいし、相似形でなくてもよい。
【０１５２】
インナーケース３２０は、基板３１５を支持する部材であり、アウターケース３０１の内部３０３に収まる形状となっている。詳しくは、平面的には、正方形の二つの頂点部分の角を面取りした六角形であり、その中に長方形の貫通穴である開口部３２１と、基板３１５を支持する側の面に設けられた凹部３３１とが形成されている。面取りされた二つの頂点部分はアウターケース３０１のネジ穴３０２の位置に対応している。厚み方向（Ｚ軸方向）の高さは、アウターケース３０１の上面３０７から第１接合面３０６までの高さよりも、低くなっている。好適例では、インナーケース３２０もアルミニウムを削り出して形成しているが、アウターケース３０１と同様に他の材質を用いても良い。
【０１５３】
インナーケース３２０の裏面（アウターケース３０１側の面）には、基板３１５を位置決めするための案内ピンや、支持面（いずれも図示せず）が形成されている。基板３１５は、当該案内ピンや、支持面にセット（位置決め搭載）されてインナーケース３２０の裏面に接着される。なお、基板３１５の詳細については後述する。インナーケース３２０の裏面の周縁部は、リング状の平面からなる第２接合面３２２となっている。第２接合面３２２は、平面的にアウターケース３０１の第１接合面３０６と略同様な形状であり、インナーケース３２０をアウターケース３０１にセットした際には、接合部材３１０を挟持した状態で二つの面が向い合うことになる。なお、アウターケース３０１およびインナーケース３２０の構造については、一実施例であり、この構造に限定されるものではない。
【０１５４】
図２０を参照して、慣性センサーが実装された基板３１５の構成について説明する。図２０に示すように、基板３１５は、複数のスルーホールが形成された多層基板であり、ガラスエポキシ基板（ガラエポ基板）を用いている。なお、ガラエポ基板に限定するものではなく、複数の慣性センサーや、電子部品、コネクターなどを実装可能なリジット基板であれば良い。例えば、コンポジット基板や、セラミック基板を用いても良い。
【０１５５】
基板３１５の表面（インナーケース３２０側の面）には、コネクター３１６、角速度センサー３１７ｚ、加速度センサーとしての物理量センサー１などが実装されている。コネクター３１６は、プラグ型（オス）のコネクターであり、Ｘ軸方向に等ピッチで配置された二列の接続端子を備えている。好適には、一列１０ピンで合計２０ピンの接続端子としているが、端子数は、設計仕様に応じて適宜変更しても良い。
【０１５６】
慣性センサーとしての角速度センサー３１７ｚは、Ｚ軸方向における１軸の角速度を検出するジャイロセンサーである。好適例として、水晶を振動子として用い、振動する物体に加わるコリオリの力から角速度を検出する振動ジャイロセンサーを用いている。なお、振動ジャイロセンサーに限定するものではなく、角速度を検出可能なセンサーで有れば良い。例えば、振動子としてセラミックや、シリコンを用いたセンサーを用いても良い。
【０１５７】
また、基板３１５のＸ軸方向の側面には、実装面（搭載面）がＸ軸と直交するように、Ｘ軸方向における１軸の角速度を検出する角速度センサー３１７ｘが実装されている。同様に、基板３１５のＹ軸方向の側面には、実装面（搭載面）がＹ軸と直交するように、Ｙ軸方向における１軸の角速度を検出する角速度センサー３１７ｙが実装されている。
【０１５８】
なお、角速度センサー３１７ｘ，３１７ｙ，３１７ｚは、前述にて図１６Ａおよび図１６Ｂを参照して説明した角速度センサー素子３００を用いることができる。また、軸ごとの三つの角速度センサーを用いる構成に限定するものではなく、３軸の角速度が検出可能なセンサーであれば良く、例えば、後述する物理量センサー１のように、一つのデバイス（パッケージ）で３軸の角速度が検出（検知）可能なセンサーデバイスを用いても良い。
【０１５９】
第１実施形態で説明したと同様な物理量センサー１は、一つのデバイスでＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の三方向（３軸）の加速度を検出（検知）可能な、例えばシリコン基板をＭＥＭＳ技術で加工した静電容量型の加速度センサー素子２０（例えば図５参照）を用い、樹脂接着材１８（図２参照）を用いてパッケージ７（図２参照）に接合された構成を有している。なお、必要に応じて、Ｘ軸、Ｙ軸の２軸方向の加速度を検出可能な加速度センサー素子２０２、もしくは１軸方向の加速度を検出可能な加速度センサー素子２０１を適用した物理量センサーとすることができる。
【０１６０】
基板３１５の裏面（アウターケース３０１側の面）には、物理量センサー１および三つの角速度センサー３１７ｘ，３１７ｙ，３１７ｚを制御する制御部としての制御ＩＣ３１９が実装されている。制御ＩＣ３１９は、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）であり、不揮発性メモリーを含む記憶部や、Ａ／Ｄコンバーターなどを内蔵しており、慣性計測ユニット３０００の各部を制御する。記憶部には、加速度、および角速度を検出するための順序と内容を規定したプログラムや、検出データをディジタル化してパケットデータに組込むプログラム、付随するデータなどが記憶されている。なお、基板３１５には、その他にも複数の電子部品が実装されている。
【０１６１】
このような慣性計測ユニット３０００によれば、加速度センサー素子２０がパッケージ７（図２参照）に実装されている第１実施形態の物理量センサー１を用いているため、慣性計測ユニット３０００を実装する場合などの熱処理に起因して生じる、加速度データの出力における温度ヒステリシスを減少させることができる。したがって、信頼性を高めた慣性計測ユニット３０００を提供することができる。
【０１６２】
［電子機器］
次に、物理量センサー１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ、１ｆを用いた電子機器について、図２１〜図２４Ｂに基づき、詳細に説明する。なお、以下では、物理量センサー１を用いた例を示して説明する。
【０１６３】
先ず、図２１を参照して、電子機器の一例であるモバイル型のパーソナルコンピューターについて説明する。図２１は、電子機器の一例であるモバイル型のパーソナルコンピューターの構成を模式的に示す斜視図である。
【０１６４】
この図において、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部１１０８を備えた表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター１１００には、加速度センサーとして機能する物理量センサー１が内蔵されており、物理量センサー１の検出データに基づいて制御部１１１０が、例えば姿勢制御などの制御を行なうことができる。また、このようなパーソナルコンピューター１１００には、温度センサー（不図示）と、物理量センサー１によって検出された検出信号を温度補正する補正部（不図示）と、が備えられているので、より高精度に姿勢制御などの制御を行なうことができる。
【０１６５】
次に、図２２を参照して、電子機器の一例であるスマートフォン（携帯型電話機）について説明する。図２２は、電子機器の一例であるスマートフォン（携帯型電話機）の構成を模式的に示す斜視図である。
【０１６６】
この図において、スマートフォン１２００は、上述した物理量センサー１が組込まれている。物理量センサー１によって検出された検出信号（加速度データ）は、スマートフォン１２００の制御部１２０１に送信される。制御部１２０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含んで構成されており、受信した検出信号からスマートフォン１２００の姿勢や、挙動を認識して、表示部１２０８に表示されている表示画像を変化させたり、警告音や、効果音を鳴らしたり、振動モーターを駆動して本体を振動させることができる。換言すれば、スマートフォン１２００のモーションセンシングを行い、計測された姿勢や、挙動から、表示内容を変えたり、音や、振動などを発生させたりすることができる。特に、ゲームのアプリケーションを実行する場合には、現実に近い臨場感を味わうことができる。また、このようなスマートフォン１２００には、温度センサー（不図示）と、物理量センサー１によって検出された検出信号を温度補正する補正部（不図示）と、が備えられているので、より高精度に姿勢制御などの制御を行なうことができる。
【０１６７】
次に、図２３を参照して、電子機器の一例であるディジタルスチールカメラについて説明する。図２３は、電子機器の一例であるディジタルスチールカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
【０１６８】
ディジタルスチールカメラ１３００のケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部１３１０が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１３１０は、被写体を電子画像として表示するファインダーとしても機能する。また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
【０１６９】
撮影者が表示部１３１０に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。また、このディジタルスチールカメラ１３００では、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニター１４３０が、データ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。このようなディジタルスチールカメラ１３００には、加速度センサーとして機能する物理量センサー１が内蔵されており、物理量センサー１の検出データに基づいて制御部１３１６が、例えば手振れ補正などの制御を行なうことができる。また、このようなディジタルスチールカメラ１３００には、温度センサー（不図示）と、物理量センサー１によって検出された検出信号を温度補正する補正部（不図示）と、が備えられているので、より高精度に姿勢制御などの制御を行なうことができる。
【０１７０】
このような電子機器は、物理量センサー１、制御部１１１０，１２０１，１３１６、および補正部（不図示）を備えているので、優れた信頼性を有している。
【０１７１】
なお、物理量センサー１を備える電子機器は、図２１のパーソナルコンピューター、図２２のスマートフォン（携帯電話機）、図２３のディジタルスチールカメラの他にも、例えば、タブレット端末、時計、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター、地震計、歩数計、傾斜計、ハードディスクの振動を計測する振動計、ロボットやドローンなど飛行体の姿勢制御装置、自動車の自動運転用慣性航法に使用される制御機器等に適用することができる。
【０１７２】
更に、図２４Ａおよび図２４Ｂを参照して、電子機器の一例として腕時計型の活動計（アクティブトラッカー）について説明する。図２４Ａは、電子機器の一例である活動計の構成を示す平面図であり、図２４Ｂは、電子機器の一例である活動計の機能を説明する機能ブロック図である。
バンド等によって手首等の部位（被検体）に装着され、ディジタル表示の表示部を備え無線通信が可能である。上述した本発明に係る物理量センサー１は、加速度センサーや角速度センサーとして腕時計型の活動計１４００に組込まれている。
表示部を構成する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）では、種々の検出モードに応じて、例えば、ＧＰＳや地磁気センサーを用いた位置情報、移動量や加速度センサーや角速度センサーなどを用いた運動量などの運動情報、脈波センサーなどを用いた脈拍数などの生体情報、もしくは現在時刻などの時刻情報などが表示される。
活動計１４００は、ランニングウォッチ、ランナーズウォッチ、デュアスロンやトライアスロン等マルチスポーツ対応のランナーズウォッチ、アウトドアウォッチ、及び衛星測位システム、例えば、ＧＰＳを搭載したＧＰＳウォッチ、等に広く適用できる。
【０１７３】
活動計１４００は、ユーザー（装着者）の所与の部位（例えば、手首）に装着され、ユーザーの位置情報や運動情報などを検出することができる。活動計１４００は、図２４Ａに示すように、ユーザーに装着されて位置情報や運動情報などを検出する機器本体１４１０と、機器本体１４１０に取り付けられ機器本体１４１０をユーザーに装着するための第１のバンド部１４１２および第２のバンド部１４１４と、を有する。なお、活動計１４００には、ユーザーの位置情報や運動情報に加えて、例えば脈波情報などの生体情報を検出する機能や時刻情報などを取得する機能を設けることができる。
【０１７４】
次に、活動計１４００の機能について、図２４Ｂを参照して説明する。
図２４Ｂに示すように、処理部１４５０（プロセッサー）は、例えば、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等により構成される。処理部１４５０は、記憶部１４７４に格納されたプログラムと、操作部１４７０から入力された信号とに基づき、各種の処理を実行する。処理部１４５０による処理には、ＧＰＳセンサー１４６０、地磁気センサー１４６１、圧力センサー１４６２、加速度センサー１４６３、角速度センサー１４６４、脈拍センサー１４６５、温度センサー１４６６、計時部１４７２の各出力信号に対するデータ処理、表示部１４７６に画像を表示させる表示処理、音出力部１４７８に音を出力させる音出力処理、通信部１４８０を介してユーザー端末１４９０と通信を行う通信処理、バッテリー１４８２からの電力を各部へ供給する電力制御処理などが含まれる。
なお、通信部１４８０は、例えば、Bluetooth（登録商標）（BTLE：Bluetooth Low Energyを含む）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）（Wireless Fidelity）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、ＮＦＣ（Near field communication）、ＡＮＴ＋（登録商標）等の近距離無線通信規格に対応した送受信機や通信部１４８０はＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の通信バス規格に対応したコネクターを含んで構成される。
【０１７５】
本発明に係る物理量センサー１としての加速度センサー１４６３は、互いに交差する（理想的には直交する）３軸方向の各々の加速度を検出し、検出した３軸加速度の大きさ及び向きに応じた信号（加速度信号）を出力する。
本発明に係る物理量センサー１としての角速度センサー１４６４は、互いに交差する（理想的には直交する）３軸方向の各々の角速度を検出し、検出した３軸角速度の大きさ及び向きに応じた信号（角速度信号）を出力する。
【０１７６】
腕時計型の活動計１４００は以下の機能を有している。
距離：高精度のGPS機能により計測開始からの合計距離を計測する。
ペース：ペース距離計測から、現在の走行ペースを表示する。
平均スピード：平均スピード走行開始から現在までの平均スピードを算出し表示する。
標高：ＧＰＳ機能により、標高を計測し表示する。
ストライド：ＧＰＳ電波が届かないトンネル内などでも歩幅を計測し表示する。
ピッチ：１分あたりの歩数を計測し表示する。
心拍数：脈拍センサーにより心拍数を計測し表示する。
勾配：山間部でのトレーニングやトレイルランにおいて、地面の勾配を計測し表示する。
オートラップ：事前に設定した一定距離や一定時間を走った時に、自動でラップ計測を行う。
運動消費カロリー：消費カロリーを表示する。
歩数：運動開始からの歩数の合計を表示する。
【０１７７】
衛星測位システムとしてＧＰＳ（Global Positioning System）を用いて説明したが、他の全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）を利用してもよい。例えば、ＥＧＮＯＳ(European Geostationary-Satellite Navigation Overlay Service)、ＱＺＳＳ（Quasi Zenith Satellite System）、ＧＬＯＮＡＳＳ（GLObal NAvigation Satellite System）、ＧＡＬＩＬＥＯ、ＢｅｉＤｏｕ（BeiDou Navigation Satellite System）、等の衛星測位システムのうち１又は２以上を利用してもよい。また、衛星測位システムの少なくとも１つにＷＡＡＳ（Wide Area Augmentation System）、ＥＧＮＯＳ（European Geostationary Satellite Navigation Overlay Service）等の静止衛星型衛星航法補強システム（ＳＢＡＳ：Satellite based Augmentation System）を利用してもよい。
【０１７８】
［移動体］
次に、物理量センサー１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ、１ｆを用いた移動体について、代表例として物理量センサー１を用いた例を図２５に示し、詳細に説明する。図２５は、移動体の一例である自動車の構成を示す斜視図である。
【０１７９】
図２５に示すように、自動車１５００には物理量センサー１が内蔵されており、例えば、物理量センサー１によって車体１５０１の姿勢を検出することができる。物理量センサー１の検出信号は、姿勢制御部としての車体姿勢制御装置１５０２に供給され、車体姿勢制御装置１５０２は、その信号に基づいて車体１５０１の姿勢を検出し、検出結果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１５０３のブレーキを制御したりすることができる。また、物理量センサー１は、他にもキーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロック・ブレーキ・システム（ＡＢＳ：Antilock Brake System）、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）、エンジンコントロール、自動運転用慣性航法の制御機器、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター等の電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）に広く適用できる。
【０１８０】
また、移動体に適用される物理量センサー１は、上記の例示の他にも、例えば、二足歩行ロボットや電車などの姿勢制御、ラジコン飛行機、ラジコンヘリコプター、およびドローンなどの遠隔操縦あるいは自律式の飛行体の姿勢制御、農業機械（農機）、もしくは建設機械（建機）などの姿勢制御において利用することができる。以上のように、各種移動体の姿勢制御の実現にあたって、物理量センサー１、および姿勢制御部（不図示）が組み込まれる。
【０１８１】
このような移動体は、物理量センサー１、および姿勢制御部（不図示）を備えているので、優れた信頼性を有している。
【０１８２】
以上、物理量センサー１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ、慣性計測システム（３０００）、電子機器（１１００，１２００，１３００，１４００）、および移動体（１５００）を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
【０１８３】
また、前述した実施形態では、加速度センサー素子が三つのセンサー部を有している構成について説明したが、センサー部の数としては、これに限定されず、一つまたは二つであってもよいし、四つ以上であってもよい。また、前述した実施形態では、物理量センサーのセンサー素子として加速度センサー素子を用いているが、物理量センサーのセンサー素子としては、加速度センサー素子に限定されず、例えば、圧力センサー素子であってもよいし、角速度センサー素子であってもよい。また、例えば、加速度および角速度等の異なる物理量を同時に検出することのできる複合センサーであってもよい。
【符号の説明】
【０１８４】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ…物理量センサー、５…構造体、７…容器としてのパッケージ、１０…ベース部、１１…底板としての第１の基材、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ…基板、１１ｇ…貫通孔、１１ｈ…内底面、１１ｊ…上面、１１ｒ…外底面、１２…第２の基材、１２ｇ…貫通孔、１３…第３の基材、１３ｇ…貫通孔、１４…封止部材、１５…蓋体としての蓋部、１６…外部端子、１７…収容空間、１７ａ…収容部としての凹陥部、１７ｂ…開口部、１８…樹脂接着材、１９…内部端子、２０…センサー素子としての加速度センサー素子、２０ｒ…下面、２１ｘ…Ｘ軸センサー部、２１ｙ…Ｙ軸センサー部、２１ｚ…Ｚ軸センサー部、２２…ベース基板、２８…キャスタレーション、２９…接続端子、３０…ＧＮＤパターン、３２…導電体、３４ａ…アナログ用配線、３４ｂ…信号用配線、３６…貫通孔、４０…回路素子としてのＩＣ、４１…接着材、４２，４３…ボンディングワイヤー、４５…信号処理部、４６…出力部、３００…角速度センサー素子、１１００…パーソナルコンピューター、１２００…スマートフォン（携帯電話機）、１３００…ディジタルスチールカメラ、１４００…活動計、１５００…自動車、３０００…慣性計測ユニット。
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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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１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２５】
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