(57)【要約】【課題】検出精度の高感度化および耐衝撃性の向上を図ることができる物理量センサー、物理量センサーデバイス、携帯型電子機器、電子機器および移動体を提供する。【解決手段】本発明の物理量センサーは、基板と、前記基板に対して第１方向に変位可能な可動部と、前記可動部に設けられた第１、第２可動電極部と、前記基板に固定され、前記第１可動電極部と前記第１方向に対向して配置された第１固定電極部と、前記基板に固定され、前記第２可動電極部と前記第１方向に対向して配置された第２固定電極部と、前記可動部の前記第１方向の可動範囲を制限する規制部と、前記基板に設けられ、前記第１固定電極部と電気的に接続された第１配線と、前記基板に設けられ、前記第２固定電極部と電気的に接続された第２配線と、を含み、前記基板の平面視で、前記第１配線および前記第２配線は、それぞれ、前記規制部と交差している。【選択図】図１
2019045262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板に対して第１方向に変位可能な可動部と、
前記可動部に設けられている第１可動電極部および第２可動電極部と、
前記基板に固定され、前記第１可動電極部と前記第１方向に対向するように配置されている第１固定電極部と、
前記基板に固定され、前記第２可動電極部と前記第１方向に対向するように配置されている第２固定電極部と、
前記可動部の前記第１方向の可動範囲を制限する規制部と、
前記基板に設けられ、前記第１固定電極部と電気的に接続されている第１配線と、
前記基板に設けられ、前記第２固定電極部と電気的に接続されている第２配線と、
を含み、
前記基板の平面視で、前記第１配線および前記第２配線は、それぞれ、前記規制部と交差していることを特徴とする物理量センサー。
【請求項２】
請求項１において、
前記可動部と前記規制部とは、電気的に接続されている物理量センサー。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記平面視で、前記可動部の少なくとも一部と重なるように前記基板に配置され、前記可動部と電気的に接続されている電極部を含む物理量センサー。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項において、
前記規制部は、前記可動部との隙間が部分的に狭くなっている物理量センサー。
【請求項５】
基板と、
第１質量部と第２質量部を含む可動部、前記基板に支持されている固定部、および前記可動部と前記固定部とを連結している連結部を含む揺動体と、
前記第１質量部と対向するように前記基板に配置されている第１固定電極部と、
前記第２質量部と対向するように前記基板に配置されている第２固定電極部と、
前記平面視で、前記揺動体の外縁に沿って位置し、前記揺動体の可動範囲を規制する規制部と、
前記基板に設けられ、前記第１固定電極部と電気的に接続されている第１配線と、
前記基板に設けられ、前記第２固定電極部と電気的に接続されている第２配線と、
を含み、
前記平面視で、前記第１配線および前記第２配線は、それぞれ、前記規制部と交差していることを特徴とする物理量センサー。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の物理量センサーと、
回路素子と、を含む、ことを特徴とする物理量センサーデバイス。
【請求項７】
請求項１ないし５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が収容されているケースと、
前記ケースに収容され、前記物理量センサーからの出力データを処理する処理部と、
前記ケースに収容されている表示部と、
前記ケースの開口部を塞いでいる透光性カバーと、を含むことを特徴とする携帯型電子機器。
【請求項８】
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の物理量センサーと、
制御回路と、
補正回路と、を含む、ことを特徴とする電子機器。
【請求項９】
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の物理量センサーと、
姿勢制御部と、を含む、ことを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量センサー、物理量センサーデバイス、携帯型電子機器、電子機器および移動体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に記載の加速度センサーは、第１シリコン基板、第２シリコン基板およびこれらの間に位置する酸化シリコン層を有するＳＯＩ基板で構成されている。そして、第２シリコン基板から、固定部と、固定部に対してＸ軸方向に変位可能な可動部と、可動部に接続され、Ｙ軸方向に延びる複数の可動電極指と、第２シリコン基板に固定され、Ｙ軸方向に延び、対応する可動電極指との間に静電容量を形成する固定電極指と、が形成されている。このような加速度センサーでは、加わった加速度によって可動部が変位することで前記静電容量が変化し、この静電容量の変化に基づいて、受けた加速度を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１３９５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述したように、特許文献１に記載の加速度センサーは、ＳＯＩ基板で構成されている。そのため、例えば、第２シリコン基板から配線を形成する必要があり、この場合、信号や極性の異なる複数の配線をクロスさせることができず、配線レイアウトの自由度が低くなる。また、複数の配線をクロスさせることができないため、配線を余計に引き回す必要が生じ、その分、配線を配置する領域が大きくなる。そのため、素子部に割り当てられる領域が小さくなってしまうおそれがあり、センサーの高感度化が困難となる課題があった。
【０００５】
また、特許文献１に記載の加速度センサーでは、可動部のＸ軸方向の変位を規制するストッパー（規制部）が設けられていないため、例えば、落下等の過度な衝撃を受けたときに、可動部がＸ軸方向に大きく変位し、可動電極指と固定電極指とが衝突してこれらが破損するおそれもあった。
【０００６】
本発明の目的は、検出精度の高感度化および耐衝撃性の向上を図ることができる物理量センサー、物理量センサーデバイス、携帯型電子機器、電子機器および移動体を提供することにある。
【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、以下の発明として実現することが可能である。
【０００８】
本発明の物理量センサーは、基板と、
前記基板に対して第１方向に変位可能な可動部と、
前記可動部に設けられている第１可動電極部および第２可動電極部と、
前記基板に固定され、前記第１可動電極部と前記第１方向に対向するように配置されている第１固定電極部と、
前記基板に固定され、前記第２可動電極部と前記第１方向に対向するように配置されている第２固定電極部と、
前記可動部の前記第１方向の可動範囲を制限する規制部と、
前記基板に設けられ、前記第１固定電極部と電気的に接続されている第１配線と、
前記基板に設けられ、前記第２固定電極部と電気的に接続されている第２配線と、
を含み、
前記基板の平面視で、前記第１配線および前記第２配線は、それぞれ、前記規制部と交差していることを特徴とする。
これにより、検出精度の高感度化および耐衝撃性の向上を図ることができる物理量センサーが得られる。
【０００９】
本発明の物理量センサーでは、前記可動部と前記規制部とは、電気的に接続されていることが好ましい。
これにより、可動部と規制部との間に静電容量が形成されるのを低減することができる。
【００１０】
本発明の物理量センサーでは、前記平面視で、前記可動部の少なくとも一部と重なるように前記基板に配置され、前記可動部と電気的に接続されている電極部を含むことが好ましい。
これにより、可動部の不本意な変位（検出対象である物理量以外の力による変位）を抑制することができる。
【００１１】
本発明の物理量センサーでは、前記規制部は、前記可動部との隙間が部分的に狭くなっていることが好ましい。
これにより、可動部の過度な変位を効果的に抑制することができる。
【００１２】
本発明の物理量センサーは、基板と、
第１質量部と第２質量部を含む可動部、前記基板に支持されている固定部、および前記可動部と前記固定部とを連結している連結部を含む揺動体と、
前記第１質量部と対向するように前記基板に配置されている第１固定電極部と、
前記第２質量部と対向するように前記基板に配置されている第２固定電極部と、
前記平面視で、前記揺動体の外縁に沿って位置し、前記揺動体の可動範囲を規制する規制部と、
前記基板に設けられ、前記第１固定電極部と電気的に接続されている第１配線と、
前記基板に設けられ、前記第２固定電極部と電気的に接続されている第２配線と、
を含み、
前記平面視で、前記第１配線および前記第２配線は、それぞれ、前記規制部と交差していることを特徴とする。
これにより、検出精度の高感度化および耐衝撃性の向上を図ることができる物理量センサーが得られる。
【００１３】
本発明の物理量センサーデバイスは、本発明の物理量センサーと、
回路素子と、を含む、ことを特徴とする。
これにより、本発明の物理量センサーの効果を享受でき、信頼性の高い物理量センサーデバイスが得られる。
【００１４】
本発明の携帯型電子機器は、本発明の物理量センサーと、
前記物理量センサーが収容されているケースと、
前記ケースに収容され、前記物理量センサーからの出力データを処理する処理部と、
前記ケースに収容されている表示部と、
前記ケースの開口部を塞いでいる透光性カバーと、を含むことを特徴とする。
これにより、本発明の物理量センサーの効果を享受でき、信頼性の高い携帯型電子機器が得られる。
【００１５】
本発明の電子機器は、本発明の物理量センサーと、
制御回路と、
補正回路と、を含む、ことを特徴とする。
これにより、本発明の物理量センサーの効果を享受でき、信頼性の高い電子機器が得られる。
【００１６】
本発明の移動体は、本発明の物理量センサーと、
姿勢制御部と、を含む、ことを特徴とする。
これにより、本発明の物理量センサーの効果を享受でき、信頼性の高い移動体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る物理量センサーを示す平面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１に示す物理量センサーが有する基板を示す平面図である。
【図４】図１に示す物理量センサーの斜視図である。
【図５】図１に示す物理量センサーに印加する電圧を示す図である。
【図６】図１中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る物理量センサーを示す平面図である。
【図８】図７に示す物理量センサーが有する基板を示す平面図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る物理量センサーを示す平面図である。
【図１０】図９に示す物理量センサーが有する基板を示す平面図である。
【図１１】本発明の第４実施形態に係る物理量センサーを示す平面図である。
【図１２】本発明の第５実施形態に係る物理量センサーを示す平面図である。
【図１３】図１２中のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１４】図１２に示す物理量センサーが有する基板を示す平面図である。
【図１５】本発明の第６実施形態に係る物理量センサーデバイスを示す断面図である。
【図１６】本発明の第７実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
【図１７】本発明の第８実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
【図１８】本発明の第９実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
【図１９】本発明の第１０実施形態に係る携帯型電子機器を示す平面図である。
【図２０】図１９に示す携帯型電子機器の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図２１】本発明の第１１実施形態に係る移動体を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の物理量センサー、物理量センサーデバイス、携帯型電子機器、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。
【００１９】
＜第１実施形態＞
まず、本発明の第１実施形態に係る物理量センサーについて説明する。
【００２０】
図１は、本発明の第１実施形態に係る物理量センサーを示す平面図である。図２は、図１中のＡ−Ａ線断面図である。図３は、図１に示す物理量センサーが有する基板を示す平面図である。図４は、図１に示す物理量センサーの斜視図である。図５は、図１に示す物理量センサーに印加する電圧を示す図である。図６は、図１中のＢ−Ｂ線断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図１中の紙面手前側および図２中の上側を「上」とも言い、図１中の紙面奥側および図２中の下側を「下」とも言う。また、各図に示すように、互いに直交する３つの軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸とし、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、各軸の矢印方向先端側を「プラス側」とも言い、反対側を「マイナス側」とも言う。
【００２１】
図１に示す物理量センサー１は、Ｘ軸方向の加速度Ａｘを検出することのできる加速度センサーである。このような物理量センサー１は、基板２と、基板２に設けられ、Ｘ軸方向の加速度Ａｘ（物理量）を検出する素子部３と、素子部３の過度な変位を規制する規制部９と、素子部３および規制部９を覆うように基板２に接合された蓋体１０と、を有している。
【００２２】
（基板）
図１に示すように、基板２は、矩形の平面視形状を有する板状をなしている。また、基板２は、上面に開放する凹部２１を有している。Ｚ軸方向からの平面視で、凹部２１は、素子部３を内側に内包するように、素子部３よりも大きく形成されている。凹部２１は、素子部３と基板２との接触を防止するための逃げ部として機能する。なお、基板２の平面視形状としては、特に限定されず、例えば、三角形、矩形以外の四角形、五角形等の多角形、円形、楕円形、異形等いかなる形状であってもよい。
【００２３】
図２に示すように、基板２は、凹部２１の底面に設けられた突起状のマウント部２１１を有している。マウント部２１１には第１固定電極部４１、第２固定電極部４２および固定部５１がそれぞれ接合されている。
【００２４】
図３に示すように、基板２は、上面に開放する溝部２２、２３、２４、２５、２６、２７を有している。これらのうち、溝部２５、２６、２７の一端部は、それぞれ、蓋体１０の外側に位置し、他端部は、それぞれ、凹部２１に接続されている。残りの溝部２２、２３、２４の一端部は、それぞれ、蓋体１０内に位置し、他端部は、それぞれ凹部２１に接続されている。
【００２５】
基板２としては、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、パイレックスガラス（登録商標）、テンパックスガラス（登録商標）のような硼珪酸ガラス）で構成されたガラス基板を用いることができる。これにより、後述するように、素子部３と基板２とを陽極接合により接合することができ、これらを強固に接合することができる。また、光透過性を有する基板２が得られるため、物理量センサー１の外側から、基板２を介して素子部３の状態を視認することができる。
【００２６】
ただし、基板２としては、ガラス基板に限定されず、例えば、シリコン基板やセラミックス基板を用いてもよい。なお、シリコン基板を用いる場合は、短絡を防止する観点から、高抵抗のシリコン基板を用いるか、表面に熱酸化等によってシリコン酸化膜（絶縁性酸化物）を形成したシリコン基板を用いることが好ましい。
【００２７】
図１および図３に示すように、溝部２２、２３、２４、２５、２６、２７には配線７２、７３、７４、７５、７６、７７が設けられている。これらのうち、配線７５、７６、７７の一端部は、それぞれ、蓋体１０の外側に露出しており、外部装置との電気的な接続を行う端子Ｔとして機能する。また、配線７５の他端部は、凹部２１を介してマウント部２１１まで引き回されており、マウント部２１１上で導電性バンプＢ５を介して第１固定電極部４１に接続されている。また、配線７６の他端部は、凹部２１を介してマウント部２１１まで引き回されており、マウント部２１１上で導電性バンプＢ６を介して第２固定電極部４２に接続されている。また、配線７７の他端部は、凹部２１の底面に配置されたダミー電極７８と電気的に接続されている。なお、ダミー電極７８の機能については、後述する。
【００２８】
配線７２は、ダミー電極７８から溝部２２に引き出されており、溝部２２内で導電性バンプＢ２を介して規制部９（第２部分９Ｂ）と電気的に接続されている。また、配線７３は、ダミー電極７８から溝部２３に引き出されており、溝部２３内で導電性バンプＢ３を介して規制部９（第１部分９Ａ）と電気的に接続されている。また、配線７４は、溝部２４から凹部２１を介してマウント部２１１まで引き回されており、溝部２４内で導電性バンプＢ４１を介して規制部９（第２部分９Ｂ）と電気的に接続され、マウント部２１１上で導電性バンプＢ４２を介して固定部５１と電気的に接続されている。
【００２９】
なお、配線７２、７３、７４、７５、７６、７７およびダミー電極７８の構成材料としては、特に限定されず、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、Ｔｉ（チタン）、タングステン（Ｗ）等の金属材料、これら金属材料を含む合金、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ、ＩＧＺＯ等の酸化物系の透明導電性材料が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて（例えば２層以上の積層体として）用いることができる。
【００３０】
（蓋体）
図１に示すように、蓋体１０は、矩形の平面視形状を有する板状をなしている。また、図２に示すように、蓋体１０は、下面に開放する凹部１１を有している。また、蓋体１０は、凹部１１内に素子部３を収納するようにして、基板２に接合されている。そして、蓋体１０および基板２によって、素子部３および規制部９を収納する収納空間Ｓが形成されている。なお、蓋体１０の平面視形状としては、特に限定されず、基板２の平面視形状に合わせて決定され、例えば、三角形、矩形以外の四角形、五角形等の多角形、円形、楕円形、異形等いかなる形状であってもよい。
【００３１】
また、図２に示すように、蓋体１０は、収納空間Ｓの内外を連通する連通孔１２を有しており、この連通孔１２を介して収納空間Ｓを所望の雰囲気に置換することができる。また、連通孔１２内には封止部材１３が配置され、封止部材１３によって連通孔１２が封止されている。
【００３２】
封止部材１３としては、連通孔１２を封止できれば、特に限定されず、例えば、金（Ａｕ）／錫（Ｓｎ）系合金、金（Ａｕ）／ゲルマニウム（Ｇｅ）系合金、金（Ａｕ）／アルミニウム（Ａｌ）系合金等の各種合金、低融点ガラス等のガラス材料等を用いることができる。
【００３３】
収納空間Ｓは、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスが封入されて、使用温度（−４０℃〜８０℃程度）で、ほぼ大気圧となっていることが好ましい。収納空間Ｓを大気圧とすることで、粘性抵抗が増してダンピング効果が発揮され、可動部５２の振動を速やかに収束（停止）させることができる。そのため、物理量センサー１の加速度Ａｘの検出精度が向上する。
【００３４】
このような蓋体１０は、本実施形態では、シリコン基板で構成されている。ただし、蓋体１０としては、シリコン基板に限定されず、例えば、ガラス基板やセラミックス基板を用いてもよい。また、基板２と蓋体１０との接合方法としては、特に限定されず、基板２や蓋体１０の材料によって適宜選択すればよいが、例えば、陽極接合、プラズマ照射によって活性化させた接合面同士を接合させる活性化接合、ガラスフリット等の接合材による接合、基板２の上面および蓋体１０の下面に成膜した金属膜同士を接合する拡散接合等が挙げられる。
【００３５】
本実施形態では、図２に示すように、接合材の一例であるガラスフリット１９（低融点ガラス）を介して基板２と蓋体１０とが接合されている。基板２と蓋体１０とを重ね合わせた状態では、溝部２５、２６、２７を介して収納空間Ｓの内外が連通してしまうが、ガラスフリット１９を用いることで、基板２と蓋体１０とを接合すると共に、溝部２５、２６、２７を封止することができ、より容易に収納空間Ｓを気密封止することができる。なお、基板２と蓋体１０とを陽極接合等（すなわち、溝部２５、２６、２７を封止できない接合方法）で接合した場合には、例えば、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を用いたＣＶＤ法等で形成されたＳｉＯ２膜によって溝部２５、２６、２７を塞ぐことができる。
【００３６】
（素子部）
図１および図４に示すように、素子部３は、基板２に固定されている固定電極部４と、基板２に固定されている固定部５１と、固定部５１に対してＸ軸方向に変位可能な可動部５２と、固定部５１と可動部５２とを連結するばね部５３、５４と、可動部５２に設けられている可動電極部６と、を有している。このうち、固定部５１、可動部５２、ばね部５３、５４および可動電極部６は、一体的に形成されており、以下では、これらの集合体を「可動体５０」とも言う。
【００３７】
このような素子部３は、例えば、リン（Ｐ）、ボロン（Ｂ）等の不純物がドープされたシリコン基板をエッチング（特にドライエッチング）によってパターニングすることで形成することができる。また、素子部３は、陽極接合によって基板２（マウント部２１１の上面）に接合されている。ただし、素子部３の材料や、素子部３の基板２への接合方法は、特に限定されない。
【００３８】
固定部５１は、Ｘ軸方向に延在する長手形状をなしている。そして、固定部５１は、Ｘ軸方向マイナス側の端部に、マウント部２１１と接合している接合部５１１を有している。なお、固定部５１の形状としては、特に限定されない。また、以下では、Ｚ軸方向からの平面視で、固定部５１をＹ軸方向に二等分する仮想軸を中心軸Ｌとする。
【００３９】
このような固定部５１は、第１固定電極部４１および第２固定電極部４２の間に位置している。これにより、固定部５１を可動部５２の中心部に配置することができ、可動部５２を安定して支持することができる。
【００４０】
可動部５２は、Ｚ軸方向からの平面視で、枠状をなしており、固定部５１、ばね部５３、５４および第１、第２固定電極部４１、４２を囲んでいる。可動部５２を枠状とすることで、可動部５２の質量を大きくすることができる。そのため、感度が向上し、精度よく物理量を検出することができる。
【００４１】
また、可動部５２は、内側に第１固定電極部４１が配置された第１開口部５２８と、内側に第２固定電極部４２が配置された第２開口部５２９と、を有している。このような可動部５２は、中心軸Ｌに対して対称である。
【００４２】
可動部５２の形状をより具体的に説明すると、可動部５２は、固定部５１、ばね部５３、５４および第１、第２固定電極部４１、４２を囲む枠部５２１と、第１開口部５２８のＸ軸方向プラス側に位置し、枠部５２１からＹ軸方向マイナス側へ延出する第１Ｙ軸延在部５２２と、第１Ｙ軸延在部５２２の先端部からＸ軸方向マイナス側へ延出する第１Ｘ軸延在部５２３と、第２開口部５２９のＸ軸方向プラス側に位置し、枠部５２１からＹ軸方向プラス側へ延出する第２Ｙ軸延在部５２４と、第２Ｙ軸延在部５２４の先端部からＸ軸方向マイナス側へ延出する第２Ｘ軸延在部５２５と、を有している。また、第１、第２Ｙ軸延在部５２２、５２４は、それぞれ、ばね部５３の近くに設けられ、Ｙ軸方向に沿って配置されており、第１、第２Ｘ軸延在部５２３、５２５は、それぞれ、固定部５１の近くに設けられ、固定部５１に沿って配置されている。
【００４３】
当該構成において、第１Ｙ軸延在部５２２および第１Ｘ軸延在部５２３は、第１可動電極指６１１を支持する支持部として機能し、第２Ｙ軸延在部５２４および第２Ｘ軸延在部５２５は、第２可動電極指６２１を支持する支持部として機能する。
【００４４】
また、可動部５２は、第１開口部５２８の余ったスペースを埋めるように、枠部５２１から第１開口部５２８内へ突出する第１突出部５２６と、第２開口部５２９の余ったスペースを埋めるように、枠部５２１から第２開口部５２９内へ突出する第２突出部５２７と、を有している。第１、第２突出部５２６、５２７を設けることで、可動部５２の大型化を招くことなく、可動部５２の質量をより大きくすることができる。そのため、より感度の高い物理量センサー１となる。
【００４５】
また、ばね部５３、５４は、弾性変形可能であり、ばね部５３、５４が弾性変形することで、可動部５２が固定部５１に対してＸ軸方向に変位することができる。図１に示すように、ばね部５３は、Ｘ軸方向プラス側において固定部５１と可動部５２とを連結し、ばね部５４は、Ｘ軸方向マイナス側において固定部５１と可動部５２とを連結している。これにより、可動部５２をＸ軸方向の両側で支持することができ、可動部５２の姿勢および挙動が安定する。そのため、Ｘ軸方向以外への不要な振動が低減し、より高い精度で加速度Ａｘを検出することができる。なお、ばね部５３、５４としては、特に限定されず、例えば、いずれか一方を省略してもよい。
【００４６】
固定電極部４は、第１開口部５２８内に位置する第１固定電極部４１と、第２開口部５２９内に位置する第２固定電極部４２と、を有している。
【００４７】
第１固定電極部４１は、基板２に固定された第１固定部４１３と、第１固定部４１３に支持された第１幹部４１１と、第１幹部４１１からＹ軸方向両側に延出した複数の第１固定電極指４１２と、を有している。なお、第１固定部４１３、第１幹部４１１および各第１固定電極指４１２は、一体形成されている。
【００４８】
また、第１固定部４１３は、マウント部２１１の上面と接合された接合部４１３ａを有している。接合部４１３ａは、第１固定部４１３のＸ軸方向マイナス側に偏って配置されている。
【００４９】
また、第１幹部４１１は、棒状の長手形状をなし、その一端が第１固定部４１３に接続されている。また、第１幹部４１１は、Ｚ軸方向からの平面視で、Ｘ軸およびＹ軸のそれぞれに対して傾斜した方向に延在している。具体的には、第１幹部４１１は、その先端側に向けて中心軸Ｌとの離間距離が大きくなるように傾斜している。このような配置とすることで、第１固定部４１３を固定部５１の近くに配置し易くなる。
【００５０】
なお、Ｘ軸に対する第１幹部４１１の軸Ｌ４１１の傾きとしては、特に限定されないが、１０°以上、４５°以下であることが好ましく、１０°以上、３０°以下であることがより好ましい。これにより、第１固定電極部４１のＹ軸方向への広がりを抑制することができ、素子部３の小型化を図ることができる。
【００５１】
また、第１固定電極指４１２は、第１幹部４１１からＹ軸方向両側に延出している。すなわち、第１固定電極指４１２は、第１幹部４１１のＹ軸方向プラス側に位置する第１固定電極指４１２’と、Ｙ軸方向マイナス側に位置する第１固定電極指４１２”と、を有している。また、第１固定電極指４１２’、４１２”は、それぞれ、Ｘ軸方向に沿って互いに離間して複数設けられている。
【００５２】
また、複数の第１固定電極指４１２’の長さ（Ｙ軸方向の長さ）は、Ｘ軸方向プラス側に向けて漸減している。また、複数の第１固定電極指４１２’の先端は、それぞれ、Ｘ軸方向に沿う同一直線上に位置している。一方、複数の第１固定電極指４１２”の長さ（Ｙ軸方向の長さ）は、Ｘ軸方向プラス側に向けて漸増している。また、複数の第１固定電極指４１２”の先端は、それぞれ、Ｘ軸方向に沿う同一直線上に位置している。また、Ｙ軸方向に並ぶ第１固定電極指４１２’と第１固定電極指４１２”の総長さは、それぞれ、ほぼ同じである。
【００５３】
また、第２固定電極部４２は、基板２に固定された第２固定部４２３と、第２固定部４２３に支持された第２幹部４２１と、第２幹部４２１からＹ軸方向両側に延出した複数の第２固定電極指４２２と、を有している。なお、第２固定部４２３、第２幹部４２１および各第２固定電極指４２２は、一体形成されている。
【００５４】
また、第２固定部４２３は、マウント部２１１の上面と接合された接合部４２３ａを有している。なお、接合部４２３ａは、第２固定部４２３のＸ軸方向マイナス側に偏って配置されている。
【００５５】
また、第２幹部４２１は、棒状の長手形状をなし、その一端が第２固定部４２３に接続されている。また、第２幹部４２１は、Ｚ軸方向からの平面視で、Ｘ軸およびＹ軸のそれぞれに対して傾斜した方向に延在している。より具体的には、第２幹部４２１は、その先端側に向けて中心軸Ｌとの離間距離が大きくなるように傾斜している。このような配置とすることで、第２固定部４２３を固定部５１の近くに配置し易くなる。
【００５６】
なお、Ｘ軸に対する第２幹部４２１の軸Ｌ４２１の傾きとしては、特に限定されないが、１０°以上、４５°以下であることが好ましく、１０°以上、３０°以下であることがより好ましい。これにより、第２固定電極部４２のＹ軸方向への広がりを抑制することができ、素子部３の小型化を図ることができる。
【００５７】
また、第２固定電極指４２２は、第２幹部４２１からＹ軸方向両側に延出している。すなわち、第２固定電極指４２２は、第２幹部４２１のＹ軸方向プラス側に位置する第２固定電極指４２２’と、Ｙ軸方向マイナス側に位置する第２固定電極指４２２”と、を有している。また、第２固定電極指４２２’、４２２”は、それぞれ、Ｘ軸方向に沿って互いに離間して複数設けられている。
【００５８】
また、複数の第２固定電極指４２２’の長さ（Ｙ軸方向の長さ）は、Ｘ軸方向プラス側に向けて漸増している。また、複数の第２固定電極指４２２’の先端は、それぞれ、Ｘ軸方向に沿う同一直線上に位置している。一方、複数の第２固定電極指４２２”の長さ（Ｙ軸方向の長さ）は、Ｘ軸方向プラス側に向けて漸減している。また、複数の第２固定電極指４２２”の先端は、それぞれ、Ｘ軸方向に沿う同一直線上に位置している。また、Ｙ軸方向に並ぶ第２固定電極指４２２’と第２固定電極指４２２”の総長さは、それぞれ、ほぼ同じである。
【００５９】
以上、第１固定電極部４１および第２固定電極部４２について説明した。このような第１、第２固定電極部４１、４２の形状および配置は、中心軸Ｌに対して線対称である（ただし、第１、第２固定電極指４１２、４２２がＸ軸方向にずれていることを除く）。特に、第１、第２幹部４１１、４２１は、それぞれ、中心軸Ｌとの離間距離が先端側へ向けて漸増するようにＸ軸に対して傾斜した方向に延在している。そのため、第１固定部４１３の接合部４１３ａおよび第２固定部４２３の接合部４２３ａを、固定部５１の接合部５１１の近くに配置することができる。そのため、基板２の熱撓みの影響が生じ難くなる。具体的には、基板２に熱撓みが生じた際の、第１可動電極指６１１と第１固定電極指４１２とのＺ軸方向のずれ量と、第２可動電極指６２１と第２固定電極指４２２とのＺ軸方向のずれ量の差をより効果的に小さくすることができる。
【００６０】
特に、本実施形態では、第１固定部４１３の接合部４１３ａ、第２固定部４２３の接合部４２３ａおよび固定部５１の接合部５１１が、Ｙ軸方向に並んで配置している。そのため、接合部４１３ａ、４２３ａを接合部５１１のさらに近くに配置することができ、上述した効果がより顕著となる。
【００６１】
また、図１に示すように、可動電極部６は、第１開口部５２８内に位置する第１可動電極部６１と、第２開口部５２９内に位置する第２可動電極部６２と、を有している。
【００６２】
第１可動電極部６１は、第１幹部４１１のＹ軸方向両側に位置し、Ｙ軸方向に延在する複数の第１可動電極指６１１を有している。すなわち、第１可動電極指６１１は、第１幹部４１１のＹ軸方向プラス側に位置する第１可動電極指６１１’と、Ｙ軸方向マイナス側に位置する第１可動電極指６１１”と、を有している。また、第１可動電極指６１１’、６１１”は、それぞれ、Ｘ軸方向に沿って互いに離間して複数設けられている。また、第１可動電極指６１１’は、枠部５２１からＹ軸方向マイナス側に向けて延出し、第１可動電極指６１１”は、第１Ｘ軸延在部５２３からＹ軸方向プラス側に向けて延出している。
【００６３】
また、各第１可動電極指６１１は、対応する第１固定電極指４１２に対してＸ軸方向プラス側に位置し、この第１固定電極指４１２とギャップを介して対向している。
【００６４】
また、複数の第１可動電極指６１１’の長さ（Ｙ軸方向の長さ）は、Ｘ軸方向プラス側に向けて漸減している。また、複数の第１可動電極指６１１’の先端は、それぞれ、第１幹部４１１の延在方向に沿う同一直線上に位置している。一方、複数の第１可動電極指６１１”の長さ（Ｙ軸方向の長さ）は、Ｘ軸方向プラス側に向けて漸増している。また、複数の第１可動電極指６１１”の先端は、それぞれ、第１幹部４１１の延在方向に沿う同一直線上に位置している。また、Ｙ軸方向に並ぶ第１可動電極指６１１’と第１可動電極指６１１”の総長さは、それぞれ、ほぼ同じである。
【００６５】
第２可動電極部６２は、第２幹部４２１のＹ軸方向両側に位置し、Ｙ軸方向に延在する複数の第２可動電極指６２１を有している。すなわち、第２可動電極指６２１は、第２幹部４２１のＹ軸方向プラス側に位置する第２可動電極指６２１’と、Ｙ軸方向マイナス側に位置する第２可動電極指６２１”と、を有している。また、第２可動電極指６２１’、６２１”は、それぞれ、Ｘ軸方向に沿って互いに離間して複数設けられている。また、第２可動電極指６２１’は、第２Ｘ軸延在部５２５からＹ軸方向マイナス側に向けて延出し、第２可動電極指６２１”は、枠部５２１からＹ軸方向プラス側に向けて延出している。
【００６６】
また、各第２可動電極指６２１は、対応する第２固定電極指４２２に対してＸ軸方向マイナス側に位置し、この第２固定電極指４２２とギャップを介して対向している。
【００６７】
また、複数の第２可動電極指６２１’の長さ（Ｙ軸方向の長さ）は、Ｘ軸方向プラス側に向けて漸増している。また、複数の第２可動電極指６２１’の先端は、それぞれ、第２幹部４２１の延在方向に沿う同一直線上に位置している。一方、複数の第２可動電極指６２１”の長さ（Ｙ軸方向の長さ）は、Ｘ軸方向プラス側に向けて漸減している。また、複数の第２可動電極指６２１”の先端は、それぞれ、第２幹部４２１の延在方向に沿う同一直線上に位置している。また、Ｙ軸方向に並ぶ第２可動電極指６２１’と第２可動電極指６２１”の総長さは、それぞれ、ほぼ同じである。
【００６８】
以上、第１可動電極部６１および第２可動電極部６２について説明した。このような第１、第２可動電極部６１、６２の形状および配置は、中心軸Ｌに対して線対称である（ただし、第１、第２可動電極指６１１、６２１がＸ軸方向にずれていることを除く）。
【００６９】
このような物理量センサー１の作動時には、例えば、可動体５０に図５中の電圧Ｖ１が印加され、第１固定電極部４１および第２固定電極部４２に、それぞれ、図５中の電圧Ｖ２が印加される。そのため、第１可動電極指６１１と第１固定電極指４１２との間および第２可動電極指６２１と第２固定電極指４２２との間に、それぞれ、静電容量が形成される。
【００７０】
そして、物理量センサー１に加速度Ａｘが加わると、その加速度Ａｘの大きさに基づいて、可動部５２がばね部５３、５４を弾性変形させながらＸ軸方向に変位する。このような変位に伴って、第１可動電極指６１１と第１固定電極指４１２とのギャップおよび第２可動電極指６２１と第２固定電極指４２２とのギャップがそれぞれ変化し、この変位に伴って、第１可動電極指６１１と第１固定電極指４１２との間の静電容量および第２可動電極指６２１と第２固定電極指４２２との間の静電容量の大きさがそれぞれ変化する。そのため、これら静電容量の変化に基づいて加速度Ａｘを検出することができる。
【００７１】
ここで、上述したように、各第１可動電極指６１１は、対応する第１固定電極指４１２に対してＸ軸方向プラス側に位置し、逆に、各第２可動電極指６２１は、対応する第２固定電極指４２２に対してＸ軸方向マイナス側に位置している。そのため、加速度Ａｘが加わると、第１可動電極指６１１と第１固定電極指４１２とのギャップが縮まり、第２可動電極指６２１と第２固定電極指４２２とのギャップが広がるか、逆に、第１可動電極指６１１と第１固定電極指４１２とのギャップが広がり、第２可動電極指６２１と第２固定電極指４２２とのギャップが縮まる。よって、第１固定電極指４１２および第１可動電極指６１１の間から配線７５を介して得られる第１検出信号と、第２固定電極指４２２および第２可動電極指６２１の間から配線７６を介して得られる第２検出信号と、を差動演算することで、ノイズをキャンセルすることができ、より精度よく加速度Ａｘを検出することができる。
【００７２】
なお、第１、第２可動電極指６１１、６２１および第１、第２固定電極指４１２、４２２の幅としては、それぞれ、特に限定されないが、例えば、３μｍ以上、１０μｍ以下とすることができる。これにより、第１、第２可動電極指６１１、６２１および第１、第２固定電極指４１２、４２２の機械的強度を維持しつつ、これらの幅を細くすることができる。そのため、第１、第２可動電極指６１１、６２１および第１、第２固定電極指４１２、４２２をより密集して配置することができる。よって、物理量センサー１の大きさが同じであれば、その分、第１、第２可動電極指６１１、６２１および第１、第２固定電極指４１２、４２２を多く配置でき、加速度Ａｘの検出精度が向上するし、第１、第２可動電極指６１１、６２１および第１、第２固定電極指４１２、４２２の数が同じであれば、その分、物理量センサー１の小型化を図ることができる。
【００７３】
ここで、ダミー電極７８の説明に戻る。前述したように、ダミー電極７８は、凹部２１の底面に配置されている。また、ダミー電極７８は、配線７５、７６と絶縁された状態で凹部２１の底面のほぼ全域に亘って配置されており、Ｚ軸方向からの平面視で、可動体５０のほぼ全域と重なっている。このようなダミー電極７８は、前述したように、配線７２、７３を介して可動体５０と電気的に接続されており、可動体５０と同電位となっている。そのため、ダミー電極７８は、次のような効果を発揮することができる。
【００７４】
前述したように、電圧Ｖ１が可動体５０に印加されることで基板２に電界が作用し、基板２中の可動イオン（Ｎａ＋）が移動すると、凹部２１の底面が帯電し、凹部２１の底面の表面電位が変化する。これにより、凹部２１の底面と可動体５０との間に静電引力が生じる。そして、この静電引力によって、可動体５０が基板２へ引き付けられてしまい、可動体５０がＺ軸方向に変位する。その結果、出力のドリフトが生じる。また、静電引力によって基板２へ引き付けられた可動体５０が凹部２１の底面へ貼り付いてしまう「スティッキング」が生じ、物理量センサー１が加速度センサーとして機能しなくなる場合もある。そこで、凹部２１の底面の露出を防ぐようにして、可動体５０と対向する位置に可動体５０と同電位のダミー電極７８を配置することで、凹部２１の底面の帯電の影響を低減し、上述のような問題を生じ難くしている。
【００７５】
（規制部）
図１に示すように、可動部５２の周囲には、可動部５２の可動範囲を規制する規制部９が配置されている。このような規制部９は、例えば、リン（Ｐ）、ボロン（Ｂ）等の不純物がドープされたシリコン基板をエッチング（特にドライエッチング）によってパターニングすることで形成することができる。すなわち、規制部９は、素子部３と同じ材料で構成されている。また、規制部９は、陽極接合によって基板２の上面に接合されている。
【００７６】
特に、本実施形態では、基板２の上面に接合されたシリコン基板をエッチングによってパターニングすることで、前記シリコン基板から素子部３および規制部９を一括して形成している。これにより、素子部３と規制部９との位置決めが容易となり、これらの設計値からのずれを低減することができる。ただし、規制部９の材料、規制部９の形成方法、規制部９の基板２への接合方法等は、特に限定されない。
【００７７】
図１に示すように、可動部５２の枠部５２１は、固定部５１のＸ軸方向プラス側に位置し、Ｙ軸方向に沿って配置されている第１外縁部５２１ａと、固定部５１のＸ軸方向マイナス側に位置し、Ｙ軸方向に沿って配置されている第２外縁部５２１ｂと、固定部５１のＹ軸方向プラス側に位置し、Ｘ軸方向に沿って配置されている第３外縁部５２１ｃと、固定部５１のＹ軸方向マイナス側に位置し、Ｘ軸方向に沿って配置されている第４外縁部５２１ｄと、を有している。
【００７８】
そして、規制部９は、第１外縁部５２１ａのＸ軸方向プラス側に位置し、第１外縁部５２１ａと隙間を介して対向配置されている第１規制部９１と、第２外縁部５２１ｂのＸ軸方向マイナス側に位置し、第２外縁部５２１ｂと隙間を介して対向配置されている第２規制部９２と、第３外縁部５２１ｃのＹ軸方向プラス側に位置し、第３外縁部５２１ｃと隙間を介して対向配置されている第３規制部９３と、第４外縁部５２１ｄのＹ軸方向マイナス側に位置し、第４外縁部５２１ｄと隙間を介して対向配置されている第４規制部９４と、を有している。
【００７９】
第１規制部９１に可動部５２が接触することで、可動部５２のＸ軸方向プラス側への変位が規制され、第２規制部９２に可動部５２が接触することで、可動部５２のＸ軸方向マイナス側への変位が規制され、第３規制部９３に可動部５２が接触することで、可動部５２のＹ軸方向プラス側への変位が規制され、第４規制部９４に可動部５２が接触することで、可動部５２のＹ軸方向マイナス側への変位が規制される。このような規制部９によれば、可動部５２の検出のための変位（Ｘ軸方向の変位）を許容しつつ、それ以外の過度な変位を抑制することができる。そのため、素子部３に過剰な応力が生じず、素子部３の破損を抑制することができ、優れた耐衝撃性を有する物理量センサー１となる。
【００８０】
第１規制部９１は、第１外縁部５２１ａの外縁に沿って、Ｙ軸方向に延在して配置されている。これにより、可動部５２がＸ軸方向プラス側へ変位した際に、より確実に、可動部５２を第１規制部９１に接触させることができる。また、第１外縁部５２１ａの側面５２１ａ’および第１規制部９１の当接面９１’（側面５２１ａ’と対向する面）は、それぞれ、ＹＺ平面で構成されている。そのため、可動部５２がＸ軸方向プラス側に変位すると、第１規制部９１と第１外縁部５２１ａとが面接触する。これにより、第１規制部９１と第１外縁部５２１ａとの接触面積が大きくなって、接触の衝撃が分散され、これらの破損を効果的に抑制することができる。ただし、第１規制部９１と第１外縁部５２１ａとは、線接触してもよいし、点接触してもよい。
【００８１】
なお、第１規制部９１および第１外縁部５２１ａは、それぞれ、Ｘ軸方向の幅が１５μｍ以上、１００μｍ以下であることが好ましい。これにより、第１規制部９１および第１外縁部５２１ａの機械的強度が十分に高くなり、接触時の破損を効果的に抑制することができる。なお、第１規制部９１および第１外縁部５２１ａのＸ軸方向の幅は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００８２】
第２規制部９２は、第２外縁部５２１ｂの外縁に沿って、Ｙ軸方向に延在して配置されている。これにより、可動部５２がＸ軸方向マイナス側へ変位した際に、より確実に、可動部５２を第２規制部９２に接触させることができる。また、第２外縁部５２１ｂの側面５２１ｂ’および第２規制部９２の当接面９２’（側面５２１ｂ’と対向する面）は、それぞれ、ＹＺ平面で構成されている。そのため、可動部５２がＸ軸方向マイナス側に変位すると、第２規制部９２と第２外縁部５２１ｂとが面接触する。これにより、第２規制部９２と第２外縁部５２１ｂとの接触面積が大きくなって、接触の衝撃が分散され、これらの破損を効果的に抑制することができる。ただし、第２規制部９２と第２外縁部５２１ｂとは、線接触してもよいし、点接触してもよい。
【００８３】
なお、第２規制部９２および第２外縁部５２１ｂは、それぞれ、Ｘ軸方向の幅が１５μｍ以上、１００μｍ以下であることが好ましい。これにより、第２規制部９２および第２外縁部５２１ｂの機械的強度が十分に高くなり、接触時の破損を効果的に抑制することができる。なお、第２規制部９２および第２外縁部５２１ｂのＸ軸方向の幅は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００８４】
第３規制部９３は、第３外縁部５２１ｃの外縁に沿って、Ｘ軸方向に延在して配置されている。これにより、可動部５２がＹ軸方向プラス側へ変位した際に、より確実に、可動部５２を第３規制部９３に接触させることができる。また、第３規制部９３は、Ｘ軸方向プラス側に位置し、第１規制部９１のＹ軸方向プラス側の端部に接続された第１部分９３Ａと、Ｘ軸方向マイナス側に位置し、第２規制部９２のＹ軸方向プラス側の端部に接続された第２部分９３Ｂと、を有し、第１、第２部分９３Ａ、９３Ｂの間には隙間９３Ｃが設けられている。隙間９３Ｃを設けることで、隙間９３Ｃが無い場合と比較して、第３規制部９３と基板２との接合面積を小さくすることができ、その分、規制部９と基板２との熱膨張率の差に起因する基板２の熱撓みを抑制することができる。
【００８５】
また、第３外縁部５２１ｃの側面５２１ｃ’および第３規制部９３の当接面９３’（側面５２１ｃ’と対向する面）は、それぞれ、ＸＺ平面で構成されている。そのため、可動部５２がＹ軸方向プラス側に変位すると、第３規制部９３と第３外縁部５２１ｃとが面接触する。これにより、第３規制部９３と第３外縁部５２１ｃとの接触面積が大きくなって、接触の衝撃が分散され、これらの破損を効果的に抑制することができる。ただし、第３規制部９３と第３外縁部５２１ｃとは、線接触してもよいし、点接触してもよい。
【００８６】
なお、第３規制部９３および第３外縁部５２１ｃは、それぞれ、Ｙ軸方向の幅が１０μｍ以上、１００μｍ以下であることが好ましい。これにより、第３規制部９３および第３外縁部５２１ｃの機械的強度が十分に高くなり、接触時の破損を効果的に抑制することができる。なお、第３規制部９３および第３外縁部５２１ｃのＹ軸方向の幅は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００８７】
第４規制部９４は、第４外縁部５２１ｄの外縁に沿って、Ｘ軸方向に延在して配置されている。これにより、可動部５２がＹ軸方向マイナス側へ変位した際に、より確実に、可動部５２を第４規制部９４に接触させることができる。また、第４規制部９４は、Ｘ軸方向プラス側に位置し、第１規制部９１のＹ軸方向マイナス側の端部に接続された第１部分９４Ａと、Ｘ軸方向マイナス側に位置し、第２規制部９２のＹ軸方向マイナス側の端部に接続された第２部分９４Ｂと、を有し、第１、第２部分９４Ａ、９４Ｂの間には隙間９４Ｃが設けられている。隙間９４Ｃを設けることで、隙間９４Ｃが無い場合と比較して、第４規制部９４と基板２との接合面積を小さくすることができ、その分、規制部９と基板２との熱膨張率の差に起因する基板２の熱撓みを抑制することができる。
【００８８】
また、第４外縁部５２１ｄの側面５２１ｄ’および第４規制部９４の当接面９４’（側面５２１ｄ’と対向する面）は、それぞれ、ＸＺ平面で構成されている。そのため、可動部５２がＹ軸方向マイナス側に変位すると、第４規制部９４と第４外縁部５２１ｄとが面接触する。これにより、第４規制部９４と第４外縁部５２１ｄとの接触面積が大きくなって、接触の衝撃が分散され、これらの破損を効果的に抑制することができる。ただし、第４規制部９４と第４外縁部５２１ｄとは、線接触してもよいし、点接触してもよい。
【００８９】
なお、第４規制部９４および第４外縁部５２１ｄは、それぞれ、Ｙ軸方向の幅が１０μｍ以上、１００μｍ以下であることが好ましい。これにより、第４規制部９４および第４外縁部５２１ｄの機械的強度が十分に高くなり、接触時の破損を効果的に抑制することができる。なお、第４規制部９４および第４外縁部５２１ｄのＹ軸方向の幅は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００９０】
ここで、対をなす第１可動電極指６１１と第１固定電極指４１２とのギャップ（Ｘ軸方向に沿った離間距離）および対をなす第２可動電極指６２１と第２固定電極指４２２とのギャップ（Ｘ軸方向に沿った離間距離）をそれぞれＧ１とし、第１外縁部５２１ａと第１規制部９１とのギャップ（Ｘ軸方向に沿った離間距離）をＧ２とし、第２外縁部５２１ｂと第２規制部９２とのギャップ（Ｘ軸方向に沿った離間距離）をＧ３としたとき、これらＧ１、Ｇ２、Ｇ３は、Ｇ１＞Ｇ２およびＧ１＞Ｇ３の関係を満足している。
【００９１】
これにより、可動部５２がＸ軸方向に変位した際、対をなす第１可動電極指６１１と第１固定電極指４１２および対をなす第２可動電極指６２１と第２固定電極指４２２が接触する前に、可動部５２と第１規制部９１または第２規制部９２とが接触する。そのため、対をなす第１可動電極指６１１と第１固定電極指４１２および対をなす第２可動電極指６２１と第２固定電極指４２２の接触をより確実に抑制することができ、第１、第２可動電極指６１１、６２１および第１、第２固定電極指４１２、４２２の破損や、第１可動電極指６１１と第１固定電極指４１２および第２可動電極指６２１と第２固定電極指４２２のショートを効果的に抑制することができる。
【００９２】
なお、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３は、１．０＜Ｇ１／Ｇ２＜４．０、１．０＜Ｇ１／Ｇ３＜４．０の関係を満足していることがより好ましく、１．０＜Ｇ１／Ｇ２＜１．５、１．０＜Ｇ１／Ｇ３＜１．５の関係を満足していることがさらに好ましい。これにより、上記の効果がより顕著なものとなる。Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３の具体的な値としては、特に限定されないが、例えば、Ｇ１を２．５μｍ程度とし、Ｇ２、Ｇ３をそれぞれ１．７μｍ程度とすることができる。
【００９３】
以上、規制部９の構成について説明した。規制部９は、第１規制部９１および第１部分９３Ａ、９４Ａが一体となった第１部分９Ａと、第２規制部９２および第２部分９３Ｂ、９４Ｂが一体となった第２部分９Ｂと、を有している。そして、第１部分９Ａは、導電性バンプＢ３および配線７３を介してダミー電極７８に電気的に接続されている。また、第２部分９Ｂは、導電性バンプＢ２および配線７２を介してダミー電極７８に電気的に接続されている。さらに、第２部分９Ｂは、導電性バンプＢ４１、配線７４および導電性バンプＢ４２を介して可動体５０と電気的に接続されている。そのため、第１部分９Ａおよび第２部分９Ｂは、それぞれ、可動体５０と同電位となる。これにより、規制部９と可動体５０との間に寄生容量が発生し得ず、寄生容量に起因した検出精度の低下を効果的に抑制することができる。また、可動体５０と規制部９との間に静電引力が発生し得ず、当該静電引力による可動部５２の不本意な変位が防止される。そのため、出力のドリフトを抑制することができる。
【００９４】
ここで、配線７５、７６は、それぞれ、規制部９の第２部分９Ｂと交差するように（跨ぐように）配置されている。具体的には、図６に示すように、配線７５、７６は、溝部２５、２６内に配置され、第２部分９Ｂの下方を第２部分９Ｂと非接触で通過している。配線７５、７６を規制部９と交差させることで、配線７５、７６の引き回しの自由度が高まる。そのため、配線７５、７６が規制部９と交差しない構成、例えば、配線７５が隙間９３Ｃを介して規制部９の内外に引き回され、配線７６が隙間９４Ｃを介して規制部９の内外に引き回されている構成と比較して、配線７５、７６の配線長を短くすることができる。そのため、例えば、コストの削減や、配線７５、７６に起因する寄生容量を小さく抑えることができる。
【００９５】
また、配線７５、７６は、第２部分９Ｂと交差する部分では、共にＸ軸方向に延在しており、その幅も互いにほぼ等しい。すなわち、配線７５、７６は、第２部分９Ｂとの対向面積が互いにほぼ等しい。また、配線７５、７６は、第２部分９Ｂとの離間距離も互いにほぼ等しい。そのため、配線７５と第２部分９Ｂとの間に形成される寄生容量Ｃｍと、配線７６と第２部分９Ｂとの間に形成される寄生容量Ｃｎと、がほぼ等しくなる。よって、前述したように、配線７５を介して得られる第１検出信号と、配線７６を介して得られる第２検出信号と、を差動演算することで、寄生容量Ｃｍ、Ｃｎがキャンセルされる。そのため、より精度よく加速度Ａｘを検出することができる。なお、Ｃｍ／Ｃｎとしては、特に限定されないが、０．９以上、１．１以下であることが好ましく、０．９５以上、１．０５以下であることがより好ましい。これにより、上述の効果がより顕著なものとなる。
【００９６】
なお、寄生容量Ｃｍ、Ｃｎがほぼ等しければ、例えば、配線７５と第２部分９Ｂとの対向面積が配線７６と第２部分９Ｂとの対向面積よりも小さく、配線７５と第２部分９Ｂとの離間距離が配線７６と第２部分９Ｂとの離間距離よりも短いような構成となっていてもよい。もちろん、この逆であってもよい。
【００９７】
以上、物理量センサー１について詳細に説明した。このような物理量センサー１は、基板２と、基板２に対してＸ軸方向（第１方向）に変位可能な可動部５２と、可動部５２に設けられている第１可動電極部６１および第２可動電極部６２と、基板２に固定され、第１可動電極部６１とＸ軸方向に対向するように配置されている第１固定電極部４１と、基板２に固定され、第２可動電極部６２とＸ軸方向に対向するように配置されている第２固定電極部４２と、可動部５２のＸ軸方向の可動範囲を制限する規制部９と、基板２に設けられ、第１固定電極部４１と電気的に接続されている配線７５（第１配線）と、基板２に設けられ、第２固定電極部４２と電気的に接続されている配線７６（第２配線）と、を含んでいる。そして、基板２の平面視で、配線７５および配線７６は、それぞれ、規制部９と交差している。
【００９８】
このような構成によれば、可動部５２と規制部９とが接触することで、可動部５２の過度な変位が防止される。そのため、優れた耐衝撃性を有する物理量センサー１となる。また、配線７５、７６の引き回しの自由度が高まる。そのため、配線７５、７６が規制部９と交差しない構成と比較して、配線７５、７６の配線長を短くすることができる。そのため、配線７５、７６を配置する領域を小さく抑えることができ、その分、素子部３に割り当てられる領域が大きくなる。その結果、物理量センサー１の大きさをそのままにしつつ素子部３を大きくすることができ、物理量センサー１の高感度化を図ることができる。また、例えば、コストの削減や、配線７５、７６に起因する寄生容量を小さく抑えることができる。
【００９９】
また、前述したように、物理量センサー１では、可動部５２と規制部９とは、電気的に接続されている。これにより、規制部９と可動部５２との間に寄生容量が発生し得ず、寄生容量に起因した検出精度の低下を効果的に抑制することができる。また、可動部５２と規制部９との間に静電引力が発生し得ず、当該静電引力による可動部５２の不本意な変位が防止される。そのため、出力のドリフトを抑制することができる。
【０１００】
また、前述したように、物理量センサー１は、平面視で、可動部５２の少なくとも一部と重なるように基板２に配置され、可動部５２と電気的に接続されているダミー電極７８（電極部）を含んでいる。これにより、基板２と可動部５２との間に静電引力が生じて、可動部５２が基板２に引き付けられるように変位してしまうことを効果的に抑制することができる。その結果、出力のドリフトを抑制することができる。また、静電引力によって基板２へ引き付けられた可動部５２が基板２へ貼り付いてしまう「スティッキング」の発生についても効果的に抑制することができる。
【０１０１】
以上、本実施形態の物理量センサー１について説明した。なお、物理量センサー１としては、これに限定されず、例えば、規制部９は、可動部５２のＸ軸方向の可動範囲およびＹ軸方向の可動範囲の少なくとも一方を制限することができればよい。すなわち、第１規制部９１、第２規制部９２、第３規制部９３および第４規制部９４の少なくとも１つを有していれば、他を省略してもよい。
【０１０２】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る物理量センサーについて説明する。
【０１０３】
図７は、本発明の第２実施形態に係る物理量センサーを示す平面図である。図８は、図７に示す物理量センサーが有する基板を示す平面図である。
【０１０４】
本実施形態に係る物理量センサー１は、主に、規制部９の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態の物理量センサー１と同様である。
【０１０５】
なお、以下の説明では、第２実施形態の物理量センサー１に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図７および図８では、前述した第１実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。
【０１０６】
図７に示すように、本実施形態の規制部９では、第１規制部９１、第２規制部９２、第３規制部９３および第４規制部９４がそれぞれ独立して配置されている。また、第１規制部９１、第２規制部９２、第３規制部９３および第４規制部９４は、枠部５２１の角部を避けて配置されている。そのため、可動部５２がＸ軸方向またはＹ軸方向に変位して規制部９と接触しても、枠部５２１の角部が規制部９と接触し難くなる。角部は、破損し易い箇所であるため、このような箇所との接触を抑制することで、規制部９との接触による枠部５２１の破損を効果的に抑制することができる。
【０１０７】
図８に示すように、第１規制部９１、第３規制部９３および第４規制部９４は、それぞれ、導電性バンプＢ３および配線７３を介してダミー電極７８に電気的に接続されている。また、第２規制部９２は、導電性バンプＢ２および配線７２を介してダミー電極７８に電気的に接続されている。また、第２規制部９２は、導電性バンプＢ４１、配線７４および導電性バンプＢ４２を介して可動体５０と電気的に接続されている。そのため、第１規制部９１、第３規制部９３および第４規制部９４は、それぞれ、ダミー電極７８および可動体５０と同電位となっている。
【０１０８】
このような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【０１０９】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る物理量センサーについて説明する。
【０１１０】
図９は、本発明の第３実施形態に係る物理量センサーを示す平面図である。図１０は、図９に示す物理量センサーが有する基板を示す平面図である。
【０１１１】
本実施形態に係る物理量センサー１は、主に、規制部９の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態の物理量センサー１と同様である。
【０１１２】
なお、以下の説明では、第３実施形態の物理量センサー１に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図９および図１０では、前述した第１実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。
【０１１３】
図９に示すように、本実施形態の規制部９は、枠状をなしており、第１規制部９１、第２規制部９２、第３規制部９３および第４規制部９４が一体形成されている。また、図１０に示すように、規制部９は、導電性バンプＢ２および配線７２を介してダミー電極７８に電気的に接続され、導電性バンプＢ４１、配線７４および導電性バンプＢ４２を介して可動体５０と電気的に接続されている。そのため、規制部９は、ダミー電極７８および可動体５０と同電位となっている。
【０１１４】
このような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【０１１５】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態に係る物理量センサーについて説明する。
図１１は、本発明の第４実施形態に係る物理量センサーを示す平面図である。
【０１１６】
本実施形態に係る物理量センサー１は、主に、素子部３の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態の物理量センサー１と同様である。
【０１１７】
なお、以下の説明では、第４実施形態の物理量センサー１に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１１では、前述した第１実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。
【０１１８】
図１１に示すように、可動部５２は、第１外縁部５２１ａからばね部５３に向けて突出する一対の突出部５ａと、第１、第２Ｙ軸延在部５２２、５２４からばね部５３に向けて突出する一対の突出部５ｂと、を有している。そのため、一対の突出部５ａと一対の突出部５ｂとに挟まれるようにしてばね部５３が配置されている。また、可動部５２は、枠部５２１（第２外縁部５２１ｂ）からばね部５４に向けて突出する一対の突出部５ｃと、第１、第２突出部５２６、５２７からばね部５４に向けて突出する一対の突出部５ｄと、を有している。そのため、一対の突出部５ｃと一対の突出部５ｄとに挟まれるようにしてばね部５４が配置されている。
【０１１９】
これら突出部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは、可動部５２がＸ軸方向に過度に変位した際に、ばね部５３、５４と当接することで、ばね部５３、５４の変位を規制するストッパーとして機能する。ばね部５３、５４の折り返し部（先端部）は、強い衝撃が加わると非常に変位し易いため、上述のような突出部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを設けることで、ばね部５３、５４の過度な変位を低減でき、ばね部５３、５４の破損を低減することができる。したがって、優れた耐衝撃性を有する物理量センサー１となる。
【０１２０】
また、可動部５２は、第１外縁部５２１ａおよび第３外縁５２１ｃが交わる角部（図中左上に位置する角部）から可動部５２の外側に向けて突出し、第１外縁部５２１ａおよび第３外縁５２１ｃに亘って形成されたＬ字状の突出部５ｅと、第１外縁部５２１ａおよび第４外縁５２１ｄが交わる角部（図中右上に位置する角部）から可動部５２の外側に向けて突出し、第１外縁部５２１ａおよび第４外縁５２１ｄに亘って形成されたＬ字状の突出部５ｆと、を有している。また、可動部５２は、第２外縁部５２１ｂから可動部５２の外側に向けて突出する一対の突出部５ｇ、５ｈを有している。
【０１２１】
可動部５２が面方向に過度に変位した際に、これら突出部５ｅ、５ｆ、５ｇ、５ｈが規制部９に当接することで、可動部５２の過度な変位が規制される。ここで、可動部５２の固定部５１（接合部５１１）から遠位な側（Ｘ軸方向プラス側）である第１外縁部５２１ａ側は、捩じれる様にしてＺ軸まわりに回転変位し易いため、可動部５２のＸ軸方向プラス側に位置する２つの角部にＬ字状の突出部５ｅ、５ｆを設けている。これにより、可動部５２の回転変位を効果的に低減することができる。一方で、可動部５２の固定部５１（接合部５１１）から近位な側である第２外縁部５２１ｂ側は、Ｘ軸方向に直線的に変位し易いため、可動部５２のＸ軸方向マイナス側に位置する第２外縁部５２１ｂにＸ軸方向へ突出する突出部５ｇ、５ｈを設けている。これにより、可動部５２のＸ軸方向への直線的な変位を効果的に低減することができる。
【０１２２】
このような第４実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【０１２３】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態に係る物理量センサーについて説明する。
【０１２４】
図１２は、本発明の第５実施形態に係る物理量センサーを示す平面図である。図１３は、図１２中のＣ−Ｃ線断面図である。図１４は、図１２に示す物理量センサーが有する基板を示す平面図である。
【０１２５】
本実施形態に係る物理量センサー１は、主に、素子部８および規制部９の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態の物理量センサー１と同様である。
【０１２６】
なお、以下の説明では、第５実施形態の物理量センサー１に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１２ないし図１４では、前述した第１実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。
【０１２７】
図１２に示す物理量センサー１は、Ｚ軸方向の加速度Ａｚを検出することのできる加速度センサーである。このような物理量センサー１が備える素子部８は、可動電極部８１と、梁部８２と、固定部８３と、を有している。
【０１２８】
可動電極部８１は、板状であり、Ｚ軸方向からの平面視で、Ｙ軸方向を長手とする長手形状をなしている。また、可動電極部８１は、梁部８２を介して固定部８３に接続され、固定部８３は、マウント部２１１との接合部８３１を有している。なお、可動電極部８１は、その内側に開口８１９を有し、この開口８１９内に、梁部８２および固定部８３が配置されている。
【０１２９】
また、可動電極部８１は、Ｚ軸方向からの平面視で、梁部８２により形成される揺動軸Ｊの一方側（Ｙ軸方向プラス側）に位置する第１可動電極部８１１と、揺動軸Ｊの他方側（Ｙ軸方向マイナス側）に位置する第２可動電極部８１２と、を有している。第１可動電極部８１１と第２可動電極部８１２とは、加速度Ａｚが加わったときの回転モーメントが互いに異なるように設計されている。そのため、加速度Ａｚが加わると、可動電極部８１は、揺動軸Ｊまわりにシーソー揺動する。
【０１３０】
このような素子部８は、例えば、リン（Ｐ）、ボロン（Ｂ）等の不純物がドープされたシリコン基板をパターニングすることで形成されている。また、素子部８は、陽極接合によって基板２に接合されている。また、素子部８は、マウント部２１１で配線７４と電気的に接続されている。
【０１３１】
また、図１３に示すように、凹部２１の底面には、第１可動電極部８１１と対向する第１固定電極部８８と、第２可動電極部８１２と対向する第２固定電極部８９と、が設けられている。
【０１３２】
このような物理量センサー１の作動時には、例えば、可動電極部８１に電圧Ｖ１が印加され、第１固定電極部８８および第２固定電極部８９に、それぞれ、電圧Ｖ２が印加される（図５参照）。そのため、第１可動電極部８１１と第１固定電極部８８との間および第２可動電極部８１２と第２固定電極部８９との間に、それぞれ、静電容量が形成される。
【０１３３】
そして、物理量センサー１に加速度Ａｚが加わると、その加速度Ａｚの大きさに基づいて、可動電極部８１が揺動軸Ｊまわりにシーソー揺動する。このシーソー揺動によって、第１可動電極部８１１と第１固定電極部８８とのギャップおよび第２可動電極部８１２と第２固定電極部８９とのギャップがそれぞれ変化し、それに伴って、第１可動電極部８１１と第１固定電極部８８との間の静電容量および第２可動電極部８１２と第２固定電極部８９との間の静電容量がそれぞれ変化する。そのため、これら静電容量の変化量に基づいて、具体的には、配線７５を介して得られる第１検出信号と配線７６を介して得られる第２検出信号とを差動演算することで、加速度Ａｚを検出することができる。
【０１３４】
図１２に示すように、可動電極部８１の周囲には、可動電極部８１の可動範囲を規制する規制部９が配置されている。規制部９は、枠状をなして、第１規制部９１、第２規制部９２、第３規制部９３および第４規制部９４が一体化している。第１規制部９１は、可動電極部８１のＹ軸方向プラス側に位置し、第２規制部９２は、可動電極部８１のＹ軸方向マイナス側に位置し、第３規制部９３は、可動電極部８１のＸ軸方向プラス側に位置し、第４規制部９４は、可動電極部８１のＸ軸方向マイナス側に位置している。なお、規制部９の構成は、前述した第１実施形態と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【０１３５】
このような規制部９によれば、可動電極部８１の加速度Ａｚを検出するための変位（揺動軸Ｊまわりの揺動）を許容しつつ、それ以外の方向への過度な変位を抑制することができる。そのため、素子部８の破損を抑制することができ、優れた耐衝撃性を有する物理量センサー１となる。
【０１３６】
また、図１３に示すように、凹部２１の底面には、第１、第２固定電極部８８、８９を避けて、ほぼ全域に広がるように配置されたダミー電極７８が設けられている。ダミー電極７８は、配線７２および導電性バンプＢ２を介して規制部９と電気的に接続されており、規制部９は、導電性バンプＢ４１、配線７４および導電性バンプＢ４２を介して可動電極部８１と電気的に接続されている。なお、ダミー電極７８の機能は、前述した第１実施形態で説明した機能と同様である。
【０１３７】
また、第１固定電極部８８は、配線７５と電気的に接続されており、第２固定電極部８９は、配線７６と電気的に接続されている。また、配線７５、７６は、それぞれ、規制部９と交差するように（跨ぐように）配置されている。配線７５、７６を規制部９と交差させることで、前述した第１実施形態と同様に、配線７５、７６の引き回しの自由度が高まる。また、本実施形態では、配線７５と規制部９との間に形成される寄生容量Ｃｍと、配線７６と規制部９との間に形成される寄生容量Ｃｎと、がほぼ等しくなっている。そのため、配線７５を介して得られる第１検出信号と、配線７６を介して得られる第２検出信号と、を差動演算することで、寄生容量Ｃｍ、Ｃｎがキャンセルされる。そのため、より精度よく加速度Ａｚを検出することができる。なお、Ｃｍ／Ｃｎとしては、特に限定されないが、０．９以上、１．１以下であることが好ましく、０．９５以上、１．０５以下であることがより好ましい。これにより、上述の効果がより顕著なものとなる。
【０１３８】
以上、本実施形態の物理量センサー１について説明した。このような物理量センサー１は、前述したように、基板２と、第１可動電極部８１１（第１質量部）と第２可動電極部８１２（第２質量部）を含む可動電極部８１（可動部）、平面視で第１可動電極部８１１と第２可動電極部８１２との間に配置され基板２に支持されている固定部８３、および可動電極部８１と固定部８３とを連結している梁部８２（連結部）を含む素子部８（揺動体）と、第１可動電極部８１１と対向するように基板２に配置されている第１固定電極部８８と、第２可動電極部８１２と対向するように基板２に配置されている第２固定電極部８９と、平面視で、素子部８の外縁に沿って位置し、素子部８の可動範囲を規制する規制部９と、基板２に設けられ、第１固定電極部８８と電気的に接続されている配線７５（第１配線）と、基板２に設けられ、第２固定電極部８９と電気的に接続されている配線７６（第２配線）と、を含んでいる。そして、平面視で、配線７５および配線７６は、それぞれ、規制部９と交差している。
【０１３９】
このような構成によれば、可動電極部８１と規制部９とが接触することで、可動電極部８１の面方向への過度な変位が防止される。そのため、優れた耐衝撃性を有する物理量センサー１となる。また、配線７５、７６の引き回しの自由度が高まる。そのため、配線７５、７６が規制部９と交差しない構成と比較して、配線７５、７６の配線長を短くすることができる。そのため、配線７５、７６を配置する領域を小さく抑えることができ、その分、素子部８に割り当てられる領域が大きくなる。その結果、物理量センサー１の大きさをそのままにしつつ素子部８を大きくすることができ、物理量センサー１の高感度化を図ることができる。また、例えば、コストの削減や、配線７５、７６に起因する寄生容量を小さく抑えることができる。
【０１４０】
以上、本実施形態の物理量センサー１について説明した。なお、物理量センサー１としては、これに限定されず、例えば、規制部９は、可動電極部８１のＸ軸方向の可動範囲およびＹ軸方向の可動範囲の少なくとも一方を制限することができればよい。すなわち、第１規制部９１、第２規制部９２、第３規制部９３および第４規制部９４の少なくとも１つを有していれば、他を省略してもよい。
【０１４１】
＜第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態に係る物理量センサーデバイスについて説明する。
図１５は、本発明の第６実施形態に係る物理量センサーデバイスを示す断面図である。
【０１４２】
図１５に示すように、物理量センサーデバイス１００は、物理量センサー１と、回路素子１１０と、物理量センサー１および回路素子１１０を収納するパッケージ１２０と、を有している。物理量センサー１としては、特に限定されず、例えば、前述した各実施形態の構成のものを用いることができる。このような物理量センサーデバイス１００は、慣性計測ユニット（ＭＩＵ）として好適に利用することができる。
【０１４３】
回路素子１１０（ＩＣ）は、接合部材を介して物理量センサー１の蓋体１０に接合されている。また、回路素子１１０は、ボンディングワイヤーＢＷ１を介して物理量センサー１の各端子Ｔと電気的に接続され、ボンディングワイヤーＢＷ２を介してパッケージ１２０（後述する内部端子１３３）と電気的に接続されている。回路素子１１０には、物理量センサー１を駆動する駆動回路や、物理量センサー１からの出力信号に基づいて加速度を検出する検出回路や、検出した加速度を補正する補正回路や、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等が、必要に応じて含まれている。なお、回路素子１１０は、パッケージ１２０の外側に設けられていてもよいし、省略してもよい。
【０１４４】
パッケージ１２０は、ベース１３０と、ベース１３０との間に物理量センサー１および回路素子１１０を収納する収納空間Ｓ１を形成するように、ベース１３０の上面に接合された蓋体１４０と、を有している。
【０１４５】
ベース１３０は、上面に開口する凹部１３１を有するキャビティ状をなしている。また、凹部１３１は、ベース１３０の上面に開口する第１凹部１３１ａと、第１凹部１３１ａの底面に開口する第２凹部１３１ｂと、を有している。
【０１４６】
一方、蓋体１４０は、板状であり、凹部１３１の開口を塞ぐようにしてベース１３０の上面に接合されている。このように、凹部１３１の開口を蓋体１４０で塞ぐことにより収納空間Ｓ１が形成され、この収納空間Ｓ１に物理量センサー１および回路素子１１０が収容されている。
【０１４７】
収納空間Ｓ１は、気密封止されており、物理量センサー１の収納空間Ｓと同じ雰囲気となっている。これにより、仮に、収納空間Ｓの気密性が崩壊し、収納空間Ｓと収納空間Ｓ１とが連通してしまっても、収納空間Ｓの雰囲気をそのまま維持することができる。そのため、収納空間Ｓの雰囲気が変わってしまうことによる物理量センサー１の物理量検出特性の変化を抑制することができ、安定した駆動を行うことのできる物理量センサーデバイス１００となる。なお、前記「同じ雰囲気」とは、完全に一致している場合に限らず、両空間内の圧力が僅かに異なっている等、製造上の不可避的な誤差を有する場合を含む意味である。また、収納空間Ｓ１の雰囲気は、収納空間Ｓと同じでなくてもよい。
【０１４８】
ベース１３０の構成材料としては、特に限定されず、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア等の酸化物セラミックス、窒化珪素、窒化アルミ、窒化チタン等の窒化物セラミックス等の各種セラミックスを用いることができる。この場合には、セラミックシート（グリーンシート）の積層体を焼成することでベース１３０を製造することができる。このような構成とすることで、凹部１３１を簡単に形成することができる。
【０１４９】
また、蓋体１４０の構成材料としては、特に限定されないが、ベース１３０の構成材料と線膨張係数が近似する部材であると良い。例えば、ベース１３０の構成材料を前述のようなセラミックスとした場合には、コバール等の合金を用いることが好ましい。
【０１５０】
また、ベース１３０は、第１凹部１３１ａの底面に配置された複数の内部端子１３３と、下面に配置された複数の外部端子１３４と、を有している。そして、各内部端子１３３は、ベース１３０内に配置された図示しない内部配線を介して、所定の外部端子１３４と電気的に接続されている。また、複数の内部端子１３３は、それぞれ、ボンディングワイヤーＢＷ２を介して回路素子１１０と電気的に接続されている。これにより、パッケージ１２０の外側から回路素子１１０との電気的な接続を行えるようになり、物理量センサーデバイス１００の実装が容易となる。
【０１５１】
以上、物理量センサーデバイス１００について説明した。このような物理量センサーデバイス１００は、前述したように、物理量センサー１と、回路素子１１０と、を含んでいる。そのため、前述した物理量センサー１の効果を享受でき、高い信頼性を有する物理量センサーデバイス１００となる。
【０１５２】
なお、物理量センサーデバイス１００の構成としては、特に限定されず、例えば、物理量センサー１と回路素子１１０との配置が逆であってもよい。すなわち、回路素子１１０が凹部１３１の底面に配置され、回路素子１１０の上面に物理量センサー１が配置されていてもよい。また、パッケージ１２０を無くして、回路素子１１０および物理量センサー１をモールド材でモールドした構成であってもよい。
【０１５３】
＜第７実施形態＞
次に、本発明の第７実施形態に係る電子機器について説明する。
図１６は、本発明の第７実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
【０１５４】
図１６に示すモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューター１１００は、本発明の電子機器を適用したものである。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。
【０１５５】
このようなパーソナルコンピューター１１００には、物理量センサー１と、物理量センサー１の駆動を制御する制御回路１１１０と、物理量センサー１により検出された物理量を、例えば環境温度に基づいて補正する補正回路１１２０と、が内蔵されている。なお、物理量センサー１としては、特に限定されないが、例えば、前述した各実施形態のいずれのものも用いることができる。
【０１５６】
このようなパーソナルコンピューター１１００（電子機器）は、物理量センサー１と、制御回路１１１０と、補正回路１１２０と、を有している。そのため、前述した物理量センサー１の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
【０１５７】
＜第８実施形態＞
次に、本発明の第８実施形態に係る電子機器について説明する。
【０１５８】
図１７は、本発明の第８実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
図１７に示す携帯電話機１２００（ＰＨＳも含む）は、本発明の電子機器を適用したものである。この図において、携帯電話機１２００は、アンテナ（図示せず）、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１２０８が配置されている。
【０１５９】
このような携帯電話機１２００には、物理量センサー１と、物理量センサー１の駆動を制御する制御回路１２１０と、物理量センサー１により検出された物理量を、例えば環境温度に基づいて補正する補正回路１２２０と、が内蔵されている。なお、物理量センサー１としては、特に限定されないが、例えば、前述した各実施形態のいずれのものも用いることができる。
【０１６０】
このような携帯電話機１２００（電子機器）は、物理量センサー１と、制御回路１２１０と、補正回路１２２０と、を有している。そのため、前述した物理量センサー１の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
【０１６１】
＜第９実施形態＞
次に、本発明の第９実施形態に係る電子機器について説明する。
図１８は、本発明の第９実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
【０１６２】
図１８に示すデジタルスチールカメラ１３００は、本発明の電子機器を適用したものである。この図において、ケース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。そして、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を押すと、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。
【０１６３】
このようなデジタルスチールカメラ１３００には、物理量センサー１と、物理量センサー１の駆動を制御する制御回路１３２０と、物理量センサー１により検出された物理量を、例えば環境温度に基づいて補正する補正回路１３３０と、が内蔵されている。なお、物理量センサー１としては、特に限定されないが、例えば、前述した各実施形態のいずれのものも用いることができる。
【０１６４】
このようなデジタルスチールカメラ１３００（電子機器）は、物理量センサー１と、制御回路１３２０と、補正回路１３３０と、を有している。そのため、前述した物理量センサー１の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
【０１６５】
なお、本発明の電子機器は、前述した実施形態のパーソナルコンピューターおよび携帯電話機、本実施形態のデジタルスチールカメラの他にも、例えば、スマートフォン、タブレット端末、時計（スマートウォッチを含む）、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）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）等のウェアラブル端末、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、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、移動体端末基地局用機器、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、ネットワークサーバー等に適用することができる。
【０１６６】
＜第１０実施形態＞
次に、本発明の第１０実施形態に係る携帯型電子機器について説明する。
【０１６７】
図１９は、本発明の第１０実施形態に係る携帯型電子機器を示す平面図である。図２０は、図１９に示す携帯型電子機器の概略構成を示す機能ブロック図である。
【０１６８】
図１９に示す腕時計型の活動計１４００（アクティブトラッカー）は、本発明の携帯型電子機器を適用したリスト機器である。活動計１４００は、バンド１４０１によってユーザーの手首等の部位（被検体）に装着される。また、活動計１４００は、デジタル表示の表示部１４０２を備えると共に、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、加速度を測定するセンサーや角速度を計測するセンサーとして活動計１４００に組込まれている。
【０１６９】
活動計１４００は、物理量センサー１が収容されているケース１４０３と、ケース１４０３に収容され、物理量センサー１からの出力データを処理する処理部１４１０と、ケース１４０３に収容されている表示部１４０２と、ケース１４０３の開口部を塞いでいる透光性カバー１４０４と、を備えている。また、透光性カバー１４０４の外側にはベゼル１４０５が設けられている。また、ケース１４０３の側面には複数の操作ボタン１４０６、１４０７が設けられている。
【０１７０】
図２０に示すように、物理量センサー１としての加速度センサー１４０８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軸加速度の大きさおよび向きに応じた信号（加速度信号）を出力する。また、角速度センサー１４０９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軸角速度の大きさおよび向きに応じた信号（角速度信号）を出力する。
【０１７１】
表示部１４０２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センサー１４１１や地磁気センサー１４１２を用いた位置情報、移動量や物理量センサー１に含まれる加速度センサー１４０８や角速度センサー１４０９などを用いた運動量などの運動情報、脈拍センサー１４１３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。なお、温度センサー１４１４を用いた環境温度を表示することもできる。
【０１７２】
通信部１４１５は、ユーザー端末と図示しない情報端末との間の通信を成立させるための各種制御を行う。通信部１４１５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、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。
【０１７３】
処理部１４１０（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１４１０は、記憶部１４１６に格納されたプログラムと、操作部１４１７（例えば操作ボタン１４０６、１４０７）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１４１０による処理には、ＧＰＳセンサー１４１１、地磁気センサー１４１２、圧力センサー１４１８、加速度センサー１４０８、角速度センサー１４０９、脈拍センサー１４１３、温度センサー１４１４、計時部１４１９の各出力信号に対するデータ処理、表示部１４０２に画像を表示させる表示処理、音出力部１４２０に音を出力させる音出力処理、通信部１４１５を介して情報端末と通信を行う通信処理、バッテリー１４２１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。
【０１７４】
このような活動計１４００では、少なくとも以下のような機能を有することができる。
１．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。
２．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。
３．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。
４．標高：ＧＰＳ機能により、標高を計測し表示する。
５．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。
６．ピッチ：１分あたりの歩数を計測し表示する。
７．心拍数：脈拍センサーにより心拍数を計測し表示する。
８．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。
９．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。
１０．運動消費カロリー：消費カロリーを表示する。
１１．歩数：運動開始からの歩数の合計を表示する。
【０１７５】
このような活動計１４００（携帯型電子機器）は、物理量センサー１と、物理量センサー１が収容されているケース１４０３と、ケース１４０３に収容され、物理量センサー１からの出力データを処理する処理部１４１０と、ケース１４０３に収容されている表示部１４０２と、ケース１４０３の開口部を塞いでいる透光性カバー１４０４と、を含んでいる。そのため、前述した物理量センサー１の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
【０１７６】
なお、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、およ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。
【０１７７】
また、上述では、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】
＜第１１実施形態＞
次に、本発明の第１１実施形態に係る移動体について説明する。
図２１は、本発明の第１１実施形態に係る移動体を示す斜視図である。
【０１７９】
図２１に示す自動車１５００は、本発明の移動体を適用した自動車である。この図において、自動車１５００には、加速度センサーおよび角速度センサーの少なくとも一方（好ましくは両方を検出できる複合センサー）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、車体姿勢制御装置１５０２（姿勢制御部）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。ここで、物理量センサー１としては、例えば、前述した各実施形態と同様のものを用いることができる。
【０１８０】
このような自動車１５００（移動体）は、物理量センサー１と、車体姿勢制御装置１５０２（姿勢制御部）と、を有している。そのため、前述した物理量センサー１の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
【０１８１】
なお、物理量センサー１は、他にも、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）、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、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。
【０１８２】
また、移動体としては、自動車１５００に限定されず、例えば、飛行機、ロケット、人工衛星、船舶、ＡＧＶ（無人搬送車）、二足歩行ロボット、ドローン等の無人飛行機等にも適用することができる。
【０１８３】
以上、本発明の物理量センサー、物理量センサーデバイス、携帯型電子機器、電子機器および移動体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。また、前述した実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【０１８４】
また、前述した実施形態では、物理量センサーとして加速度を検出するものについて説明したが、これに限定されず、例えば、角速度を検出するものであってもよい。また、加速度と角速度の両方を検出するものであってもよい。
【０１８５】
また、前述した実施形態では、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸が互いに直交しているが、互いに交差していれば、これに限定されず、例えば、Ｘ軸がＹＺ平面の法線方向に対して若干傾いていてもよいし、Ｙ軸がＸＺ平面の法線方向に対して若干傾いていてもよいし、Ｚ軸がＸＹ平面の法線方向に対して若干傾いていてもよい。なお、若干とは、物理量センサー１がその効果を発揮することができる範囲を意味し、具体的な傾き角度（数値）は、構成等によって異なる。
【符号の説明】
【０１８６】
１…物理量センサー、１０…蓋体、１１…凹部、１２…連通孔、１３…封止部材、１９…ガラスフリット、２…基板、２１…凹部、２１１…マウント部、２２、２３、２４、２５、２６、２７…溝部、３…素子部、４…固定電極部、４１…第１固定電極部、４１１…第１幹部、４１２、４１２’…第１固定電極指、４１２”…第１固定電極指、４１３…第１固定部、４１３ａ…接合部、４２…第２固定電極部、４２１…第２幹部、４２２、４２２’、４２２”…第２固定電極指、４２３…第２固定部、４２３ａ…接合部、５０…可動体、５１…固定部、５１１…接合部、５２…可動部、５２１…枠部、５２１ａ…第１外縁部、５２１ａ’…側面、５２１ｂ…第２外縁部、５２１ｂ’…側面、５２１ｃ…第３外縁部、５２１ｃ’…側面、５２１ｄ…第４外縁部、５２１ｄ’…側面、５２２…第１Ｙ軸延在部、５２３…第１Ｘ軸延在部、５２４…第２Ｙ軸延在部、５２５…第２Ｘ軸延在部、５２６…第１突出部、５２７…第２突出部、５２８…第１開口部、５２９…第２開口部、５３、５４…ばね部、６…可動電極部、６１…第１可動電極部、６１１、６１１’、６１１”…第１可動電極指、６２…第２可動電極部、６２１、６２１’、６２１”…第２可動電極指、７２、７３、７４、７５、７６、７７…配線、７８…ダミー電極、８…素子部、８１…可動電極部、８１１…第１可動電極部、８１２…第２可動電極部、８１９…開口、８２…梁部、８３…固定部、８３１…接合部、８８…第１固定電極部、８９…第２固定電極部、９…規制部、９Ａ…第１部分、９Ｂ…第２部分、９１…第１規制部、９１’…当接面、９２…第２規制部、９２’…当接面、９３…第３規制部、９３’…当接面、９３Ａ…第１部分、９３Ｂ…第２部分、９３Ｃ…隙間、９４…第４規制部、９４’…当接面、９４Ａ…第１部分、９４Ｂ…第２部分、９４Ｃ…隙間、１００…物理量センサーデバイス、１１０…回路素子、１２０…パッケージ、１３０…ベース、１３１…凹部、１３１ａ…第１凹部、１３１ｂ…第２凹部、１３３…内部端子、１３４…外部端子、１４０…蓋体、１１００…パーソナルコンピューター、１１０２…キーボード、１１０４…本体部、１１０６…表示ユニット、１１０８…表示部、１１１０…制御回路、１１２０…補正回路、１２００…携帯電話機、１２０２…操作ボタン、１２０４…受話口、１２０６…送話口、１２０８…表示部、１２１０…制御回路、１２２０…補正回路、１３００…デジタルスチールカメラ、１３０２…ケース、１３０４…受光ユニット、１３０６…シャッターボタン、１３０８…メモリー、１３１０…表示部、１３２０…制御回路、１３３０…補正回路、１４００…活動計、１４０１…バンド、１４０２…表示部、１４０３…ケース、１４０４…透光性カバー、１４０５…ベゼル、１４０６、１４０７…操作ボタン、１４０８…加速度センサー、１４０９…角速度センサー、１４１０…処理部、１４１１…ＧＰＳセンサー、１４１２…地磁気センサー、１４１３…脈拍センサー、１４１４…温度センサー、１４１５…通信部、１４１６…記憶部、１４１７…操作部、１４１８…圧力センサー、１４１９…計時部、１４２０…音出力部、１４２１…バッテリー、１５００…自動車、１５０１…車体、１５０２…車体姿勢制御装置、１５０３…車輪、Ａｘ、Ａｚ…加速度、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４１、Ｂ４２、Ｂ５、Ｂ６…導電性バンプ、ＢＷ１、ＢＷ２…ボンディングワイヤー、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３…ギャップ、Ｊ…揺動軸、Ｌ…中心軸、Ｌ４１１…軸、Ｌ４２１…軸、Ｓ…収納空間、Ｓ１…収納空間、Ｔ…端子、Ｖ１、Ｖ２…電圧
【図１】
2019045262.tif 000003
【図２】
2019045262.tif 000004
【図３】
2019045262.tif 000005
【図４】
2019045262.tif 000006
【図５】
2019045262.tif 000007
【図６】
2019045262.tif 000008
【図７】
2019045262.tif 000009
【図８】
2019045262.tif 000010
【図９】
2019045262.tif 000011
【図１０】
2019045262.tif 000012
【図１１】
2019045262.tif 000013
【図１２】
2019045262.tif 000014
【図１３】
2019045262.tif 000015
【図１４】
2019045262.tif 000016
【図１５】
2019045262.tif 000017
【図１６】
2019045262.tif 000018
【図１７】
2019045262.tif 000019
【図１８】
2019045262.tif 000020
【図１９】
2019045262.tif 000021
【図２０】
2019045262.tif 000022
【図２１】
2019045262.tif 000023