(57)【要約】【課題】センサー出力の経時変化を抑制することができる電子デバイスを提供する。【解決手段】慣性センサー装置１はセンサー２８を支持する支持基板２７と、支持基板２７が固定されるベース部３と、を備え、支持基板２７とパッケージ２とが固相接合されている。そして、支持基板２７とベース部３とが接合膜２６を挟んで固相接合される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサーを支持する支持基板と、
前記支持基板が固定されるパッケージと、を備え、
前記支持基板と前記パッケージとが固相接合されていることを特徴とする電子デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の電子デバイスであって、
前記支持基板と前記パッケージとが接合膜を挟んで固相接合されていることを特徴とする電子デバイス。
【請求項３】
請求項２に記載の電子デバイスであって、
前記支持基板はガラス基板であり、前記パッケージの材質はセラミックを含み、前記接合膜はアルミニウム、チタン、タングステン、銅、鉄、ニッケルのいずれかを含むことを特徴とする電子デバイス。
【請求項４】
請求項３に記載の電子デバイスであって、
前記支持基板と前記パッケージとが金を含む金属を用いて固相接合されていることを特徴とする電子デバイス。
【請求項５】
請求項１または２に記載の電子デバイスであって、
前記センサーは加速度センサーとジャイロセンサーとのうち少なくとも一方を備えることを特徴とする電子デバイス。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の電子デバイスであって、
温度センサーと、
前記温度センサーの出力を用いて前記センサーの出力を補正する補正回路と、を備えることを特徴とする電子デバイス。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の電子デバイスを備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の電子デバイスを備えた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、電子デバイス、電子機器および移動体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
センサーにＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術を活用することにより、センサーが小型化されている。そして、センサーを小型にすることにより各種の装置に多数のセンサーが用いられるようになっている。センサーではセンサー素子が筐体の内部に設置された電子デバイスの形態で利用される。センサー素子自体は壊れやすいが、センサー素子を筐体の内部に収納することによりセンサー素子に過剰な応力が加わることを抑制できる。この為、センサーは把持し易くなっているので扱い易い。
【０００３】
センサー素子が筐体の内部に設置された電子デバイスが特許文献１に開示されている。それによると、センサー素子ではシリコン板とパイレックス（登録商標）ガラスとが重ねて接合され、パイレックス（登録商標）ガラス上にシリコンの構造物が設置されている。筐体は樹脂材料であり、センサー素子と筐体とは接着剤により接着されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２１４０５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
筐体とセンサー素子との材質が異なるとき、筐体とセンサー素子とは線膨張係数が異なる。センサー素子及び筐体の温度が変化するとき、筐体とセンサー素子とが伸縮する伸縮量が異なる。特許文献１の電子デバイスでは筐体とセンサー素子とが接着剤により接着されている。接着剤は経時変化するので、筐体とセンサー素子との間に線膨張係数の差によって生じる内部応力も経時変化する。センサー素子では内部応力が変化するとセンサーの挙動も変化する。そこで、センサー出力の経時変化を抑制できる電子デバイスが望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題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］
本適用例にかかる電子デバイスであって、センサーを支持する支持基板と、前記支持基板が固定されるパッケージと、を備え、前記支持基板と前記パッケージとが固相接合されていることを特徴とする。
【０００８】
本適用例によれば、電子デバイスは支持基板及びパッケージを備えている。支持基板はセンサーを支持している。そして、支持基板とパッケージとが固相接合されている。支持基板の内部応力が変化するとき、センサーは支持基板の内部応力の影響をうけるのでセンサーの出力が変化する。
【０００９】
支持基板の材質はセンサーの製造上の理由により選定され、パッケージは耐環境性の理由により選定される。そのため、支持基板の材質とパッケージの材質とは異なることがある。このとき、支持基板とパッケージとは線膨張係数が異なる。支持基板とパッケージとは接合されているので、温度の変化に応じて支持基板に反りが生じる。そして、支持基板の内部応力が変化する。
【００１０】
支持基板とパッケージとが接着剤にて接合されているときには接着剤が経時変化するので、温度変化に対応して変化する支持基板の内部応力も経時変化する。一方、支持基板とパッケージとが固相接合されているときには、温度変化に対応して変化する支持基板の内部応力の経時変化が抑制される。従って、電子デバイスはセンサー出力の経時変化を抑制することができる。
【００１１】
［適用例２］
上記適用例にかかる電子デバイスにおいて、前記支持基板と前記パッケージとが接合膜を挟んで固相接合されていることを特徴とする。
【００１２】
本適用例によれば、支持基板とパッケージとが接合膜を挟んで固相接合されている。支持基板との固相接合に適し、かつ、パッケージとの固相接合に適した材料を接合膜として選定する。そして、支持基板とパッケージとが接合膜を挟んで固相接合されることにより、支持基板とパッケージとを強固に接合することができる。
【００１３】
［適用例３］
上記適用例にかかる電子デバイスにおいて、前記支持基板はガラス基板であり、前記パッケージの材質はセラミックを含み、前記接合膜はアルミニウム、チタン、タングステン、銅、鉄、ニッケルのいずれかを含むことを特徴とする。
【００１４】
本適用例によれば、支持基板はガラス基板である。ガラス基板は広い面積の板を容易に製造できるので、多数のセンサーを１枚の支持基板上に製造することができる。パッケージの材質はセラミックである。セラミックは硬度が高く放熱性が高く、線膨張係数がガラスに近いので温度変化に伴う応力を小さくできる。接合膜はアルミニウム、チタン、タングステン、銅、鉄、ニッケルのいずれかを含んでいる。接合膜にこれらの金属を含むことにより支持基板とパッケージとを強固に接合することができる。
【００１５】
［適用例４］
上記適用例にかかる電子デバイスにおいて、前記支持基板と前記パッケージとが金を含む金属を用いて固相接合されていることを特徴とする。
【００１６】
本適用例によれば、支持基板とパッケージとが金を含む金属を用いて固相接合されている。金は、展性、延性に優れており、接合時に金が潰れることで、密着性良く強固に接合することができる。
【００１７】
［適用例５］
上記適用例にかかる電子デバイスにおいて、前記センサーは加速度センサーとジャイロセンサーとのうち少なくとも一方を備えることを特徴とする。
【００１８】
本適用例によれば、センサーには加速度センサー、ジャイロセンサーが適用されている。加速度センサー、ジャイロセンサーは支持基板の内部応力の影響を受けて出力が変化する。従って、温度変化に応じてセンサーの出力が変化する。このときにも、温度変化による出力変化は経時変化が抑制されるので、温度変化に対応した補正を行うことにより電子デバイスは長期信頼性を有することができる。
【００１９】
［適用例６］
上記適用例にかかる電子デバイスにおいて、温度センサーと、前記温度センサーの出力を用いて前記センサーの出力を補正する補正回路と、を備えることを特徴とする。
【００２０】
本適用例によれば、電子デバイスは、温度センサー及び補正回路を備えている。温度センサーは電子デバイスの温度を検出する。そして、補正回路は温度センサーの出力を用いてセンサーの出力を補正する。従って、電子デバイスは温度変化による影響を抑制した補正後のデータを出力することができる。
【００２１】
［適用例７］
本適用例にかかる電子機器は上記に記載の電子デバイスを備えたことを特徴とする。
【００２２】
本適用例によれば、電子機器は上記に記載の電子デバイスを備えている。そして、上記の電子デバイスの出力は温度変化の経時変化が抑制されている。従って、電子機器は温度変化の経時変化が抑制された電子デバイスの出力を利用することができる。
【００２３】
［適用例８］
本適用例にかかる移動体は上記に記載の電子デバイスを備えたことを特徴とする。
【００２４】
本適用例によれば、移動体は上記に記載の電子デバイスを備えている。そして、上記の電子デバイスの出力は温度変化の経時変化が抑制されている。従って、移動体は温度変化の経時変化が抑制された電子デバイスの出力を利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１の実施形態にかかわる慣性センサー装置の構造を示す概略斜視図。
【図２】慣性センサー装置の構造を示す模式側断面図。
【図３】慣性センサー装置の模式平面図。
【図４】慣性センサー装置の機能ブロック図。
【図５】加速度センサー素子の構成を示す模式平面図。
【図６】Ｚ軸センサー部の構造を示す模式平面図。
【図７】Ｚ軸センサー部の構造を示す模式側断面図。
【図８】Ｙ軸センサー部の構造を示す模式平面図。
【図９】Ｙ軸センサー部の構造を示す模式側面図。
【図１０】慣性センサー装置が加速度を検出する方法を示すフローチャート。
【図１１】慣性センサー装置が加速度を検出する方法を説明するための図。
【図１２】慣性センサー装置の製造方法のフローチャート。
【図１３】慣性センサー装置の製造方法を説明するための模式図。
【図１４】慣性センサー装置の製造方法を説明するための模式図。
【図１５】慣性センサー装置の製造方法を説明するための模式図。
【図１６】慣性センサー装置の製造方法を説明するための模式図。
【図１７】第２の実施形態にかかわる慣性センサー装置の構造を示す模式側断面図。
【図１８】ジャイロセンサーの構成を示す模式平面図。
【図１９】ジャイロセンサーの構成を示す模式側面図。
【図２０】第３の実施形態にかかわるモバイル型のパーソナルコンピューターの構造を示す概略斜視図。
【図２１】スマートフォンの構成を示す概略斜視図。
【図２２】ディジタルスチールカメラの構成を示す概略斜視図。
【図２３】自動車の構成を示す概略斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
【００２７】
（第１の実施形態）
本実施形態では、慣性センサーの１種類である加速度センサーが設置された慣性センサー装置と、この慣性センサー装置の製造方法との特徴的な例について、図に従って説明する。第１の実施形態にかかわる慣性センサー装置について図１〜図１１に従って説明する。図１は、慣性センサー装置の構造を示す概略斜視図である。図１に示すように、電子デバイスとしての慣性センサー装置１はパッケージ２を備えている。パッケージ２は有底角筒状のベース部３及び蓋部４を備えている。
【００２８】
パッケージ２は略４角形の板状であり、パッケージ２の厚み方向をＺ方向とする。パッケージ２の側面は直交している。この直交する側面の伸びる方向をＸ方向及びＹ方向とする。パッケージ２の側面にはＺ方向に伸びる溝状のキャスタレーション５が複数設置されている。キャスタレーション５にはキャスタレーション電極６が設置されている。蓋部４には導電性がある金属等が用いられている。
【００２９】
パッケージ２内には構造物７が設置されている。構造物７は加速度センサー素子８及びＩＣ９（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）を含んでいる。構造物７では加速度センサー素子８上にＩＣ９が重ねて設置されている。加速度センサー素子８とＩＣ９とはボンディングワイヤー１０により配線されている。そして、ベース部３とＩＣ９とはボンディングワイヤー１１により配線されている。
【００３０】
図２は慣性センサー装置の構造を示す模式側断面図であり、慣性センサー装置１を−Ｙ方向側から見た図になっている。図２に示すように、ベース部３は第１基材１２、第２基材１３、及び第３基材１４により構成されている。第１基材１２は平板状であり、複数の基板が積層された積層基板である。第１基材１２はベース部３の底板になっている。
【００３１】
第１基材１２は−Ｚ方向側の面に外部端子１５及び外部端子１６が設置されている。外部端子１５は第１基材１２を貫通する貫通電極１７と接続されている。外部端子１６は配線１８と接続され、配線１８は第１基材１２の−Ｚ方向側から＋Ｚ方向側まで設置されている。配線１８の一部はキャスタレーション５に設置されたキャスタレーション電極６になっている。他にも、第１基材１２を構成する各基板には図示しない配線が設置されている。
【００３２】
第２基材１３及び第３基材１４は、中央部が除去された四角形の枠状の基板である。＋Ｘ方向側の第２基材１３上面には複数の内部端子２１が配置されている。内部端子２１は第２基材１３をＺ方向に貫通する貫通電極２２と接続されている。貫通電極２２は配線１８とも接続している。したがって、配線１８と内部端子２１とは貫通電極２２により電気的に接続されている。
【００３３】
−Ｘ方向側の第２基材１３には第２基材１３をＺ方向に貫通する貫通電極２３が設置されている。貫通電極２３は貫通電極１７と接続している。第２基材１３の＋Ｚ方向側には第３基材１４が設置されている。−Ｘ方向側の第３基材１４にも第３基材１４をＺ方向に貫通する貫通電極２４が設置されている。貫通電極２４は貫通電極２３と接続している。
【００３４】
第３基材１４の上面には導電性の封止部材２５が設置されている。封止部材２５には導電性の低融点ガラス等を用いることができる。封止部材２５は第３基材１４と蓋部４とを接合し、パッケージ２の内部の気密性を保つ機能を有する。
【００３５】
第１基材１２、第２基材１３、及び第３基材１４の構成材料には、セラミック等が好適に用いられる。セラミックは硬度が高く放熱性が高く、線膨張係数がガラスに近いので温度変化に伴う応力を小さくできる。尚、第１基材１２、第２基材１３、及び第３基材１４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４の構成材料は導通性を有するものであれば良く、例えば、コバール等の金属材料を用いることができる。他にもガラス材料、シリコン材料、セラミック材料等の表面に金属膜を設置して用いることができる。蓋部４が導通性を有することにより、電磁波ノイズの進行を抑制することができる。
【００３６】
パッケージ２の内部では第１基材１２上に接合膜２６を介して支持基板２７が設置されている。支持基板２７上にはセンサー２８が設置され、支持基板２７はセンサー２８を支持する。第１基材１２はパッケージ２の一部であり、支持基板２７はパッケージ２に固定されている。そして、支持基板２７とパッケージ２とが固相接合されている。
【００３７】
固相接合には各種の方法がある。接合する材質や特性に合わせて固相接合の方法を選択するのが好ましい。固相接合は大きく分類すると、圧接、拡散接合、摩擦圧接、超音波接合がある。圧接は熱間圧接と常温圧接とがある。熱間圧接は、接合する部材を加熱する方法であり、ろう付け等が含まれる。常温圧接は室温で強圧して接合する方法である。接合する表面に表面処理を施して接合しやすくしても良い。
【００３８】
拡散接合には高温拡散接合、常温拡散接合及び液相拡散接合がある。高温拡散接合は接合する部材が固体である範囲の温度に加熱して加圧して接合する方法である。常温拡散接合は常温で加圧して接合する方法である。液相拡散接合は接合する部材の間に低融点のアモルファス金属等のインサート部材を挟んでインサート部材のみ加熱して溶融後冷却し固化する方法である。
【００３９】
摩擦圧接では接合する部材を相対運動させて摩擦熱を発生させる。摩擦圧接はこの摩擦熱を用いて部材を接合する方法である。超音波接合は接合する部材に静加圧をかけて超音波振動させる方法である。接合部では発熱により反応層が生成される。
【００４０】
他にも、超高真空接合を用いることができる。超高真空接合は接合する部材の表面をイオンスパッタリング法で清浄化し、加圧せずに接合する方法である。他にも、陽極接合を用いることができる。陽極接合はガラスと金属や半導体材料を接合する技術である。接合する部材を互いに密着させて２００度〜４００度に加熱する。そして、金属や半導体材料側を陽極にして１００Ｖ〜１０００Ｖの電圧を印加して接合する方法である。
【００４１】
他にも、金を含む金属で接合する方法を用いることができる。金は、展性、延性に優れており、接合時に金が潰れることで、密着性良く強固に接合することができる。また、金は化学的に安定であり、経時的な変化が起きにくい材料である。このため、長期間安定した接合をすることができる。
【００４２】
ガラス基板及びセラミックスは酸化物で構成されることから金との密着性は良くない。金との密着性を改善するために接合膜２６を設置し、その接合膜２６上に金膜をつける方法が有効である。接合膜２６はアルミニウム、チタン、タングステン、銅、鉄、ニッケル膜のいずれかを用いることができる。これらの金属を単体で用いても良く、複数の金属を合わせて用いても良い。
【００４３】
詳しくは、第１基材１２の一面に接合膜２６を設置し、接合膜２６の表面に金膜を設置する。さらに、支持基板２７の一面にも接合膜２６を設置し、接合膜２６の表面に金膜を設置する。そして、第１基材１２に設置された金膜と支持基板２７に設置された金膜とを合わせて密着して金膜と金膜とを接合する。金膜と金膜との接合には加熱、加圧等各種の方法を適用することができる。
【００４４】
支持基板２７には、可動イオンであるアルカリ金属イオンを含むガラス材料が用いられている。支持基板２７には、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が用いられている。このように、支持基板２７はガラス基板である。ガラス基板は広い面積の板を容易に製造できるので、多数のセンサー２８を１枚の支持基板上に製造することができる。
【００４５】
パッケージ２の材質はセラミックである。支持基板２７の材料をガラスにしてパッケージ２の材料をセラミックにするとき、支持基板２７とパッケージ２とは線膨張係数が異なる。支持基板２７とパッケージ２とは接合されているので、温度の変化に応じて支持基板２７に反りが生じる。そして、支持基板２７の内部応力が変化する。
【００４６】
支持基板２７とパッケージ２とが樹脂等を成分とする接着剤にて接合されているときには接着剤が経時変化する。このとき、温度変化に対応して変化する支持基板２７の内部応力が経時変化する。一方、慣性センサー装置１では支持基板２７とパッケージ２とが固相接合されているので、温度変化に対応して変化する支持基板２７の内部応力の経時変化が抑制される。従って、慣性センサー装置１はセンサー出力の経時変化を抑制することができる。
【００４７】
詳しくは、支持基板２７とパッケージ２とが接合膜２６を挟んで固相接合されている。支持基板２７とパッケージ２とを接合するのに固相接合で充分な接合力を得られないときがある。このときには、支持基板２７との固相接合に適し、かつ、パッケージ２との固相接合に適した材料を接合膜２６として選定する。そして、支持基板２７とパッケージ２とが接合膜２６を挟んで固相接合されることにより、支持基板２７とパッケージ２とを強固に接合することができる。
【００４８】
支持基板２７はガラス基板であり、パッケージ２の材質はセラミックを含んでいる。接合膜２６は無機系の材料である。無機系の材料は経時変化が少ない。従って、接合状態の経時変化を抑制することができる。そして、接合膜２６の材質は酸化されやすい金属が好ましく、例えば、アルミニウム、チタン、タングステン、銅、鉄、ニッケルを含む金属が好ましい。接合膜２６がアルミニウム、チタン、タングステン、銅、鉄、ニッケルを含むことにより支持基板２７とパッケージ２とを強固に接合することができる。接合膜２６の材質は以上の金属膜以外にも酸化されやすい金属膜を用いることができる。
【００４９】
接合膜２６は厚みが０．１ｎｍ以上１μｍ未満であることが好ましい。接合膜２６の厚みが０．１ｎｍ未満である場合と比較して、支持基板２７を固定する保持力を安定的にすることができる。従って、慣性センサー装置１の温度特性を安定させることができる。さらに、接合膜２６の厚みが１μｍ未満にすることで、慣性センサー装置１の厚みを薄くすることができる。
【００５０】
支持基板２７上にはキャップ部２９が設置されている。キャップ部２９は内部に空洞が設置されており、支持基板２７とキャップ部２９により空洞が密閉された内部空間になる。この内部空間にセンサー２８が設置される。キャップ部２９は、例えば、シリコン基板で形成されている。キャップ部２９と支持基板２７とはガラスフリットを用いて気密に接合されている。また、キャップ部２９には、図示しない封止孔が設けられている。封止孔は、内部空間に窒素ガスを充てんした状態で、例えば溶融させた金ゲルマニウム合金（ＡｕＧｅ）等の、溶融金属を用いて封止されている。
【００５１】
キャップ部２９の上面には接着剤３０を介してＩＣ９が設置されている。接着剤３０はキャップ部２９上にＩＣ９を固定できればよく、特に限定されない。例えば、接着剤３０には半田、銀ペースト、樹脂系接着剤であるダイアタッチ剤等を用いることができる。
【００５２】
ＩＣ９には、例えば、加速度センサー素子８を駆動する駆動回路や、加速度センサー素子８からの信号に基づいてＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各軸方向の加速度を検出する信号処理部や、信号処理部からの信号を所定の信号に変換して出力する出力部等が含まれている。他にも、ＩＣ９には温度を検出する温度センサー部や加速度を示すデータを温度補正する温度補正部が含まれている。また、ＩＣ９は、上面に複数の図示しない電極パッド９ａ及び電極パッド９ｂを有している。各電極パッド９ａがボンディングワイヤー１１を介して第２基材１３の内部端子２１に電気的に接続されている。
【００５３】
加速度センサー素子８では支持基板２７上に接続端子３１が設置され、接続端子３１はセンサー２８と図示しない配線により電気的に接続されている。そして、ＩＣ９上の各電極パッド９ｂがボンディングワイヤー１０を介して加速度センサー素子８の接続端子３１と電気的に接続されている。そして、ＩＣ９は加速度センサー素子８を駆動する。
【００５４】
図３は慣性センサー装置の模式平面図であり、慣性センサー装置１から蓋部４を除去した図である。図３に示すように、支持基板２７に設置された接続端子３１のうち９か所の接続端子３１がボンディングワイヤー１０によりＩＣ９の電極パッド９ｂと接続されている。そして、ＩＣ９に設置された１２か所の電極パッド９ａがボンディングワイヤー１１により第２基材１３の内部端子２１と接続されている。
【００５５】
図４は、慣性センサー装置の機能ブロック図である。図４に示すように、慣性センサー装置１の機能構成として慣性センサー装置１は加速度センサー素子８及びＩＣ９を有している。加速度センサー素子８は、加速度センサーとしてのＸ軸センサー部３２、加速度センサーとしてのＹ軸センサー部３３及び加速度センサーとしてのＺ軸センサー部３４を備えている。Ｘ軸センサー部３２はＸ方向の加速度を検知し、Ｙ軸センサー部３３はＹ方向の加速度を検知する。Ｚ軸センサー部３４はＺ方向の加速度を検知する。Ｘ軸センサー部３２、Ｙ軸センサー部３３及びＺ軸センサー部３４はセンサー２８を構成している。
【００５６】
Ｘ軸センサー部３２及びＹ軸センサー部３３は、Ｘ−Ｙ平面方向の２軸の加速度を検知する。Ｚ軸センサー部３４は、Ｘ−Ｙ平面と直交するＺ方向の加速度を検知する。そして、加速度の変化に伴って変化する静電容量の変化データを示す信号がＸ軸センサー部３２、Ｙ軸センサー部３３及びＺ軸センサー部３４からＩＣ９に送信される。
【００５７】
ＩＣ９は、信号処理部３５及びメモリー３６を備えている。信号処理部３５は加速度センサー素子８から送られた静電容量の変化を示す信号を、加速度データに変換する。静電容量の変化を加速度データに変換するときに用いられる変換テーブルがメモリー３６に記憶されている。そして、信号処理部３５はこの変換テーブルを用いて、静電容量の変化を示す信号を、加速度データに変換する。この加速度データをセンサー検出加速度とする。
【００５８】
他にも、ＩＣ９は温度センサーとしての温度センサー部３７及び補正回路としての温度補正部３８を備えている。温度センサー部３７は慣性センサー装置１の温度の変化に伴って出力が変化する感温素子と、この素子の出力を入力して温度データに変換する演算回路と、を備えている。感温素子には例えば、水晶振動子、サーミスタ、白金測温抵抗体等を用いることができる。水晶振動子は発振周波数の温度特性を利用した温度センサーである。サーミスタ、白金測温抵抗体は抵抗値の温度特性を利用した温度センサーである。温度センサーが出力する信号を温度データに変換するときに用いられる変換テーブルがメモリー３６に記憶されている。そして、温度センサー部３７はこの変換テーブルを用いて、センサーが出力する信号を、温度データに変換する。そして、温度センサー部３７は温度データを出力する。
【００５９】
センサー２８はそれぞれ温度変化に対応して出力が変化する温度特性を有している。さらに、温度変化に対応してパッケージ２と支持基板２７との間で変化する内部応力の影響がセンサー２８に及ぼされる。従って、センサー検出加速度は慣性センサー装置１の温度と対応して変化する。
【００６０】
温度センサー部３７の出力を用いて温度補正部３８はセンサー２８の出力に基づくセンサー検出加速度を補正する。温度センサー部３７の出力は慣性センサー装置１の温度を示す。従って、温度補正部３８は慣性センサー装置１の温度に対応して信号処理部３５の出力を補正する。そして、慣性センサー装置１が所定の温度のときの加速度データである補正後加速度データを温度補正部３８が出力する。
【００６１】
詳しくは、温度補正部３８は信号処理部３５が出力するセンサー検出加速度を入力する。さらに、温度補正部３８は温度センサー部３７が出力する温度データを入力する。メモリー３６にはセンサー検出加速度を補正後加速度データに変換するときに用いられる温度補正変換テーブルが記憶されている。そして、温度補正部３８はこの温度補正変換テーブルを用いて、センサー２８が出力する信号を、補正後加速度データに変換する。そして、温度補正部３８は補正後加速度データを出力する。
【００６２】
慣性センサー装置１は温度センサー部３７及び温度補正部３８を備えている。温度センサー部３７は慣性センサー装置１の温度を検出する。そして、温度補正部３８は温度センサー部３７の出力を用いてセンサー２８の出力を補正する。従って、慣性センサー装置１は温度変化による影響を抑制した補正後加速度データを出力することができる。
【００６３】
他にも、ＩＣ９は出力部４１を備えている。出力部４１は補正後加速度データを所定の信号形式に変換して出力する。例えば、出力部４１は補正後加速度データをシリアル信号に変換して外部機器に出力する。シリアル信号は信号線の本数がパラレル信号より少ないので、配線を設置し易くできる。
【００６４】
図５は加速度センサー素子の構成を示す模式平面図であり、加速度センサー素子８からキャップ部２９を除いた状態を示す。図５に示すように、支持基板２７上にはＸ軸センサー部３２、Ｙ軸センサー部３３及びＺ軸センサー部３４を有するセンサー２８が設置されている。図中センサー２８の可動部分にハッチングが施されている。そして、センサー２８と配線を介して電気的に接続する接続端子３１が−Ｘ側に配列されている。
【００６５】
−Ｘ方向側かつ＋Ｙ方向側にはＹ軸センサー部３３が配置されている。＋Ｙ方向側の３つの接続端子３１がＹ軸センサー部３３と配線を介して電気的に接続されている。−Ｘ方向側かつ−Ｙ方向側にはＸ軸センサー部３２が配置されている。−Ｘ方向の中央側の３つの接続端子３１がＸ軸センサー部３２と配線を介して電気的に接続されている。＋Ｘ方向側かつ＋Ｙ方向側にはＺ軸センサー部３４が配置されている。−Ｘ方向の−Ｙ方向側の３つの接続端子３１がＺ軸センサー部３４と配線を介して電気的に接続されている。
【００６６】
図６はＺ軸センサー部の構造を示す模式平面図である。図７はＺ軸センサー部の構造を示す模式側断面図である。図６及び図７に示すように、Ｚ軸センサー部３４が設置されている場所では支持基板２７に凹部４２が設置されている。凹部４２の中央の＋Ｙ方向側には＋Ｚ方向に突出する第１支持部４２ａが設置されている。凹部４２には第１支持部４２ａの−Ｙ方向側に第１固定電極４３が設置されている。そして、第１支持部４２ａの＋Ｙ方向側に第２固定電極４４が設置されている。
【００６７】
凹部４２の＋Ｚ方向側には可動板４５が設置されている。可動板４５には第１支持部４２ａと接続する接続部４５ａが設置されている。接続部４５ａの＋Ｘ方向側及び−Ｘ方向側には梁状のトーションバー４５ｂが設置されている。可動板４５はトーションバー４５ｂを軸にして回転可能になっている。
【００６８】
可動板４５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いる。従って、可動板４５には導電性がある。そして、第１固定電極４３、第２固定電極４４及び可動板４５は配線を介して接続端子３１と電気的に接続されている。
【００６９】
可動板４５はトーションバー４５ｂの−Ｙ方向側が＋Ｙ方向側より大きく重くなっている。可動板４５に−Ｚ方向に加速度が加わるとき、可動板４５は第１固定電極４３と接近し、第２固定電極４４と離れる。そして、第１固定電極４３と可動板４５との間の電気容量及び第２固定電極４４と可動板４５との間の電気容量を検出することにより、可動板４５の傾きが検出できる。
【００７０】
可動板４５の傾きは可動板４５に加わる加速度と相関がある。従って、信号処理部３５は第１固定電極４３と可動板４５との間の電気容量及び第２固定電極４４と可動板４５との間の電気容量を検出することにより、可動板４５に加わるＺ方向の加速度を検出する。可動板４５に加わる加速度は加速度センサー素子８に加わる加速度と同じである。従って、Ｚ軸センサー部３４は加速度センサー素子８に加わる加速度のうちＺ方向成分を検出する。
【００７１】
支持基板２７の内部応力は第１支持部４２ａ、接続部４５ａを経てトーションバー４５ｂに伝わる。トーションバー４５ｂの内部応力が変化するとき、トーションバー４５ｂのばね定数が変化する。そして、Ｚ方向の加速度の変化に応じて可動板４５の傾きが変化する。従って、支持基板２７の内部応力はＺ軸センサー部３４が出力するＺ方向成分の加速度に影響を与える。
【００７２】
図８はＹ軸センサー部の構造を示す模式平面図である。図９はＹ軸センサー部の構造を示す模式側面図である。Ｘ軸センサー部３２とＹ軸センサー部３３とは同様の構造であり、同様の動作をする。従って、Ｙ軸センサー部３３の構造及び動作の説明をしてＸ軸センサー部３２の説明を省略する。
【００７３】
図８及び図９に示すように、Ｙ軸センサー部３３が設置されている場所では支持基板２７に第２支持部４６及び第３支持部４７が設置されている。第２支持部４６はＹ軸センサー部３３の＋Ｙ方向側に位置し、第３支持部４７はＹ軸センサー部３３の−Ｙ方向側に位置している。
【００７４】
さらに、Ｙ方向において第２支持部４６と第３支持部４７との間には４つの第１電極支持部４８と４つの第２電極支持部４９が設置されている。そして、第１電極支持部４８上には第３固定電極５０が設置され、第２電極支持部４９上には第４固定電極５１が設置されている。従って、第３固定電極５０及び第４固定電極５１はそれぞれ４つ設置されている。
【００７５】
第３固定電極５０及び第４固定電極５１のそれぞれ２つは第２支持部４６及び第３支持部４７の＋Ｘ方向側に設置されている。第３固定電極５０及び第４固定電極５１の他の２つは第２支持部４６及び第３支持部４７の−Ｘ方向側に設置されている。そして、Ｙ方向において、第３固定電極５０と第４固定電極５１とが交互に配置されている。詳しくは、＋Ｙ方向側から−Ｙ方向側に向かって、第３固定電極５０、第４固定電極５１、第３固定電極５０、第４固定電極５１の順に配列されている。
【００７６】
第２支持部４６及び第３支持部４７上にはＹ軸可動板５２が設置されている。Ｙ軸可動板５２の＋Ｙ方向側の端は第２支持部４６と接続する第２接続部５２ａになっている。Ｙ軸可動板５２の−Ｙ方向側の端は第３支持部４７と接続する第３接続部５２ｂになっている。Ｙ軸可動板５２は第２接続部５２ａ及び第３接続部５２ｂが支持基板２７に固定されている。
【００７７】
Ｙ軸可動板５２は第２伸縮部５２ｃ、電極部５２ｄ、第３伸縮部５２ｅの３つの部分で構成されている。第２伸縮部５２ｃは第２接続部５２ａ側に位置してＹ方向に伸縮しやすい形状になっている。第３伸縮部５２ｅは第３接続部５２ｂ側に位置してＹ方向に伸縮しやすい形状になっている。電極部５２ｄは第２伸縮部５２ｃと第３伸縮部５２ｅとの間に位置する。電極部５２ｄは伸縮しない。
【００７８】
電極部５２ｄには＋Ｘ方向及び−Ｘ方向に伸びる第３可動電極５２ｆ及び第４可動電極５２ｇが設置されている。電極部５２ｄにおいて第３可動電極５２ｆは第２接続部５２ａ側に位置し、第４可動電極５２ｇは第３接続部５２ｂ側に位置している。そして、第３可動電極５２ｆ及び第４可動電極５２ｇはそれぞれ、第３固定電極５０と第４固定電極５１との間に位置している。
【００７９】
Ｙ軸可動板５２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いる。従って、Ｙ軸可動板５２には導電性がある。第３可動電極５２ｆ及び第４可動電極５２ｇはＹ軸可動板５２の一部なので、導電性がある。そして、第３固定電極５０、第４固定電極５１及びＹ軸可動板５２は配線を介して接続端子３１と電気的に接続されている。
【００８０】
Ｙ軸可動板５２に−Ｙ方向の加速度が加わるとき、第２伸縮部５２ｃがＹ方向に伸びる。そして、第３伸縮部５２ｅがＹ方向に収縮する。第３可動電極５２ｆ及び第４可動電極５２ｇは第４固定電極５１に接近して第３固定電極５０から離れる。そして、第３固定電極５０とＹ軸可動板５２との間の電気容量及び第４固定電極５１とＹ軸可動板５２との間の電気容量を検出することにより、Ｙ軸可動板５２の移動量が検出できる。
【００８１】
Ｙ軸可動板５２の移動量はＹ軸可動板５２に加わる加速度と相関がある。従って、信号処理部３５は第３固定電極５０とＹ軸可動板５２との間の電気容量及び第４固定電極５１とＹ軸可動板５２との間の電気容量を検出することにより、Ｙ軸可動板５２に加わるＹ方向の加速度を検出する。Ｙ軸可動板５２に加わる加速度は加速度センサー素子８に加わる加速度と同じである。従って、Ｙ軸センサー部３３は加速度センサー素子８に加わる加速度のうちＹ方向成分を検出する。同様に、Ｘ軸センサー部３２は加速度センサー素子８に加わる加速度のうちＸ方向成分を検出する。
【００８２】
支持基板２７の内部応力は第２支持部４６及び第３支持部４７を経てＹ軸可動板５２に伝わる。Ｙ軸可動板５２の内部応力が変化するとき、第２伸縮部５２ｃ及び第３伸縮部５２ｅのばね定数が変化する。そして、Ｙ方向に加速度に対するＹ軸可動板５２の移動量が変化する。従って、支持基板２７の内部応力はＹ軸センサー部３３が出力するＹ方向成分の加速度に影響を与える。同様に、支持基板２７の内部応力はＸ軸センサー部３２が出力するＸ方向成分の加速度に影響を与える。
【００８３】
このように、センサー２８は加速度センサーを備える。加速度センサーは支持基板２７の内部応力の影響を受けて出力が変化する。従って、温度変化に応じて支持基板２７の内部応力が変化するのでセンサー２８の出力が変化する。このときにも、温度変化によるセンサー２８の出力変化は経時変化が抑制されるので、温度変化に対応した補正を行うことにより慣性センサー装置１は長期信頼性を有することができる。
【００８４】
図１０は慣性センサー装置が加速度を検出する方法を示すフローチャートである。図１０に示すように、ステップＳ１はセンサー出力取得工程である。この工程は、加速度の変化に伴って変化する静電容量の変化データを示す信号をＸ軸センサー部３２、Ｙ軸センサー部３３及びＺ軸センサー部３４がＩＣ９に送信する。そして、信号処理部３５が加速度センサー素子８から送られた静電容量の変化を示す信号を、加速度データに変換する工程である。次にステップＳ２に移行する。
【００８５】
ステップＳ２は温度補正工程である。この工程は、温度補正部３８が慣性センサー装置１の温度に対応して信号処理部３５の出力を補正する工程である。次にステップＳ３に移行する。ステップＳ３は出力工程である。この工程は、出力部４１が補正後加速度データを所定の信号形式に変換して出力する工程である。以上の工程により慣性センサー装置１が加速度を検出する工程を終了する。
【００８６】
図１１は慣性センサー装置が加速度を検出する方法を説明するための図である。次に、図１１を用いて、図１０に示したステップＳ２の温度補正工程を詳細に説明する。図１１はステップＳ２の温度補正工程に対応する図である。図１１に示すグラフは慣性センサー装置１の各温度におけるセンサー検出加速度と補正後加速度データを示す。このグラフが示すデータは変換テーブルとしてメモリー３６に記憶されている。
【００８７】
グラフの横軸はセンサー検出加速度を示し、図中右側は左側より高い加速度になっている。グラフの縦軸は補正後加速度データを示し、図中上側は下側より高い加速度になっている。そして、変換線５３はセンサー検出加速度と補正後加速度との関係を示している。温度センサー部３７が出力する温度データに対応して変換線５３は複数の線により構成されている。第１変換線５３ａから第７変換線５３ｇは温度センサー部３７が出力する温度が１８度から２４度の各温度における変換線５３となっている。
【００８８】
各変換線５３は予め測定して算出されたデータ表を線として表した物である。測定では慣性センサー装置１に加速度を加えてセンサー２８が出力するセンサー検出加速度のデータを取得する。そして、センサー検出加速度と慣性センサー装置１に加えられた加速度の相関図を作成して最少二乗法にて近似式を得た物である。つまり、単回帰分析を行っている。そして、得られた近似式が変換線５３を示している。
【００８９】
図を見やすくするために変換線５３は１度毎の線になっているが、さらに、細かく設定してもよい。例えば、変換線５３は０．１度毎に設定しても良く、０．５度毎に設定しても良い。第４変換線５３ｄは温度センサー部３７が出力する温度が２１度における変換線５３である。例えば、温度センサー部３７が出力する温度が２１度を示すときには第４変換線５３ｄを用いてセンサー検出加速度のデータを補正後加速度に変換する。
【００９０】
信号処理部３５が出力するセンサー検出加速度を第１速度５４とする。温度センサー部３７が出力する温度を２１度とする。このとき、第４変換線５３ｄを用いて算出した補正後加速度が第２速度５５となる。温度補正部３８は第２速度５５を補正後加速度データとして出力する。そして、次に、ステップＳ３の出力工程が行われる。
【００９１】
次に上述した慣性センサー装置１の製造方法について図１２〜図１６にて説明する。図１２は、慣性センサー装置の製造方法のフローチャートであり、図１３〜図１６は慣性センサー装置の製造方法を説明するための模式図である。図１２のフローチャートにおいて、ステップＳ１１はベース部形成工程に相当し、ベース部３を形成する工程である。次にステップＳ１２に移行する。ステップＳ１２は、センサー形成工程である。この工程は、センサー２８を備えた構造物７を形成する工程である。次にステップＳ１３に移行する。ステップＳ１３はセンサー設置工程である。この工程は、センサー２８を有する構造物７をベース部３の内部に設置してボンディングワイヤー１０及びボンディングワイヤー１１を配線する工程である。次にステップＳ１４に移行する。ステップＳ１４は蓋部設置工程である。この工程は、ベース部３上に蓋部４を設置する工程である。以上の工程により慣性センサー装置１が完成する。
【００９２】
次に、図１３〜図１６を用いて、図１２に示したステップと対応させて、製造方法を詳細に説明する。
図１３はステップＳ１１のベース部形成工程に対応する図である。図１３に示すように、ベース部３を形成する。
【００９３】
まず、第１基材１２を用意する。複数の基板を積層して第１基材１２が形成される。積層された複数の基板には配線１８等の配線パターン、外部端子１５及び外部端子１６が設置されている。配線パターンを設置する方法には公知の方法を用いることができる。まず、スパッタ法や蒸着法、ＣＶＤ法等を用いて金属膜を形成する。そして、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングする。続いて、複数の基板を接合して積層する。
【００９４】
次に、第１基材１２に重ねて第２基材１３を接合し、さらに、第２基材１３に重ねて第３基材１４を接合する。第２基材１３及び第３基材１４もフォトリソグラフィ法を用いて形成される。第２基材１３には予め、貫通電極２２及び内部端子２１を設置しておく。また、第１基材１２、第２基材１３及び第３基材１４を接合した後で、貫通電極１７、貫通電極２３及び貫通電極２４を設置する。尚、貫通電極１７、貫通電極２３及び貫通電極２４は各部材の加工工程で設置しても良い。
【００９５】
図１４はステップＳ１２のセンサー形成工程に対応する図である。図１４に示すように、ステップＳ１２において、支持基板２７を用意する。支持基板２７上には接続端子３１や各種の配線パターンが設置されている。さらに、支持基板２７には接続端子３１の反対側の面に接合膜２６が成膜されている。接合膜２６はアルミニウム、チタン、タングステン、銅、鉄、ニッケルを含む膜であり、スパッタ法や蒸着法、ＣＶＤ法等を用いて成膜されている。配線パターンを設置する方法は公知の方法を用いることができる。まず、スパッタ法や蒸着法、ＣＶＤ法等を用いて金属膜を形成する。そして、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングする。
【００９６】
次に、支持基板２７上にセンサー２８を設置する。センサー２８もフォトリソグラフィ法を用いて形成される。尚、センサー２８の製造方法も公知であり詳細の説明を省略する。センサー２８は支持基板２７に固相接合される。本実施形態では、例えば、固相接合の１種類である陽極接合が用いられている。固相接合により接合部が経時変化することが抑制される。尚、支持基板２７をチップ状にした後で支持基板２７上にセンサー２８を設置しても良い。また、大判の支持基板２７上にセンサー２８を設置した後で、支持基板２７をチップ状に分割しても良い。製造し易い方法を選択することができる。
【００９７】
センサー２８を覆ってキャップ部２９が設置される。キャップ部２９と支持基板２７とはガラスフリットを用いて気密に接合される。キャップ部２９の上には接着剤３０によりＩＣ９が接着固定される。尚、接着剤３０には、樹脂系接着剤であるダイアタッチ剤等が用いられている。
【００９８】
図１５はステップＳ１３のセンサー設置工程に対応する図である。図１５に示すように、ステップＳ１３において、第１基材１２上に接合膜２６を介して支持基板２７を固相接合する。本実施形態では、例えば、固相接合に陽極接合が用いられている。尚、接合膜２６は支持基板２７でなく第１基材１２に設置されても良い。また、接合膜２６がなくても固相接合ができるときには接合膜２６の設置を省略しても良い。
【００９９】
次に、電極パッド９ｂと接続端子３１との間をボンディングワイヤー１０で接続する。さらに、電極パッド９ａと内部端子２１との間をボンディングワイヤー１１で接続する。ボンディングワイヤー１０及びボンディングワイヤー１１による接続には公知のワイヤーボンディング法を用いる。
【０１００】
図１６はステップＳ１４の蓋部設置工程に対応する図である。図１６に示すように、ステップＳ１４において、加速度センサー素子８が設置されたベース部３を真空チャンバー内に設置する。そして、第３基材１４上に導電性の低融点ガラスを設置する。次に、導電性の低融点ガラス上に蓋部４を設置する。そして、真空チャンバー内を減圧する。次に、導電性の低融点ガラスを加熱し溶融した後で冷却して導電性の低融点ガラスを固化する。その結果、導電性の低融点ガラスが封止部材２５となる。そして、封止部材２５によりパッケージ２が封止される。以上の工程により慣性センサー装置１が完成する。
【０１０１】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、慣性センサー装置１は支持基板２７及びパッケージ２を備えている。支持基板２７はセンサー２８を支持している。そして、支持基板２７とパッケージ２とが固相接合されている。支持基板２７の内部応力が変化するとき、センサー２８は支持基板２７の内部応力の影響をうけるのでセンサー２８の出力が変化する。
【０１０２】
支持基板２７の材質はセンサー２８の製造上の理由により選定され、パッケージ２は耐環境性の理由により選定される。そのため、支持基板２７の材質とパッケージ２の材質とは異なることがある。このとき、支持基板２７とパッケージ２とは線膨張係数が異なる。支持基板２７とパッケージ２とは接合されているので、温度の変化に応じて支持基板２７に反りが生じる。そして、支持基板２７の内部応力が変化する。
【０１０３】
支持基板２７とパッケージ２とが接着剤にて接合されているときには接着剤が経時変化するので、温度変化に対応して変化する支持基板２７の内部応力も経時変化する。一方、支持基板２７とパッケージ２とが固相接合されているときには、温度変化に対応して変化する支持基板２７の内部応力の経時変化が抑制される。従って、慣性センサー装置１はセンサー出力の経時変化を抑制することができる。
【０１０４】
（２）本実施形態によれば、支持基板２７とパッケージ２とが接合膜２６を挟んで固相接合されている。支持基板２７とパッケージ２とを接合するのに固相接合で充分な接合力を得られないときがある。このときには、支持基板２７との固相接合に適し、かつ、パッケージ２との固相接合に適した材料を接合膜２６として選定する。そして、支持基板２７とパッケージ２とが接合膜２６を挟んで固相接合されることにより、支持基板２７とパッケージ２とを強固に接合することができる。
【０１０５】
（３）本実施形態によれば、支持基板２７はガラス基板である。ガラス基板は広い面積の板を容易に製造できるので、多数のセンサーを１枚の支持基板上に製造することができる。パッケージ２の材質はセラミックである。セラミックは硬度が高く放熱性が高く、線膨張係数がガラスに近いので温度変化に伴う応力を小さくできる。接合膜２６はアルミニウム、チタン、タングステン、銅、鉄、ニッケルを含んでいる。接合膜２６がアルミニウム、チタン、タングステン、銅、鉄、ニッケルを含むことにより支持基板２７とパッケージ２とを強固に接合することができる。
【０１０６】
（４）本実施形態によれば、センサー２８には加速度センサーが適用されている。加速度センサーは支持基板２７の内部応力の影響を受けて出力が変化する。従って、温度変化に応じてセンサー２８の出力が変化する。このときにも、温度変化による出力変化は経時変化が抑制されるので、温度変化に対応した補正を行うことにより慣性センサー装置１は長期信頼性を有することができる。
【０１０７】
（５）本実施形態によれば、慣性センサー装置１は、温度センサー部３７及び温度補正部３８を備えている。温度センサー部３７は慣性センサー装置１の温度を検出する。そして、温度補正部３８は温度センサー部３７の出力を用いてセンサー２８の出力を補正する。従って、慣性センサー装置１は温度変化による影響を抑制したセンサー２８の出力を用いることができる。
【０１０８】
（５）本実施形態によれば、支持基板２７とパッケージ２との接合方法に金を含む金属を用いて固相接合する方法が含まれている。金は、展性、延性に優れており、接合時に金が潰れることで、密着性良く強固に接合することができる。
【０１０９】
（第２の実施形態）
次に、慣性センサー装置の一実施形態について図１７〜図１９を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、図２に示したセンサー２８がジャイロセンサーである点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１１０】
図１７は、慣性センサー装置の構造を示す模式側断面図である。すなわち、本実施形態では、図１７に示すように、電子デバイスとしての慣性センサー装置５８はパッケージ２の内部にジャイロセンサー素子５９が設置されている。ジャイロセンサー素子５９では支持基板２７上にジャイロセンサーとしてのセンサー６０が設置されている。そして、ベース部３と支持基板２７とが接合膜２６を介して固相接合されている。このように、センサー６０はジャイロセンサーを備えている。
【０１１１】
図１８はジャイロセンサーの構成を示す模式平面図であり、ジャイロセンサー素子５９からキャップ部２９を除いた状態を示す。図１９はジャイロセンサーの構成を示す模式側面図である。図１８及び図１９に示すように、支持基板２７上にはセンサー６０が設置されている。支持基板２７は四角形であり、支持基板２７の隣合う２辺が伸びる方向をＸ方向及びＹ方向とする。そして、支持基板２７の厚み方向をＺ方向とする。Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向が示す方向は第１の実施形態と同じになっている。
【０１１２】
センサー６０の材質は、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電材料で構成することができる。これらの中でも、センサー６０の材質は水晶で構成するのが好ましい。これにより、センサー６０は優れた振動特性を発揮することができる。振動特性は周波数特性ともいう。
【０１１３】
支持基板２７上には６つの接続パッド６１及び６つの接続端子３１が設置されている。そして、接続パッド６１は配線３１ａにより接続端子３１と電気的に接続されている。センサー６０には支持基板２７を向く側に信号端子６２が設置されている。そして、接続パッド６１と信号端子６２とが導電性固定部６３にて接続されている。導電性固定部６３はセンサー６０を支持するとともに、接続パッド６１と信号端子６２との間で電気信号を伝導する。接続端子３１、接続パッド６１及び信号端子６２は導電性のある金属が用いられている。本実施形態では、例えば、この金属にアルミニウムが用いられている。導電性固定部６３には半田が用いられている。
【０１１４】
センサー６０は＋Ｙ方向側に第１支持部６４を備え、−Ｙ方向側に第２支持部６５を備えている。第１支持部６４及び第２支持部６５はＸ方向に長い長方形であり、導電性固定部６３により支持基板２７に固定されている。支持基板２７とセンサー６０とは導電性固定部６３及び接続パッド６１の厚み分離れている。
【０１１５】
Ｙ方向において第１支持部６４と第２支持部６５との中間には基部６６が設置されている。基部６６は４本の連結梁６７により支持されている。基部６６の＋Ｙ方向側には第１検出信号腕６８が＋Ｙ方向に突出するように設置されている。第１検出信号腕６８は先端が四角形になっており、四角形の部分と基部６６との間は梁になっている。従って、第１検出信号腕６８は先端が重い片持ち梁の形態であり、先端が揺れやすくなっている。
【０１１６】
基部６６の−Ｙ方向側には第２検出信号腕６９が−Ｙ方向に突出するように設置されている。第２検出信号腕６９は先端が四角形になっており、四角形の部分と基部６６との間は梁になっている。従って、第２検出信号腕６９は先端が重い片持ち梁の形態であり、先端が揺れやすくなっている。
【０１１７】
基部６６の＋Ｘ方向側には第１連結腕７０が設置されている。第１連結腕７０は＋Ｘ方向に伸びる梁になっている。第１連結腕７０の＋Ｙ方向側には第１駆動振動腕７１が＋Ｙ方向に突出するように設置されている。第１駆動振動腕７１は先端が四角形になっており、四角形の部分と第１連結腕７０との間は梁になっている。従って、第１駆動振動腕７１は先端が重い片持ち梁の形態であり、先端が揺れやすくなっている。
【０１１８】
第１連結腕７０の−Ｙ方向側には第２駆動振動腕７２が−Ｙ方向に突出するように設置されている。第２駆動振動腕７２は先端が四角形になっており、四角形の部分と第１連結腕７０との間は梁になっている。従って、第２駆動振動腕７２は先端が重い片持ち梁の形態であり、先端が揺れやすくなっている。
【０１１９】
基部６６の−Ｘ方向側には第２連結腕７３が設置されている。第２連結腕７３は−Ｘ方向に伸びる梁になっている。第２連結腕７３の＋Ｙ方向側には第３駆動振動腕７４が＋Ｙ方向に突出するように設置されている。第３駆動振動腕７４は先端が四角形になっており、四角形の部分と第２連結腕７３との間は梁になっている。従って、第３駆動振動腕７４は先端が重い片持ち梁の形態であり、先端が揺れやすくなっている。
【０１２０】
第２連結腕７３の−Ｙ方向側には第４駆動振動腕７５が−Ｙ方向に突出するように設置されている。第４駆動振動腕７５は先端が四角形になっており、四角形の部分と第２連結腕７３との間は梁になっている。従って、第４駆動振動腕７５は先端が重い片持ち梁の形態であり、先端が揺れやすくなっている。図中センサー６０の可動部分にはハッチングが施されている。
【０１２１】
第１駆動振動腕７１〜第４駆動振動腕７５には梁の部分に図示しない駆動信号電極及び駆動接地電極が設置されている。さらに、第１検出信号腕６８及び第２検出信号腕６９にも梁の部分に図示しない検出信号電極及び検出接地電極が設置されている。そして、駆動信号電極と駆動接地電極との間に電界が生じると、第１駆動振動腕７１〜第４駆動振動腕７５がＸ方向に屈曲振動を行う。この屈曲振動を行っている状態にて、センサー６０にＺ軸まわりに角速度が加わると、Ｙ方向の振動が発生する。即ち、第１駆動振動腕７１〜第４駆動振動腕７５、第１連結腕７０及び第２連結腕７３にＹ方向のコリオリの力が働く。このＹ方向の振動に呼応して、第１検出信号腕６８及び第２検出信号腕６９のＸ方向の検出振動が励起される。そして、この振動により第１検出信号腕６８及び第２検出信号腕６９に歪みが生じる。そして、検出信号電極と検出接地電極との間に電圧が生じる。この電圧を検出することにより角速度を求めることができる。
【０１２２】
支持基板２７の内部応力は導電性固定部６３、第１支持部６４及び第２支持部６５を経て連結梁６７に伝わる。連結梁６７の内部応力が変化するとき、連結梁６７のばね定数が変化する。そして、Ｚ軸まわりの角速度に対する第１検出信号腕６８及び第２検出信号腕６９の振動が変化する。従って、支持基板２７の内部応力はジャイロセンサー素子５９が出力するＺ軸まわりの角速度に影響を与える。
【０１２３】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、センサー６０にはジャイロセンサーが適用されている。そして、ベース部３とジャイロセンサー素子５９とは接合膜２６を介して固相接合されている。センサー６０は支持基板２７の内部応力の影響を受けて出力が変化する。従って、温度変化に応じてセンサー６０の出力が変化する。このときにも、温度変化による出力変化は経時変化が抑制されるので、温度変化に対応した補正を行うことにより慣性センサー装置５８は長期信頼性を有することができる。
【０１２４】
（第３の実施形態）
次に、慣性センサー装置を備えた電子機器について図２０〜図２２を用いて説明する。さらに、慣性センサー装置を備えた移動体について図２３を用いて説明する。本実施形態にて説明する電子機器及び移動体は第１の実施形態の慣性センサー装置１を備えている。
【０１２５】
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２０はモバイル型のパーソナルコンピューターの構造を示す概略斜視図である。
【０１２６】
図２０に示す、パーソナルコンピューター８０は、キーボード８１を備えた本体部８２と、表示部８３を備えた表示ユニット８４とにより構成され、表示ユニット８４は、本体部８２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。パーソナルコンピューター８０は、内部に加速度センサーとして機能する慣性センサー装置１を備えている。そして、慣性センサー装置１の検出データに基づいて制御部８５が、例えば、姿勢制御等の制御を行なうことができる。
【０１２７】
パーソナルコンピューター８０は上記に記載の慣性センサー装置１を備えている。そして、上記の慣性センサー装置１の出力は温度変化の経時変化が抑制されている。従って、パーソナルコンピューター８０は温度変化の経時変化が抑制された慣性センサー装置１の出力を利用することができる。そして、慣性センサー装置１は、温度センサー部３７及び温度補正部３８を備えている。従って、パーソナルコンピューター８０は温度変化による影響を抑制した慣性センサー装置１の出力を用いることができる。
【０１２８】
次に、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２１はスマートフォンの構成を示す概略斜視図である。
【０１２９】
図２１において、スマートフォン８８は内部に加速度センサーとして機能する慣性センサー装置１を備えている。慣性センサー装置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８８の制御部８９に送信される。制御部８９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８８の姿勢や、挙動を認識して、表示部９０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８８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、振動等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。
【０１３０】
スマートフォン８８は上記に記載の慣性センサー装置１を備えている。そして、上記の慣性センサー装置１の出力は温度変化の経時変化が抑制されている。従って、スマートフォン８８は温度変化の経時変化が抑制された慣性センサー装置１の出力を利用することができる。そして、慣性センサー装置１は、温度センサー部３７及び温度補正部３８を備えている。従って、スマートフォン８８は温度変化による影響を抑制した慣性センサー装置１の出力を用いることができる。
【０１３１】
次に、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２２はディジタルスチールカメラの構成を示す概略斜視図である。
【０１３２】
図２２において、ディジタルスチールカメラ９３のケース９４の背面には、表示部９５が設けられ、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ）による撮像信号に基づいて表示を行う構成になっている。表示部９５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９４の正面側（図中裏面側）には、撮像光学系を構成する光学レンズやＣＣＤ等を含む受光ユニット９６が設けられている。
【０１３３】
撮影者が表示部９５に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン９７を押下する。その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー９８に転送・格納される。また、このディジタルスチールカメラ９３では、ケース９４の側面に、ビデオ信号出力端子９９と、データ通信用の入出力端子１００とが設けられている。そして、ビデオ信号出力端子９９にはテレビモニター１０１が、データ通信用の入出力端子１００にはパーソナルコンピューター１０２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９８に格納された撮像信号が、テレビモニター１０１や、パーソナルコンピューター１０２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９３は、内部に加速度センサーとして機能する慣性センサー装置１を備えている。慣性センサー装置１の検出データに基づいて制御部１０３が、例えば手振れ補正等の制御を行なうことができる。
【０１３４】
ディジタルスチールカメラ９３は上記に記載の慣性センサー装置１を備えている。そして、上記の慣性センサー装置１の出力は温度変化の経時変化が抑制されている。従って、ディジタルスチールカメラ９３は温度変化の経時変化が抑制された慣性センサー装置１の出力を利用することができる。そして、慣性センサー装置１は、温度センサー部３７及び温度補正部３８を備えている。従って、ディジタルスチールカメラ９３は温度変化による影響を抑制した慣性センサー装置１の出力を用いることができる。
【０１３５】
尚、慣性センサー装置１を備える電子機器は、パーソナルコンピューター８０、スマートフォン８８、ディジタルスチールカメラ９３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等に適用することができる。
【０１３６】
他にも、慣性センサー装置１を備える電子機器はページャー、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）等に適用することができる。
【０１３７】
他にも、慣性センサー装置１を備える電子機器は魚群探知機、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等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。
【０１３８】
次に、慣性センサー装置１を用いた移動体について説明する。図２３は自動車の構成を示す概略斜視図である。
【０１３９】
図２３に示すように、移動体としての自動車１０６には慣性センサー装置１が内蔵されている。例えば、慣性センサー装置１によって車体１０７の姿勢を検出することができる。慣性センサー装置１の検出信号は、姿勢制御部としての車体姿勢制御装置１０８に供給され、車体姿勢制御装置１０８は、その信号に基づいて車体１０７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１０９のブレーキを制御したりすることができる。また、慣性センサー装置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）、に適用できる。
【０１４０】
他にも、慣性センサー装置１はエアバック、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。
【０１４１】
また、移動体に適用される慣性センサー装置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等の姿勢制御、ラジコン飛行機、ラジコンヘリコプター、及びドローン等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）等の姿勢制御において利用することができる。
【０１４２】
このような移動体は、上記に記載の慣性センサー装置１を備えている。そして、上記の慣性センサー装置１の出力は温度変化の経時変化が抑制されている。従って、移動体は温度変化の経時変化が抑制された慣性センサー装置１の出力を利用することができる。そして、慣性センサー装置１は、温度センサー部３７及び温度補正部３８を備えている。従って、移動体は温度変化による影響を抑制した慣性センサー装置１の出力を用いることができる。
【０１４３】
以上、慣性センサー装置１、慣性センサー装置５８、電子機器、及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。
【０１４４】
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記第１の実施形態では、Ｘ軸センサー部３２、Ｙ軸センサー部３３及びＺ軸センサー部３４の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、１つまたは２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、慣性センサー装置１に加速度センサー素子８を用いているが、加速度センサー素子８に限定されず、例えば、圧力センサー素子であってもよい。また、例えば、複数の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。
【０１４５】
（変形例２）
前記第１の実施形態では、慣性センサー装置１は加速度センサー素子８を備えていた。前記第２の実施形態では、慣性センサー装置５８はジャイロセンサー素子５９を備えていた。慣性センサー装置は加速度センサー素子８及びジャイロセンサー素子５９を備える構成にしても良い。加速度及び角速度を検出することができる。
【０１４６】
（変形例３）
前記第２の実施形態では慣性センサー装置５８に１つのジャイロセンサー素子５９が設置されていた。慣性センサー装置５８には２つ以上のジャイロセンサー素子５９を設置しても良い。複数の方向を軸とする角速度を検出することができる。
【０１４７】
（変形例４）
前記第３の実施形態では、パーソナルコンピューター８０、スマートフォン８８、ディジタルスチールカメラ９３及び自動車１０６は加速度を検出する慣性センサー装置１を備えていた。また、パーソナルコンピューター８０、スマートフォン８８、ディジタルスチールカメラ９３及び自動車１０６は角速度を検出する慣性センサー装置５８を備えていても良い。角速度のデータを用いて各種の制御を行うことができる。さらに、パーソナルコンピューター８０、スマートフォン８８、ディジタルスチールカメラ９３及び自動車１０６は慣性センサー装置１及び慣性センサー装置５８を備えていても良い。加速度に加えて角速度のデータを用いて各種の制御を行うことができる。
【符号の説明】
【０１４８】
１，５８…電子デバイスとしての慣性センサー装置、２…パッケージ、２６…接合膜、２７…支持基板、２８…センサー、３２…加速度センサーとしてのＸ軸センサー部、３３…加速度センサーとしてのＹ軸センサー部、３４…加速度センサーとしてのＺ軸センサー部、３７…温度センサーとしての温度センサー部、３８…補正回路としての温度補正部、６０…ジャイロセンサーとしてのセンサー、１０６…移動体としての自動車。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【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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