(57)【要約】【課題】振動素子を安定して動作させるためにキャビティー内を脱気するための貫通孔を封止する際に、封止材の飛散、拡散を振動素子に付着させない物理量検出の振動子を得ることを目的とする。【解決手段】基体と、蓋体と、前記基体と、前記蓋体と、により構成されるキャビティー内に収納される機能素子と、を備え、前記蓋体には、前記蓋体を貫通する封止孔と、前記封止孔を気密封止する封止部材と、を備え、前記機能素子および前記蓋体の平面視において、前記蓋体の前記キャビティー側の面における前記封止孔の第１開口の領域の少なくとも一部と重なる受容開口の領域を備える拡散物遮蔽部が、前記機能素子に備えられている振動子。【選択図】図２
2015081774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、
蓋体と、
前記基体と、前記蓋体と、により構成されるキャビティー内に収納される機能素子と、を備え、
前記蓋体には、前記蓋体を貫通する封止孔と、前記封止孔を気密封止する封止部材と、を備え、
前記機能素子および前記蓋体の平面視において、前記蓋体の前記キャビティー側の面における前記封止孔の第１開口の領域の少なくとも一部と重なる受容開口の領域を備える拡散物遮蔽部が、前記機能素子に備えられている、
ことを特徴とする振動子。
【請求項２】
前記拡散物遮蔽部は、
前記機能素子に形成された貫通部と、前記基体の前記機能素子が載置される基体主面と、により形成される貫通凹部、である、
ことを特徴とする請求項１に記載の振動子。
【請求項３】
前記拡散物遮蔽部は、
前記蓋体に対向する前記機能素子の主面に形成された素子凹部、である、
ことを特徴とする請求項１に記載の振動子。
【請求項４】
基体と、
蓋体と、
前記基体と、前記蓋体と、により構成されるキャビティー内に収納される機能素子と、を備え、
前記蓋体には、前記蓋体を貫通する封止孔と、前記封止孔を気密封止する封止部材と、を備え、
前記機能素子および前記蓋体の平面視において、前記蓋体の前記キャビティー側の面における前記封止孔の第１開口の領域の少なくとも一部と重なる受容開口の領域を備える拡散物遮蔽部が、前記基体の前記主面上に形成され、
前記拡散物遮蔽部と、前記機能素子と、は同じ材料である、
ことを特徴とする振動子。
【請求項５】
前記拡散物遮蔽部は、
貫通部と、前記基体の前記機能素子が載置される基体主面と、により形成される貫通凹部、を備えている、
ことを特徴とする請求項４に記載の振動子。
【請求項６】
前記拡散物遮蔽部は、
前記受容開口が前記蓋体に対向する凹部、を備えている、
ことを特徴とする請求項４に記載の振動子。
【請求項７】
前記振動子の平面視における、
前記封止孔の前記第１開口の周縁部と、
前記拡散物遮蔽部の前記受容開口の周縁部と、の最短距離をＬとし、
前記蓋体の前記キャビティー側の面と、前記拡散物遮蔽部と、の隙間部距離をｈ、
前記封止孔の前記キャビティー側と反対側の第２開口と、前記第１開口と、を繋ぐ封止孔面と、前記蓋体の前記キャビティー側の面と、の成す角度をα、とした場合、
Ｌ＞ｈ／ｔａｎα
の条件を満たす、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の振動子。
【請求項８】
基体と、
蓋体と、
前記基体と、前記蓋体と、により構成されるキャビティー内に収容される機能素子と、を備える振動子の製造方法であって、
機能素子が形成されるシリコン基板が前記基体の一方の面の主面に接合された基板と、一方の主面側にキャビティーを構成する凹部と、前記凹部に貫通し前記キャビティー内を気密封止する封止孔と、を備える蓋体と、が準備される、準備工程と、
前記基板に接合された前記シリコン基板が機能素子に形成される、機能素子形成工程と、
前記機能素子が接合された前記基体の主面と、前記蓋体の主面と、を対向させて接合させる蓋体接合工程と、
前記封止孔に封止部材が配置され、前記封止部材にエネルギービームを照射し、前記封止部材を溶融させて前記封止孔を塞ぐ、封止工程と、を含み、
前記機能素子形成工程は、前記封止工程において前記封止部材から飛散する飛沫拡散物を、受容する拡散物遮蔽部が形成されることを含む、
ことを特徴とする振動子の製造方法。
【請求項９】
前記準備工程は、少なくともウエットエッチング法により前記蓋体に前記封止孔を形成する工程を含み、
前記封止孔の前記キャビティー側に形成された第１開口の開口面積は、前記キャビティー側とは反対側に形成された第２開口の開口面積より小さい、
ことを特徴とする請求項８に記載の振動子の製造方法。
【請求項１０】
請求項１から７のいずれか一項に記載の振動子を備えることを特徴とする電子デバイス。
【請求項１１】
請求項１から７のいずれか一項に記載の振動子、または請求項１０に記載の電子デバイスを備える、
ことを特徴とする電子機器。
【請求項１２】
請求項１から７のいずれか一項に記載の振動子、または請求項１０に記載の電子デバイス、または請求項１１に記載の電子機器を備える、
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、振動子、振動子の製造方法、電子デバイス、電子機器および移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、小型センサーデバイスとして精密加工技術の一つとして半導体製造方法を用いたＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術を用いて物理量を検出する機能素子を備えた電子デバイスが開発されている。機能素子としては、例えば、固定配置された固定電極と、固定電極に対して所定の間隔を隔てて対向させるとともに変位可能に設けられた可動電極と、を有し、固定電極と可動電極との間の静電容量に基づいて、加速度あるいは角速度といった物理量を検出する物理量センサー素子が知られている。
【０００３】
これら物理量センサー素子において、可動電極の変位を正確に検出するために、物理量センサー素子をパッケージ（収納容器）内に収納し、パッケージ内を気密に保持することにより、パッケージ外部からの異物の侵入を防止し、更にパッケージ内を減圧状態で気密保持することにより可動電極の振動を阻害する気体成分を除去し、安定した駆動振動を得ることができる。
【０００４】
このパッケージを気密に封止する技術として、従来は特許文献１に示すように、振動部品が固定される基台に貫通孔を形成し、貫通孔を封止材によって塞ぐことによってパッケージ内部を高真空状態に保つように密封することが開示されている。
【０００５】
しかし、特許文献１に示す従来技術では、封止材をレーザーなどの電子ビームを照射し、溶融させて貫通孔を塞ぐ際に、溶融した封止材の一部が飛沫となってパッケージ内に飛散、拡散する虞があった。悲惨、拡散した封止材からなる飛散物は、基台に固定された振動部品に付着し、振動部品の振動部の重量を増加させ、その結果、所望の振動特性を得ることを困難にしていた。
【０００６】
これに対して特許文献２に記載の物理量検出デバイスの発明では、パッケージと、パッケージにシーリングを介して溶接される蓋体と、によって構成されるキャビティー内に振動子が配設され、シーリングの内側にはリング状部材が配設されており、シーリングの溶接による金属成分の飛散をリング状部材によってキャビティー内に侵入することを防止する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−６４０２４号公報
【特許文献２】特開２０１０−２２３７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献２に記載の物理量検出デバイスには、キャビティー内を脱気し、その後塞がれる貫通孔も備えており、この特許文献２に記載された貫通孔と、特許文献１に記載された貫通孔と、は同じ作用効果を奏するものである。すなわち、特許文献２に示す物理量検出デバイスであっても、貫通孔からの封止材からなる飛散物を抑制する構成に関する開示は無い。
【０００９】
そこで、本願発明では、振動素子を安定して動作させるためにキャビティー内を脱気するための貫通孔を封止する際に、封止材の飛散、拡散を振動素子に付着させない物理量検出の振動子を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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。
【００１１】
〔適用例１〕本適用例に係る振動子は、基体と、蓋体と、前記基体と、前記蓋体と、により構成されるキャビティー内に収納される機能素子と、を備え、前記蓋体には、前記蓋体を貫通する封止孔と、前記封止孔を気密封止する封止部材と、を備え、前記機能素子および前記蓋体の平面視において、前記蓋体の前記キャビティー側の面における前記封止孔の第１開口の領域の少なくとも一部と重なる受容開口の領域を備える拡散物遮蔽部が、前記機能素子に備えられていることを特徴とする。
【００１２】
本適用例の振動子によれば、封止部材がレーザーなどの電子ビームによって溶融され、封止孔が気密封止される際に、封止孔の第１開口からキャビティー内に飛沫拡散される封止部材の金属成分は、拡散物遮蔽部に収容される。拡散物遮蔽部は、キャビティー内において機能素子との隔壁によって構成され、拡散物遮蔽部に収容された飛沫拡散された封止部材の金属成分は、拡散物遮蔽部内に留めることができる。これにより、飛沫拡散される封止部材の金属成分が機能素子まで拡散することが抑制され、機能素子に飛沫拡散される封止部材の金属成分が付着することを防止することができる。従って、機能素子の性能を低下、劣化させることが無く、高い精度の性能を有する機能素子を備える振動子を得ることができる。
【００１３】
〔適用例２〕上述の適用例において、前記拡散物遮蔽部は、前記機能素子に形成された貫通部と、前記基体の前記機能素子が載置される基体主面と、により形成される貫通凹部、であることを特徴とする。
【００１４】
上述の適用例によれば、機能素子に拡散物遮蔽部が備えられるため、拡散物遮蔽部は機能素子形成と同時に形成される。従って、拡散物遮蔽部を形成するためだけの製造工程を必要としないことで、コストアップさせないで高い精度の性能を有する機能素子を備える振動子を得ることができる。
【００１５】
〔適用例３〕上述の適用例において、前記拡散物遮蔽部は、前記蓋体に対向する前記機能素子の主面に形成された素子凹部、であることを特徴とする。
【００１６】
上述の適用例によれば、機能素子に拡散物遮蔽部が備えられるため、拡散物遮蔽部は機能素子形成と同時に形成される。従って、拡散物遮蔽部を形成するためだけの製造工程を必要としないことで、コストアップさせないで高い精度の性能を有する機能素子を備える振動子を得ることができる。
【００１７】
〔適用例４〕本適用例の振動子は、基体と、蓋体と、前記基体と、前記蓋体と、により構成されるキャビティー内に収納される機能素子と、を備え、前記蓋体には、前記蓋体を貫通する封止孔と、前記封止孔を気密封止する封止部材と、を備え、前記機能素子および前記蓋体の平面視において、前記蓋体の前記キャビティー側の面における前記封止孔の第１開口の領域の少なくとも一部と重なる受容開口の領域を備える拡散物遮蔽部が、前記基体の前記主面上に形成され、前記拡散物遮蔽部と、前記機能素子と、は同じ材料であることを特徴とする。
【００１８】
本適用例の振動子によれば、封止部材がレーザーなどの電子ビームによって溶融され、封止孔が気密封止される際に、封止孔の第１開口からキャビティー内に飛沫拡散される封止部材の金属成分は、拡散物遮蔽部に収容される。拡散物遮蔽部は、キャビティー内において機能素子との隔壁によって構成され、拡散物遮蔽部に収容された飛沫拡散された封止部材の金属成分は、拡散物遮蔽部内に留めることができる。これにより、飛沫拡散される封止部材の金属成分が機能素子まで拡散することが抑制され、機能素子に飛沫拡散される封止部材の金属成分が付着することを防止することができる。更に、機能素子を形成する原料基板の中に拡散物遮蔽部を形成する領域が備えられるため、拡散物遮蔽部は機能素子形成と同時に形成される。
【００１９】
従って、機能素子の性能を低下、劣化させることが無く、高い精度の性能を有する機能素子を備える振動子を得ることができる。また、拡散物遮蔽部を形成するためだけの製造工程を必要としないことで、コストアップさせないで高い精度の性能を有する機能素子を備える振動子を得ることができる。
【００２０】
〔適用例５〕上述の適用例において、前記拡散物遮蔽部は、貫通部と、前記基体の前記機能素子が載置される基体主面と、により形成される貫通凹部、を備えていることを特徴とする。
【００２１】
上述の適用例によれば、機能素子を形成する原料基板の中に拡散物遮蔽部を形成する領域が備えられるため、拡散物遮蔽部は機能素子形成と同時に形成される。従って、拡散物遮蔽部を形成するためだけの製造工程を必要としないことで、コストアップさせないで高い精度の性能を有する機能素子を備える振動子を得ることができる。
【００２２】
〔適用例６〕上述の適用例において、前記拡散物遮蔽部は、前記受容開口が前記蓋体に対向する凹部、を備えていることを特徴とする。
【００２３】
上述の適用例によれば、機能素子を形成する原料基板の中に拡散物遮蔽部を形成する領域が備えられるため、拡散物遮蔽部は機能素子形成と同時に形成される。従って、拡散物遮蔽部を形成するためだけの製造工程を必要としないことで、コストアップさせないで高い精度の性能を有する機能素子を備える振動子を得ることができる。
【００２４】
〔適用例７〕上述の適用例において、前記振動子の平面視における、前記封止孔の前記第１開口の周縁部と、前記拡散物遮蔽部の前記受容開口の周縁部と、の最短距離をＬとし、前記蓋体の前記キャビティー側の面と、前記拡散物遮蔽部と、の隙間部距離をｈ、前記封止孔の前記キャビティー側と反対側の第２開口と、前記第１開口と、を繋ぐ封止孔面と、前記蓋体の前記キャビティー側の面と、の成す角度をα、とした場合、
Ｌ＞ｈ／ｔａｎα
の条件を満たすことを特徴とする。
【００２５】
上述の適用例によれば、封止孔の気密封止の際に発生する封止部材の金属成分飛沫の拡散領域より大きい拡散物遮蔽領域を形成することができる。従って、飛沫拡散される封止部材の金属成分が機能素子まで拡散することが抑制され、機能素子に飛沫拡散される封止部材の金属成分が付着することを防止することができ、機能素子の性能を低下、劣化させることが無く、高い精度の性能を有する機能素子を備える振動子を得ることができる。
【００２６】
〔適用例８〕本適用例の振動子の製造方法は、基体と、蓋体と、前記基体と、前記蓋体と、により構成されるキャビティー内に収容される機能素子と、を備える振動子の製造方法であって、機能素子が形成されるシリコン基板が前記基体の一方の面の主面に接合された基板と、一方の主面側にキャビティーを構成する凹部と、前記凹部に貫通し前記キャビティー内を気密封止する封止孔と、を備える蓋体と、が準備される、準備工程と、前記基板に接合された前記シリコン基板が機能素子に形成される、機能素子形成工程と、前記機能素子が接合された前記基体の主面と、前記蓋体の主面と、を対向させて接合させる蓋体接合工程と、前記封止孔に封止部材が配置され、前記封止部材にエネルギービームを照射し、前記封止部材を溶融させて前記封止孔を塞ぐ、封止工程と、を含み、前記機能素子形成工程は、前記封止工程において前記封止部材から飛散する飛沫拡散物を、受容する拡散物遮蔽部が形成されることを含むことを特徴とする。
【００２７】
本適用例の振動子の製造方法によれば、機能素子を形成する原料基板の中に拡散物遮蔽部を形成する領域が備えられるため、拡散物遮蔽部は機能素子形成と同時に形成される。従って、拡散物遮蔽部を形成するためだけの製造工程を必要としないことで、コストアップさせないで高い精度の性能を有する機能素子を備える振動子を得ることができる。
【００２８】
〔適用例９〕上述の適用例において、前記準備工程は、前記蓋体に少なくともウエットエッチング法により前記封止孔を形成する工程を含み、前記封止孔の前記キャビティー側に形成された第１開口の開口面積は、前記キャビティー側とは反対側に形成された第２開口の開口面積より小さいことを特徴とする。
【００２９】
上述の適用例によれば、第２開口の開口面積を大きくすることで、封止材を安定して封止孔に載置することができる。また、ウエットエッチング法はドライエッチング法と比較して、エッチングレートが高い、いわゆるエッチングによる加工速度が速いので、封止孔の形成の際の加工時間をより短縮することができる。
【００３０】
〔適用例１０〕本適用例の電子デバイスは、上述の振動子を備えることを特徴とする。
【００３１】
本適用例の電子デバイスによれば、飛沫拡散される封止部材の金属成分が機能素子まで拡散することが抑制され、機能素子に飛沫拡散される封止部材の金属成分が付着することを防止することができ、機能素子の性能を低下、劣化させることが無く、高い精度の性能を有する機能素子を備え、安定した動作を得ることができる。
【００３２】
〔適用例１１〕本適用例の電子機器は、上述の振動子、または電子デバイスを備えることを特徴とする。
【００３３】
本適用例の電子機器によれば、飛沫拡散される封止部材の金属成分が機能素子まで拡散することが抑制され、機能素子に飛沫拡散される封止部材の金属成分が付着することを防止することができ、機能素子の性能を低下、劣化させることが無く、高い精度の性能を有する機能素子を備え、安定した動作を得ることができる。
【００３４】
〔適用例１２〕本適用例の移動体は、上述の振動子、または電子デバイス、または電子機器を備えることを特徴とする。
【００３５】
本適用例の移動体によれば、飛沫拡散される封止部材の金属成分が機能素子まで拡散することが抑制され、機能素子に飛沫拡散される封止部材の金属成分が付着することを防止することができ、機能素子の性能を低下、劣化させることが無く、高い精度の性能を有する機能素子を備え、安定した動作を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】第１実施形態に係る振動子の平面図。
【図２】（ａ）は図１に示すＡ−Ａ´部の断面図、（ｂ）は部分外観平面図、（ｃ）はその他の形態を示す部分断面図、（ｄ）は（ａ）に示すＢ方向からの矢視外観図。
【図３】第１実施形態に係る振動子の封止孔近傍の概観平面図、（ｂ）は図１（ａ）および図３（ａ）に示すＡ−Ａ´部の部分断面図。
【図４】第１実施形態に係る振動子の封止孔と拡散物遮蔽部との関係を説明する説明図。
【図５】第２実施形態に係る振動子の、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＢ部の拡大平面図。
【図６】図５（ａ）に示すＤ−Ｄ´部の断面図。
【図７】第２実施形態のその他の形態の振動子を示す平面図。
【図８】（ａ）は図７に示すＥ−Ｅ´線に沿った拡大平面図、（ｂ）は図７（ａ）および図８（ａ）に示すＥ−Ｅ´部の断面図、（ｃ）は（ｂ）に示すＦ部の拡大部分断面図。
【図９】第３実施形態に係る振動子を示す平面図。
【図１０】（ａ）は図９に示す拡散物遮蔽部近傍の拡大平面図、（ｂ）は図９および図１０（ａ）に示すＧ−Ｇ´部の断面図。
【図１１】第３実施形態に係る振動子のその他の形態を示す、（ａ）は部分平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＨ−Ｈ´部の断面図。
【図１２】第４実施形態に係る振動子の製造方法を示すフローチャート。
【図１３】第４実施形態に係る振動子の製造工程を示す断面図。
【図１４】第５実施形態に係る電子デバイスを示す、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＪ−Ｊ´部の断面図。
【図１５】第６実施形態に係る電子機器としてのスマートフォンを示す外観図。
【図１６】第６実施形態に係る電子機器としてのデジタルスチルカメラを示す外観図。
【図１７】第７実施形態に係る移動体としての自動車を示す外観図。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。
【００３８】
（第１実施形態）
図１および図２に第１実施形態に係る振動子を示す。図１は、第１実施形態に係る振動子１００の、蓋体を省略した平面図である。図２（ａ）は、図１に示す振動子１００のＡ−Ａ´部の断面図、図２（ｂ）は部分外観平面図、図２（ｃ）は図２（ａ）に示す形態のその他の形態を示す部分断面図、図２（ｄ）は図２（ａ）に示す矢印Ｂからの外観斜視図である。
【００３９】
図２（ａ）に示すように、振動子１００は、基体１０と、基体１０の一方の面である主面１０ａに配置された機能素子２０と、基体１０の主面１０ａに固着され機能素子２０を収納する空間、いわゆるキャビティー１００ａを構成する凹部３０ａが形成された蓋体３０と、を備えている。
【００４０】
機能素子２０として角速度を検出するジャイロセンサー素子を例に説明する。図１は、図２（ａ）に示す蓋体３０を省略した振動子１００の平面図であり、図１に示すように振動子１００に備える角速度を検出する機能素子２０（以下、ジャイロセンサー素子２０という）は、基体１０の主面１０ａに配置され、固着されている。ジャイロセンサー素子２０は、駆動系構造体２１と、駆動用固定電極部２２と、検出用固定電極部２３と、固定部２４と、を含むことができる。ジャイロセンサー素子２０は、基体１０に接合されたシリコン基板を、ＭＥＭＳ技術を用いて加工することにより得られる。これにより、シリコン半導体デバイスの製造に用いられる微細な加工技術を適用することができ、小型のセンサー素子としてのジャイロセンサー素子２０を得ることができる。
【００４１】
ジャイロセンサー素子２０は、上述したようにＭＥＭＳ技術により基体１０の主面１０ａに接合された図示しないシリコン基板から形成され、リン、ボロン等の不純物をドーピングされて導電性が付与されている。そして、駆動系構造体２１は、平面視（図示Ｚ軸方向）において、基体１０の凹部１０ｂ（図２（ａ）参照）の周縁部を跨ぐように配置されて接合された固定部２４および受容開口としての開口２４ｂを備える固定部２４ａによって、基体１０に支持されている。これにより、駆動系構造体２１は、凹部１０ｂの平面視領域においてＸ軸方向、およびＹ軸方向に移動可能となるように配置される。また、駆動系構造体２１は、第１振動体２１ａと、第２振動体２１ｂと、を有し、第１振動体２１ａと第２振動体２１ｂとはＸ軸に沿って連結されている。なお、第１振動体２１ａと第２振動体２１ｂとは、第１振動体２１ａと第２振動体２１ｂとの境界線Ｍ（Ｙ軸に沿った直線）に対して対称の形状を有しているので、以下では第１振動体２１ａの構成を説明し、第２振動体２１ｂの構成の説明は省略する。
【００４２】
第１振動体２１ａは、駆動部２５と、検出部２６と、を備え、駆動部２５は駆動用支持部２５ａと、駆動用ばね部２５ｂと、駆動用可動電極部２５ｃと、を有している。そして、枠状の形状を有する駆動用支持部２５ａの内側に検出部２６が配置されている。駆動用支持部２５ａは、Ｘ軸に沿って延在する第１延在部２５ｄと、Ｙ軸に沿って延在する第２延在部２５ｅと、が枠状に連結されている。
【００４３】
駆動用ばね部２５ｂは、駆動用支持部２５ａの外側に配置されている。図示の例では、駆動用ばね部２５ｂの一端は、駆動用支持部２５ａにおける第１延在部２５ｄと第２延在部２５ｅとの接続部の近傍に接続され、他端は固定部２４，２４ａに接続されている。図示の例では、第１振動体２１ａにおいて、駆動用ばね部２５ｂは４箇所設けられ、各駆動用ばね部２５ｂは、３箇所の固定部２４および１箇所の固定部２４ａに接続され、基体１０に対して支持されている。なお、第１振動体２１ａと第２振動体２１ｂとの境界線Ｌ上に配置される固定部２４は、設けられていなくてもよい。
【００４４】
駆動用ばね部２５ｂは、Ｙ軸方向に延在させながらＸ軸方向に蛇行させて形成され、駆動用支持部２５ａに対してＸ軸、Ｙ軸に対称となるように配置されている。このように駆動用ばね部２５ｂが形成、配置されることにより、駆動用支持部２５ａがＹ軸方向、あるいはＺ軸方向に移動する際の駆動用ばね部２５ｂのたわみ（伸縮）は抑制され、Ｘ軸方向への駆動用ばね部２５ｂのたわみ（伸縮）が容易になる。すなわち、後述するが、駆動用支持部２５ａをＸ軸に沿って振動させることができる。なお、駆動用ばね部２５ｂは、駆動用支持部２５ａをＸ軸方向に振動させることが可能であれば、図１に示した数、配置には限定されない。
【００４５】
駆動用可動電極部２５ｃは、駆動用支持部２５ａの外側に、駆動用支持部２５ａの第１延在部２５ｄに接続されている。駆動用固定電極部２２は、駆動用支持部２５ａの外側に配置され、基体１０の主面１０ａ上に固定されている。駆動用固定電極部２２は、駆動用可動電極部２５ｃを挟んで対向配置されている。なお、図示する本例では、駆動用固定電極部２２は櫛歯状に突出部２２ａが備えられ、駆動用可動電極部２５ｃには、駆動用固定電極部２２の櫛歯状の突出部２２ａの間に配設可能なように突出部２５ｆが備えられている。
【００４６】
駆動用固定電極部２２と駆動用可動電極部２５ｃとの間に交流電圧を印加し、両電極部間に静電力を発生させることにより、駆動用支持部２５ａ（駆動部２５）がＸ軸に沿って振動させることができる。駆動用支持部２５ａの振動は、駆動用ばね部２５ｂがＸ軸方向に伸縮可能に形成されていることにより、駆動部２５が基体１０に保持されながらも維持することができる。そして、駆動用固定電極部２２の突出部２２ａと、駆動用可動電極部２５ｃの突出部２５ｆと、の間隙（ギャップ）を小さくすることにより、駆動用固定電極部２２と、駆動用可動電極部２５ｃと、の間に作用する静電力を大きくすることができる。
【００４７】
なお、図示の例では駆動用可動電極部２５ｃは、第１振動体２１ａに４つ設けられているが、駆動用支持部２５ａをＸ軸に沿って振動させることができれば、駆動用可動電極部２５ｃの数は特に限定されない。また、駆動用固定電極部２２は、駆動用可動電極部２５ｃを挟むように対向配置されているが、駆動用支持部２５ａをＸ軸に沿って振動させることができれば、駆動用固定電極部２２は、駆動用可動電極部２５ｃのどちらか一方側にのみ配置されていてもよい。
【００４８】
検出部２６は、駆動用支持部２５ａの内側に配置され、駆動部２５に連結されている。検出部２６は、検出用支持部２６ａと、検出用ばね部２６ｂと、検出用可動電極部２６ｃと、を備えている。
【００４９】
検出用支持部２６ａは、図示の例のように、Ｘ軸に沿って延在する第３延在部２６ｄと、Ｙ軸に沿って延在する第４延在部２６ｅと、を枠状に接続した構成となっている。
【００５０】
検出用ばね部２６ｂは、検出用支持部２６ａの外側に配置され、検出用支持部２６ａと駆動用支持部２５ａと、に接続されている。図示の例では、検出用ばね部２６ｂの一端は、検出用支持部２６ａの第３延在部２６ｄと第４延在部２６ｅとの接続部（角部）近傍とに接続され、検出用ばね部２６ｂの他端は、駆動用支持部２５ａの第１延在部２５ｄに接続されている。
【００５１】
検出用ばね部２６ｂは、Ｘ軸方向に延在させながらＹ軸方向に蛇行させて形成され、検出用支持部２６ａに対してＸ軸、Ｙ軸に対称となる様に配置されている。このように検出用ばね部２６ｂが形成、配置されることにより、検出用支持部２６ａがＸ軸方向、あるいはＺ軸方向に移動する際の検出用ばね部２６ｂのたわみ（伸縮）は抑制され、Ｙ軸方向への検出用ばね部２６ｂのたわみ（伸縮）が容易になる。すなわち、検出用支持部２６ａのＹ軸に沿って付加される外力、いわゆる駆動部２５を振動させた状態においてジャイロセンサー素子２０に付加される角速度によって生じるコリオリ力によって、容易に検出用支持部２６ａをＹ軸に沿って移動させることができる。なお、検出用ばね部２６ｂは、検出用支持部２６ａをＹ軸に沿って移動可能であれば、図１に示す数に限定されない。
【００５２】
検出用可動電極部２６ｃは、検出用支持部２６ａの内側に配置され、Ｘ軸に沿って延在し、第４延在部２６ｅに接続されている。そして、検出用支持部２６ａの内側領域に、基体１０に固定された検出用固定電極部２３が、検出用可動電極部２６ｃに離間して挟まれるように配置されている。言い換えれば、検出用可動電極部２６ｃは、検出用固定電極部２３を挟んで対向配置されている。
【００５３】
そして、検出部２６のＹ軸方向の移動に伴う、検出用固定電極部２３と検出用可動電極部２６ｃと、の間の静電容量の変化によって検出部２６のＹ軸方向の移動を検出する。なお、検出用可動電極部２６ｃ、および検出用固定電極部２３の数、形状、および配置は、検出用可動電極部２６ｃと、検出用固定電極部２３と、の間の静電容量の変化を検出することができれば、特に限定はない。
【００５４】
上述したジャイロセンサー素子２０を安定して駆動させるために、図２（ａ）に示す振動子１００ではキャビティー１００ａの内部を減圧環境、もしくは真空環境にすることが好ましい。そこで、図２（ａ）に示すように蓋体３０には、キャビティー１００ａを構成する凹部３０ａから、外面３０ｂへ貫通する封止孔３０ｃが形成されている。封止孔３０ｃを通じてキャビティー１００ａの内部気体を排出し、キャビティー１００ａ内部を減圧状態、もしくは真空状態にし、封止用の半田である封止部材４０を溶融させて封止孔３０ｃを塞ぎ、キャビティー１００ａが気密封止される。
【００５５】
封止孔３０ｃは、キャビティー１００ａ側に第１開口３０ｄと、蓋体３０の外面３０ｂ側に第２開口３０ｅを備え、平面視、すなわちＺ軸方向からの矢視において、図２（ｂ）に示すように少なくとも封止孔３０ｃの第１開口３０ｄと、固定部２４ａの開口２４ｂと、が重なるように配置される。封止孔３０ｃは、本実施形態では図２（ｄ）に示すように矩形の第１開口３０ｄと第２開口３０ｅとを有する、いわゆる角錐状の形状で形成されているが、これに限定されず円錐上の形状であっても良い。また、第１開口３０ｄの開口面積は第２開口３０ｅの開口面積より小さい面積であることが好ましい。これにより、封止孔３０ｃへの封止部材４０を安定して載置させることができる。
【００５６】
固定部２４ａは、図１に示すように、蓋体３０に対向する面側に開口２４ｂを備え、その開口２４ｂは図２（ａ）に示すように、固定部２４ａに形成された貫通部２４ｃによって構成されている。なお、開口２４ｂは本例に示す貫通部２４ｃによって構成されることに限定されず、図２（ｃ）に示す、開口２４ｂを備える凹部２４ｄとしてジャイロセンサー素子２０の固定部２４ａに形成されても良い。
【００５７】
貫通部２４ｃは、基体１０の主面１０ａとによって、蓋体３０側に開口２４ｂを備える貫通凹部としての凹部２４ｅとして形成される。凹部２４ｅは、後述する封止部材４０が電子ビームによって溶融され封止孔３０ｃを塞ぐ際に、キャビティー１００ａ内に封止部材４０の金属成分飛沫を受容する拡散物遮蔽部となる。なお、以下では凹部２４ｅ、および図２（ｃ）に示す凹部２４ｄを、それぞれ、拡散物遮蔽部２４ｅ、および拡散物遮蔽部２４ｄという。但し、以下の説明では拡散物遮蔽部２４ｅによって説明する。
【００５８】
図３によって、蓋体３０に備える封止孔３０ｃと、拡散物遮蔽部２４ｅと、の関係について説明する。図３（ａ）は振動子１００の封止孔３０ｃ近傍の外観平面図、図３（ｂ）は封止孔３０ｃを通るＡ−Ａ´部の封止孔３０ｃ近傍の部分断面図である。
【００５９】
図３（ａ）に示すように、平面視、すなわちＺ軸方向の矢視において、封止孔３０ｃは、ジャイロセンサー素子２０の開口２４ｂを備える固定部２４ａに重なるように配置されている。更に、封止孔３０ｃの第１開口３０ｄは、固定部２４ａの開口２４ｂの平面視領域内に配置されている。すなわち、第１開口３０ｄは拡散物遮蔽部２４ｅの平面視領域内に配置されている。
【００６０】
上述した平面視での封止孔３０ｃと、固定部２４ａと、の配置において、図３（ｂ）に示すように、封止孔３０ｃの第１開口３０ｄと第２開口３０ｅとを繋ぐ封止孔面３０ｆは、封止部材４０を安定して載置させながら、少なくとも第１開口３０ｄを確実に塞ぐために、封止孔面３０ｆと、蓋体３０の凹部３０ａの底面３０ｇと、により成す面角度αを有する斜面となっている。面角度αを有して封止孔面３０ｆを形成する一方法として、蓋体３０をシリコン基板から形成し、蓋体３０に封止孔３０ｃを形成する方法としてウエットエッチングを用いる。シリコンのウエットエッチングでは、シリコンの持つエッチング異方性によって、封止孔面３０ｆは面角度αの斜面に形成される。なお、エッチング異方性による面角度αの形成には限定されず、例えば、金属蓋体であればプレスなどの機械加工によって形成することができる。
【００６１】
そして、封止孔３０ｃの第１開口３０ｄの縁部と、固定部２４ａの開口２４ｂの縁部と、のＺ軸方向矢視における距離をＬとし、ジャイロセンサー素子２０と蓋体３０の凹部３０ａの底面３０ｇとの隙間をｈとした場合、
Ｌ＞ｈ／ｔａｎα        （１）
であることが好ましい。
【００６２】
封止部材４０を電子ビームなどにより溶融させ、封止孔３０ｃを気密封止する際に、溶融された封止部材４０の一部が飛沫となって第１開口３０ｄから飛散し、キャビティー１００ａ内に拡散し、ジャイロセンサー素子２０の駆動部である駆動系構造体２１（図１参照）に飛沫が付着する虞がある。式（１）に示す条件により、封止孔３０ｃおよび固定部２４ａの開口２４ｂを形成することにより、封止部材４０の飛沫を拡散物遮蔽部２４ｅ内に受容させることができ、キャビティー１００ａ内への不要な封止部材４０の飛沫拡散を抑制することができる。
【００６３】
図４により、封止部材４０の飛沫拡散が抑制される形態を説明する。図４に示すように、封止部材４０が電子ビームなどの照射により溶融されると、電子ビームの照射エネルギーによって溶融した封止部材４０に含まれる一部の金属成分が微細な飛沫となって、飛散する。その飛沫の飛散は、封止孔３０ｃの第１開口３０ｄと第２開口３０ｅとを繋ぐ封止孔面３０ｆに沿った方向、すなわち封止孔面３０ｆと、蓋体３０の凹部３０ａ面と、によって成す角度α１に沿って、第１開口３０ｄの開口幅で飛散領域Ｆ１の矢印方向に飛散する。
【００６４】
同様に、封止孔３０ｃの他の面でも、封止孔３０ｃの第１開口３０ｄと第２開口３０ｅとを繋ぐ封止孔面３０ｆに沿った方向、すなわち封止孔面３０ｆと、蓋体３０の凹部３０ａの底面３０ｇと、によって成す角度α２に沿って、第１開口３０ｄの開口幅で飛散領域Ｆ２の矢印方向に封止部材４０の金属成分の飛沫が飛散する。
【００６５】
このとき、式（１）における右辺である、
ｈ／ｔａｎα      （２）
は、図４において、
ｈ／ｔａｎα１＝Ｓ１      （３）
ｈ／ｔａｎα２＝Ｓ２      （４）
と表される。
【００６６】
式（３）、（４）によるＳ１，Ｓ２に対して、第１開口３０ｄの縁部と、拡散物遮蔽部２４ｅの開口２４ｂの縁部と、の距離Ｌ１およびＬ２が、
Ｌ１＞Ｓ１          （５）
Ｌ２＞Ｓ２          （６）
の条件で拡散物遮蔽部２４ｅの開口２４ｂを形成することにより、飛散領域Ｆ１，Ｆ２は、拡散物遮蔽部２４ｅを構成する貫通部２４ｃの内周壁により拡散物遮蔽部２４ｅの外側への拡散が抑制され、封止部材４０の金属成分の飛沫は、拡散物遮蔽部２４ｅ内の領域Ｍ内の貫通部２４ｃの内壁および基体１０の主面１０ａに付着する。
【００６７】
上述したように、封止孔３０ｃのキャビティー１００ａ側の第１開口３０ｄに対して、固定部２４ａに形成された拡散物遮蔽部２４ｅの開口２４ｂが、第１開口３０ｄの縁部全周に亘って、式（１）（図３参照）に示す関係を満足させるように形成されることにより、封止部材４０が溶融される際に生じる金属成分のキャビティー１００ａ内部への飛沫拡散を、拡散物遮蔽部２４ｅ内に収容することができる。従って、封止部材４０からの金属飛散物がジャイロセンサー素子２０、特に駆動系構造体２１に付着することを防止し、高い精度の性能を有するジャイロセンサー素子２０を備える振動子１００を得ることができる。
【００６８】
（第２実施形態）
図５は、第２実施形態に係る振動子２００を示す平面図である。なお、第２実施形態に係る振動子２００は、第１実施形態に係る振動子１００とは、ジャイロセンサー素子２０に備える拡散物遮蔽部２４ｅの形態が異なり、その他の構成要素は振動子１００と同じであるので、振動子２００において振動子１００と同じ構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。
【００６９】
図５（ａ）は蓋体３０の図示を省略した振動子２００の平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）に示すＣ部の部分拡大図である。図５（ａ）に示すように、振動子２００は、基体１０の主面１０ａ上に、ジャイロセンサー素子１２０が備えられている。ジャイロセンサー素子１２０は、駆動系構造体１２１と、駆動用固定電極部２２と、検出用固定電極部２３と、固定部２４と、を含むことができる。駆動系構造体１２１は、第１振動体１２１ａと、第２振動体１２１ｂと、を有し、第１振動体１２１ａと第２振動体１２１ｂとはＸ軸に沿って連結されている。
【００７０】
第１振動体１２１ａと、第２振動体１２１ｂと、を連結する境界線Ｍに沿って配設される駆動用ばね部２５ｂに連接された境界固定部１２４が、基体１０に形成された境界線Ｍに沿って形成される隔壁部１０ｃの主面１０ａ上に形成されている。図５（ｂ）に示すように、境界固定部１２４は、駆動用ばね部２５ｂに接続された固定部１２４ａと、固定部１２４ａから延設される延設部１２４ｂと、延設部１２４ｂと接続する枠部１２４ｃと、を備え、隔壁部１０ｃの主面１０ａ上に形成されている。
【００７１】
図６は、図５（ａ）もしくは図５（ｂ）に示すＤ−Ｄ´部の断面図である。図６に示すように、枠部１２４ｃは、枠部１２４ｃの内側は、ジャイロセンサー素子１２０を貫通する貫通孔１２５となっており、貫通孔１２５と基体１０の主面１０ａとにより、凹部１２６が構成される。振動子２００の平面視、すなわちＺ軸方向の矢視において、封止孔３０ｃの第１開口３０ｄが凹部１２６と重なるように、封止孔３０ｃが蓋体３０に形成される。
【００７２】
上述した凹部１２６は、封止孔３０ｃを塞ぐ封止部材４０が、電子ビームによって溶融される際にキャビティー２００ａ内に飛散する封止部材４０の金属成分を収容する拡散物を受容する。以下、凹部１２６を拡散物遮蔽部１２６という。
【００７３】
第２実施形態に係る振動子２００においても、第１実施形態に係る振動子１００と同様に、図３に示す封止孔３０ｃと、第１開口３０ｄと、拡散物遮蔽部１２６の開口と、の関係が適用される。すなわち、封止孔３０ｃの第１開口３０ｄと第２開口３０ｅとを繋ぐ封止孔面３０ｆと、蓋体３０の凹部３０ａの底面３０ｇと、により成す面角度をαとし、封止孔３０ｃの第１開口３０ｄの縁部と、固定部２４ａの開口２４ｂの縁部と、のＺ軸方向矢視における距離をＬとする。また、ジャイロセンサー素子２０と蓋体３０の凹部３０ａの底面３０ｇとの隙間をｈとした場合、
Ｌ＞ｈ／ｔａｎα        （１）
であることが好ましい。
【００７４】
上述したように、第１振動体１２１ａと、第２振動体１２１ｂと、の間に配置される境界固定部１２４に備える枠部１２４ｃに平面視で重なるよう蓋体３０の封止孔３０ｃを配置させることにより、枠部１２４ｃによって構成される凹部が、拡散遮蔽部１２６として封止部材４０の溶融時に飛散する金属成分を収容することができる。従って、封止部材４０からの金属飛散物がジャイロセンサー素子１２０、特に駆動系構造体１２１に付着することを防止し、高い精度の性能を有するジャイロセンサー素子１２０を備える振動子２００を得ることができる。なお、第１実施形態に係る振動子１００に備えるジャイロセンサー素子２０と同様に、拡散物遮蔽部１２６は、貫通孔１２５と基体１０の主面１０ａとにより構成されることに限定されず、貫通孔１２５をジャイロセンサー素子１２０の凹部として構成してもよい。
【００７５】
上述した、機能素子としてのジャイロセンサー素子２０もしくはジャイロセンサー素子１２０に、拡散物遮蔽部２４ｅ，１２６を備える振動子１００もしくは振動子２００の形態を説明したが、機能素子として加速度センサー素子を備える振動子であっても拡散物遮蔽部を備えることができる。図７は、機能素子として加速度センサーを備える振動子を示し、蓋体を省略した平面図であり、図８（ａ）は振動子の部分外観平面図、図８（ｂ）は図７に示すＥ−Ｅ´部の断面図、図８（ｃ）は図８（ｂ）に示すＦ部の部分拡大図である。
【００７６】
図７および図８（ｂ）に示すように、振動子３００は、基体３１０と、基体３１０の主面３１０ａに接合された蓋体３２０と、基体３１０と蓋体３２０に形成された凹部３２０ａとにより形成されるキャビティー３００ａ内に収容され、基体３１０の主面３１０ａ上に配置される機能素子としての加速度センサー素子３３０と、を含んでいる。
【００７７】
加速度センサー素子３３０は、基体３１０の主面３１０ａに接合される固定部３３１ａ，３３１ｂと、連結部３３２ａ，３３２ｂと、可動部３３３と、可動電極部３３４と、固定電極部３３５ａ，３３５ｂと、を含むことができる。
【００７８】
固定部３３１ａおよび固定部３３１ｂは、基体３１０の凹部３１０ｂの周縁部を跨ぐように、基体３１０の主面３１０ａに接合されている。固定部３３１ａ，３３１ｂの少なくともいずれか一方、本実施形態においては固定部３３１ａには、拡散物遮蔽部３３６が形成されている。拡散物遮蔽部３３６は、図８（ｂ）に示すように、加速度センサー素子３３０の固定部３３１ａに形成された貫通孔３３１ｃと、基体３１０の主面３１０ａと、によって構成されている。なお、本例では貫通孔３３１ｃと、基体３１０の主面３１０ａによって形成される凹部が拡散物遮蔽部３３６となるが、固定部３３１ａに凹部を形成することで拡散物遮蔽部３３６を構成してもよい。
【００７９】
従って、図８（ａ）に示すように、蓋体３２０を貫通させて形成される封止孔３２０ｂは、拡散物遮蔽部３３６と、振動子３００の平面視、すなわちＺ軸方向の矢視において、封止孔３２０ｂの蓋体３２０の凹部３２０ａの底面３２０ｄ側の第１開口３２０ｅの領域が、拡散物遮蔽部３３６の領域内に配置されている。
【００８０】
図８（ｃ）は封止孔３２０ｂ近傍のＦで示す部分の拡大図である。図８（ｃ）により封止孔３２０ｂと、拡散物遮蔽部３３６と、の関係を説明する。封止孔３２０ｂの第１開口３２０ｅと、振動子３００の外部側の封止孔３２０ｂの第２開口３２０ｆと、を繋ぐ封止孔面３２０ｇと、によりなす角度をαとする。また、加速度センサー素子３３０の固定部３３１ａと、蓋体３２０の凹部３２０ａの底面３２０ｄと、の隙間をｈとする。そして、封止孔３２０ｂの第１開口３２０ｅの縁部と、拡散物遮蔽部３３６の開口縁部との平面視における距離をＬとすると、加速度センサー素子３３０を備える振動子３００においても、式（１）で表される関係を備えることが好ましい。式（１）で表される関係を満足させて封止孔３２０ｂおよび拡散物遮蔽部３３６を形成することにより、封止部材４０を電子ビームにより溶融させたときに飛散する封止部材４０の金属成分を拡散物遮蔽部３３６に収容させることができ、後述する加速度センサー素子３３０の中でも僅かな振動が励振される可動部３３３に、飛散した金属成分が付着することを防止できる。従って、高い精度の性能を有する加速度センサー素子３３０を備える振動子３００を得ることができる。
【００８１】
可動部３３３と固定部３３１ａ，３３１ｂとは、連結部３３２ａ，３３２ｂによって連結されている。連結部３３２ａ，３３２ｂは、所望のばね定数を持ち、固定部３３１ａ，３３１ｂに対してＸ軸方向に可動部３３３が移動可能となるように連結している。図７に図示する例では、連結部３３２ａ，３３２ｂは、Ｘ軸方向に形成された複数の梁と、Ｙ軸方向に形成された複数の梁と、がＸ軸方向に蛇行するように接続されて構成されている。また、可動部３３３には、複数の可動電極部３３４が接続されている。可動電極部３３４は、可動部３３３からＹ（＋）方向、およびＹ（−）方向に延出し、いわゆる櫛歯状をなすようにＸ軸方向に配置されている。
【００８２】
固定電極部３３５ａ，３３５ｂは、一方の端部を固定端として基体３１０の主面３１０ａに接合され、他方の端部が自由端として可動部３３３側へ延出するように複数設けられている。また、固定電極部３３５ａ，３３５ｂは、可動電極部３３４に対して所定の間隔を隔てて、可動電極部３３４のＸ（−）方向側の一方に固定電極部３３５ａが配置され、他方のＸ（＋）方向側には固定電極部３３５ｂが配置されるよう、可動電極部３３４に対して固定電極部３３５ａ，３３５ｂは対向配置されている。
【００８３】
上述したように、固定部３３１ａ，３３１ｂと、連結部３３２ａ，３３２ｂと、可動部３３３と、可動電極部３３４と、は一体的に形成されている。また、固定部３３１ａ，３３１ｂと、連結部３３２ａ，３３２ｂと、可動部３３３と、可動電極部３３４と、固定電極部３３５ａ，３３５ｂとを含む加速度センサー素子３３０は、上述したようにＭＥＭＳ技術により基体３１０に接合された図示しないシリコン基板から形成され、リン、ボロン等の不純物をドーピングされて導電性が付与されている。
【００８４】
可動部３３３は、図示するＸ軸方向の加速度の変化に応じて、連結部３３２ａ，３３２ｂを弾性変形させながら、Ｘ軸方向（Ｘ（＋）方向またはＸ（−）方向）に変化する。この様な変位に伴って、可動電極部３３４と固定電極部３３５ａとの隙間、および可動電極部３３４と固定電極部３３５ｂとの隙間、の大きさが変化する。この隙間の大きさの変化に伴って、可動電極部３３４と固定電極部３３５ａとの間の静電容量、および可動電極部３３４と固定電極部３３５ｂとの間の静電容量、の大きさが変化する。この加速度センサー素子３３０を備える振動子３００では、この加速度センサー素子３３０における静電容量の変化を検出することにより、Ｘ軸方向の加速度を計測することができる。
【００８５】
加速度センサー素子３３０では、可動部３３３に生じる僅かな変位を、可動電極部３３４と固定電極部３３５ａ，３３５ｂとの僅かな隙間の変化による静電容量の変化として検出するものである。従って、封止孔３２０ｂを塞ぐ封止部材４０からキャビティー３００ａ内に飛散する封止部材４０の金属成分が、僅かでも可動部３３３に付着することにより可動部３３３に重量変化が生じてしまい、正確な加速度の検出が困難となってしまう。そこで、上述したように、封止孔３２０ｂと、拡散物遮蔽部３３６と、の関係が、式（１）で表される関係を満足するようにすることにより、拡散物遮蔽部３３６の外への封止部材４０の金属成分の飛沫拡散を抑制し、加速度センサー素子３３０の少なくとも可動部３３３への金属飛沫の付着を防止することできる。
【００８６】
（第３実施形態）
上述した第１実施形態に係る振動子１００、もしくは第２実施形態に係る振動子２００に備える機能素子としてのジャイロセンサー素子２０、もしくはジャイロセンサー素子１２０に封止部材４０から飛散する金属成分を収容する拡散物遮蔽部２４ｅ、もしくは拡散物遮蔽部１２６は、ジャイロセンサー素子２０、もしくはジャイロセンサー素子１２０と一体的に形成された構成であるが、第３実施形態として、機能素子と拡散物遮蔽部とを別体的に構成されたジャイロセンサー素子を備える振動子を説明する。
【００８７】
図９は、第３実施形態に係る振動子４００を示し、蓋体を省略した平面図である。なお、第３実施形態に係る振動子４００は、第１実施形態に係る振動子１００とは、拡散物遮蔽部の配置、および封止孔の配置が異なるのみであり、その他の構成要素は同じである。従って、第１実施形態に係る振動子１００と同じ構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。また、図９ではジャイロセンサー素子に接続される配線も一部を省略して描画している。
【００８８】
図９に示すように、第３実施形態に係る振動子４００は、ジャイロセンサー素子２０Ａを備えている。ジャイロセンサー素子２０Ａは、第１実施形態に係る振動子１００に備えるジャイロセンサー素子２０における拡散物遮蔽部２４ｅを備える固定部２４ａは無く、図９に図示する例では６箇所の固定部２４を備えている。
【００８９】
基体１０の主面１０ａ上には、ジャイロセンサー素子２０Ａと、図示しない振動子４００の外部接続端子と、を繋ぐ配線が配設されている。例えば、駆動系構造体２１に接続される配線、駆動用固定電極部２２に接続される配線、検出用固定電極部２３に接続される配線、等である。図９に示すように、これら、本例では配線５１，５２，５３を例示する複数の配線は、ジャイロセンサー素子２０Ａの外周に略沿うように基体１０の主面１０ａに配設されている。これら配線５１，５２，５３の少なくとも１つの配線５２に枠状配線部５２ａが形成され、枠状配線部５２ａの内側に拡散物遮蔽部５２ｂとして形成されている。
【００９０】
図１０（ａ）に、図９に示す拡散物遮蔽部５２ｂ近傍の部分外観平面図を、図１０（ｂ）に、図９および図１０（ａ）に示すＧ−Ｇ´部の部分断面図を、示す。図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、蓋体４１０には、ジャイロセンサー素子２０Ａが収納されるキャビティー４００ａ内を気密封止するための封止孔４１０ｂが形成されている。封止孔４１０ｂは、キャビティー４００ａ側に開口する第１開口４１０ｄと、振動子４００の外側に開口する第２開口４１０ｅと、を有している。そして、第１開口４１０ｄは、振動子４００の平面視、すなわちＺ軸方向の矢視において、拡散物遮蔽部５２ｂの形成領域内に配置されるよう、封止孔４１０ｂが形成されている。
【００９１】
図１０（ｂ）に示すように、枠状配線部５２ａの内側の空間と基体１０の主面１０ａとによって形成された凹部が拡散物遮蔽部５２ｂとなる。本実施形態に係る振動子４００に備える拡散物遮蔽部５２ｂにおいても、第１実施形態に係る振動子１００に備える拡散物遮蔽部２４ｅにおける式（１）に示す関係であることが好ましい。すなわち、図１０（ｂ）に示す封止孔４１０ｂと、第１開口４１０ｄと、拡散物遮蔽部５２ｂの開口と、の関係が、式（１）に示される関係を適用することが好ましい。
【００９２】
枠状配線部５２ａ、および拡散物遮蔽部５２ｂと封止孔４１０ｂにおいて、封止孔４１０ｂの第１開口４１０ｄと第２開口４１０ｅとを繋ぐ封止孔面４１０ｆと、蓋体凹部４１０ａの底面４１０ｇと、により成す面角度をα1とし、封止孔４１０ｂの第１開口４１０ｄの縁部と、拡散物遮蔽部５２ｂの開口縁部と、のＺ軸方向矢視における距離をＬ1とする。また、配線５２の枠状配線部５２ａと蓋体凹部４１０ａの底面４１０ｃとの隙間をｈ1とした場合、
Ｌ1＞ｈ1／ｔａｎα1        （７）
であることが好ましい。
【００９３】
また、後述するが、配線５１，５２，５３は、機能素子としてのジャイロセンサー素子２０Ａを形成するシリコン基板から成形され、ジャイロセンサー素子２０Ａの形成と同じ製造工程を経て形成することができる。すなわち、配線５２の枠状配線部５２ａと、蓋体凹部４１０ａの底面４１０ｃと、の隙間ｈ1は、ジャイロセンサー素子２０Ａと、蓋体凹部４１０ａの底面４１０ｃと、の隙間ｈ（式（１）参照）と略同じ隙間となる。
【００９４】
式（７）で表される関係を満足させて封止孔４１０ｂおよび拡散物遮蔽部５２ｂを形成することにより、封止部材４０を電子ビームにより溶融させたときに飛散する封止部材４０の金属成分を拡散物遮蔽部５２ｂに収容させることができ、ジャイロセンサー素子２０Ａの中でも僅かな振動が励振される駆動系構造体２１に、飛散した金属成分が付着することを防止でき、高い精度の性能を有するジャイロセンサー素子２０Ａを備える振動子４００を得ることができる。
【００９５】
上述した第３実施形態に係る振動子４００では、拡散物遮蔽部５２ｂは駆動系構造体２１に備える固定部２４とは独立し、配線５２に含めて形成されているが、これに限定されず、基体１０の主面１０ａ上に、機能素子としてのジャイロセンサー素子２０Ａ、および例示した配線５１，５２，５３を含む配線とは独立した形態であってもよい。すなわち、図１１に示す、振動子５００に備える拡散物遮蔽部であってもよい。
【００９６】
図１１（ａ）は振動子５００の部分外観平面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）に示すＨ−Ｈ´部の断面図である。なお、第３実施形態に係る振動子４００と同じ構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。
【００９７】
図１１（ａ），（ｂ）に示すように、振動子５００は、機能素子としてのジャイロセンサー素子２０Ａが配置される基体１０の主面１０ａ上に枠状の突起部６０を備えている。突起部６０は、ジャイロセンサー素子２０Ａ、および配線５１，５２，５３、などの構造体とは独立して配置されている。突起部６０の内側空間と主面１０ａとにより凹部６０ａが形成され、この凹部６０ａが振動子５００における拡散物遮蔽部６０ａ（以下、凹部６０ａを拡散物遮蔽部６０ａという）となる。
【００９８】
振動子５００の平面視、すなわちＺ軸方向の矢視において、封止孔５１０ａの蓋体５１０の凹部底面５１０ｂでの第１開口５１０ｃと蓋体５１０の外側での第２開口５１０ｄとを繋ぐ封止孔面５１０ｅと、蓋体５１０の凹部底面５１０ｂと、により成す面角度をα2とし、封止孔５１０ａの第１開口５１０ｃの縁部と、拡散物遮蔽部６０ａの開口縁部と、のＺ軸方向矢視における距離をＬ2とする。また、突起部６０と凹部底面５１０ｂとの隙間をｈ2とした場合、
Ｌ2＞ｈ2／ｔａｎα2        （８）
であることが好ましい。
【００９９】
式（８）で表される関係を満足させて封止孔５１０ａおよび拡散物遮蔽部６０ａを形成することにより、封止部材４０を電子ビームにより溶融させたときにキャビティー５００ａ内に飛散する封止部材４０の金属成分を拡散物遮蔽部６０ａに収容させることができ、ジャイロセンサー素子２０Ａの中でも僅かな振動が励振される駆動系構造体２１（図９参照）に、飛散した金属成分が付着することを防止でき、高い精度の性能を有するジャイロセンサー素子２０Ａを備える振動子５００を得ることができる。
【０１００】
また、後述するが、突起部６０は、機能素子としてのジャイロセンサー素子２０Ａを形成するシリコン基板から成形され、ジャイロセンサー素子２０Ａの形成と同じ製造工程を経て形成されている。すなわち、突起部６０と、キャビティー５００ａを構成する蓋体５１０の凹部底面５１０ｂと、の隙間ｈ2は、ジャイロセンサー素子２０Ａと、凹部底面５１０ｂと、の隙間ｈ（式（１）参照）と略同じ隙間となる。
【０１０１】
（第４実施形態）
上述した振動子１００，２００，３００，４００，５００の製造方法を、振動子１００を例に説明する。図１２は、第４実施形態として、第１実施形態に係る振動子１００の製造方法を示すフローチャートである。なお、本実施形態に係る製造方法においては、基体１０および蓋体３０は、基体１０が複数形成、集合させたウエハー基板として、蓋体３０も同様に、蓋体３０が複数形成、集合させたウエハー基板として、後述する工程を経て、振動子１００が形成されるものであるが、説明の便宜上、個片化された基体１０および蓋体３０として説明する。
【０１０２】
〔基体および蓋体準備工程〕
基体および蓋体準備工程（Ｓ１）では、図１３に示す基体１０および蓋体３０は、図１に示すＡ−Ａ´部における断面形状である。図１３（ａ）に示すように、ガラスを原料とする基体１０は、機能素子としてのジャイロセンサー素子２０（図１，２参照）に形成されるシリコン基板２が基体１０の主面１０ａに接合されて準備される。基体１０には予め駆動用固定電極部２２同士を電気的に接続する配線、検出用固定電極部２３同士を電気的に接続する配線などが形成されている。更に、シリコン基板２と基体１０の接合は、陽極接合法、ウエハー直接接合、あるいはそれらと同等の方法が用いられる。
【０１０３】
また、振動子１００のキャビティー１００ａを構成する凹部３０ａと、貫通孔の封止孔３０ｃが形成された蓋体３０が準備される。なお、基体および蓋体準備工程（Ｓ１）において準備される蓋体３０は、封止孔３０ｃが形成されている。封止孔３０ｃは、シリコン基板から形成された蓋体３０をウエットエッチング法によって形成され、シリコン基板のエッチング異方性によって封止孔面３０ｆは傾斜面に形成される。従って、第１開口３０ｄは第２開口３０ｅよりも小さくすることが出来る。封止孔３０ｃは、ウエットエッチング法の他に、ドライエッチング法、またはウエットエッチング法とドライエッチング法との組み合わせによって形成されても良い。その場合、少なくとも第１開口３０ｄの開口面積は第２開口３０ｅの開口面積よりも小さい面積であることが好ましい。
【０１０４】
〔機能素子形成工程〕
基体および蓋体準備工程（Ｓ１）において準備された基体１０に接合されたシリコン基板２を、図１３（ｂ）に示すように、機能素子としてのジャイロセンサー素子２０に成形する機能素子形成工程（Ｓ２）に移行される。機能素子形成工程（Ｓ２）では、半導体製造方法を用いたＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術により、シリコン基板２をジャイロセンサー素子２０の形態に精密加工する。このとき、シリコン基板２から、図１に示すジャイロセンサー素子２０の固定部２４ａに主面１０ａまでの貫通部２４ｃが形成される。形成された貫通部２４ｃと基体１０の主面１０ａとによって構成される凹部２４ｅが拡散物遮蔽部２４ｅとなる。
【０１０５】
このように機能素子形成工程（Ｓ２）において、機能素子としてのジャイロセンサー素子２０を形成するシリコン基板２の中に、ジャイロセンサー素子２０の形成と同時に、拡散物遮蔽部２４ｅを構成する貫通部２４ｃが形成される。機能素子形成工程（Ｓ２）において、ジャイロセンサー素子２０に加工されるシリコン基板２に、拡散物遮蔽部２４ｅをジャイロセンサー素子２０と同時に形成する加工方法は、上述した振動子２００における拡散物遮蔽部１２６、あるいは加速度センサー素子３３０を備える振動子３００における拡散物遮蔽部３３６、あるいは振動子４００における配線５２と共に形成される拡散物遮蔽部５２ｂ、あるいは振動子５００におけるジャイロセンサー素子２０Ａと独立して形成される拡散物遮蔽部６０ａの製造方法にも適用することができる。従って、それぞれの拡散物遮蔽部１２６，３３６，５２ｂ，６０ａは、機能素子を形成するシリコン基板２から形成される。
【０１０６】
〔蓋体接合工程〕
機能素子形成工程（Ｓ２）によって基体１０の主面１０ａ上に拡散物遮蔽部２４ｅを備えるジャイロセンサー素子２０が形成された後、基体および蓋体準備工程（Ｓ１）で準備されていた蓋体３０を基体１０に接合する蓋体接合工程（Ｓ３）に移行する。蓋体接合工程（Ｓ３）は、図１３（ｃ）に示すように、蓋体３０に備える封止孔３０ｃが、拡散物遮蔽部２４ｅに平面視で対応するように（図３参照）蓋体３０を基体１０の主面１０ａ上に載置し、基体１０の主面１０ａと、蓋体３０の接合面３０ｈと、を陽極接合により接合する。
【０１０７】
〔封止工程〕
蓋体接合工程（Ｓ３）の後、封止工程（Ｓ４）に移行する。封止工程（Ｓ４）では、図１３（ｄ）に示すように、初めに、封止孔３０ｃに封止部材４０が載置される。封止部材４０には、例えばＡｕ−Ｇｅ合金の半田ボールが用いることが好ましい。なお、封止部材４０にＡｕ−Ｇｅ合金の半田ボールを使用する場合には、封止孔３０ｃには図示しないＣｒＡｕなどの金属膜を予め成膜する、いわゆるメタライズが行われ、蓋体３０と封止部材４０の金属成分との濡れ性を高め、密着性を維持させることが好ましい。封止部材４０としては、Ａｕ−Ｓｉ合金、Ａｕ−Ｓｎ合金などをも散ることができる。
【０１０８】
次に、図１３（ｄ）に示す、封止部材４０を封止孔３０ｃに載置した状態での振動子１００を、減圧環境もしくは真空環境とした図示しないチャンバー内に収納し、載置された封止部材４０に対して、図１３（ｅ）に示すように電子ビームＲを照射し、溶融させ、封止孔３０ｃを塞ぐ封止部４０ａを形成する封止工程（Ｓ４）が行われる。封止工程（Ｓ４）が実行され、振動子１００のキャビティー１００ａは減圧状態、もしくは真空状態に気密封止され、振動子１００が完成する。なお、電子ビームＲとして、例えばＹＡＧレーザー、あるいは炭酸ガスレーザーなどの短波長レーザーを用いることで、短時間に封止部材４０を溶融させることができ、蓋体３０に対する熱影響を抑制することができる。
【０１０９】
なお、上述した製造方法は、個片化された形態での説明であるが、一般的には基体１０および蓋体３０はウエハー状態で形成される。従って、封止工程（Ｓ４）の後、振動子１００が複数形成された振動子ウエハーをダイシングして個片化する工程を備えることができる。
【０１１０】
本実施形態に係る振動子１００の製造方法によって、図１３（ｅ）に示す封止工程（Ｓ４）の封止部材４０が電子ビームＲの照射によって、封止部材４０の金属成分がキャビティー１００ａ内部に飛沫として、微小ではあるが拡散する。この拡散する金属飛沫は、封止孔３０ｃに対応して形成された基体１０の主面１０ａ上の拡散物遮蔽部２４ｅに収容され、ジャイロセンサー素子２０の駆動系構造体２１（図１参照）への付着が防止される。従って、高い精度の性能を有するジャイロセンサー素子２０を備える振動子１００を得ることができる。
【０１１１】
（第５実施形態）
図１４は、第５実施形態に係る電子デバイスを示し、（ａ）はモールド部材を省略した平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＪ−Ｊ´部の断面図である。図１４に示す電子デバイス１０００は、ベース基板１１００に接合された、第１実施形態に係る振動子１００を備える。更に振動子１００の蓋体３０の外面３０ｂ上に、半導体素子１２００が接合されている。半導体素子１２００は、図示しない振動子１００のジャイロセンサー素子２０を駆動させる駆動回路部と、ジャイロセンサー素子２０からの検出信号から角速度を演算する角速度演算回路部と、を少なくとも備えている。そして、ベース基板１１００に備える振動子１００と、半導体素子１２００と、を覆うようにモールド部材１３００が形成されている。
【０１１２】
ベース基板１１００は、図１４（ａ）に示すように、矩形形状の平面形状を有する板状の電気絶縁性の材料、例えばセラミックス基板、エポキシ樹脂基板、などが好ましい。本実施形態に係る電子デバイス１０００では、セラミックス基板を用いたベース基板１１００を例に説明する。
【０１１３】
ベース基板１１００の振動子１００が載置され接合される面１１００ａ（以下、載置面１１００ａという）に、振動子１００がエポキシ系の樹脂接着剤などを用いて接合されている。また、載置面１１００ａには、複数の振動子接続端子１１１０および基板接続端子１１２０が形成され、載置面１１００ａの反対の面となる外面１１００ｂには、図示しない外部基板に備える電極と接続するための外部接続端子１１３０が形成され、基板接続端子１１２０と外部接続端子１１３０と、は図示しないベース基板１１００内部に形成された配線により電気的に繋がっている。また、振動子接続端子１１１０は、図示しない振動子１００の外部端子と電気的に接続されている。
【０１１４】
半導体素子１２００には、振動子１００と電気的に接続された振動子接続端子１１１０と、ボンディングワイヤー１４１０によって接続される複数の接続パッド１２００ａを備えている。更に、半導体素子１２００には、ベース基板１１００の載置面１１００ａに形成された基板接続端子１１２０と、ボンディングワイヤー１４２０によって接続される複数の接続パッド１２００ｂと、を備えている。
【０１１５】
上述した電子デバイス１０００によれば、封止部材４０からの金属飛散物がジャイロセンサー素子２０、特に駆動系構造体２１（図１参照）に付着することを防止し、高い精度の性能を有するジャイロセンサー素子２０を備える振動子１００を用いることにより、高精度で信頼性の高い物理量検出デバイスを得ることができる。
【０１１６】
（第６実施形態）
第６実施形態に係る電子機器として、第１実施形態から第３実施形態に係る振動子１００，２００，３００，４００，５００、もしくは第５実施形態に係る電子デバイス１０００を備えるスマートフォンおよびデジタルスチルカメラについて説明する。なお、本実施形態では第５実施形態に係る電子デバイス１０００を例示して説明するが、第１実施形態から第３実施形態に係る振動子１００，２００，３００，４００，５００が組み込まれた電子回路基板を備える形態のスマートフォンおよびデジタルスチルカメラであってもよい。
【０１１７】
図１５はスマートフォン２０００を示す外観図である。スマートフォン２０００には、スマートフォン２０００の姿勢を検出する電子デバイス１０００が組み込まれている。電子デバイス１０００が組み込まれることにより、いわゆるモーションセンシングが実施され、スマートフォン２０００の姿勢を検出することができる。電子デバイス１０００の検出信号は、例えばマイクロコンピューターチップ２１００（以下、ＭＰＵ２１００という）に供給され、ＭＰＵ２１００はモーションセンシングに応じてさまざまな処理を実行することができる。その他、モーションセンシングは、携帯電話機、携帯型ゲーム機、ゲームコントローラー、カーナビゲーションシステム、ポインティングシステム、ヘッドマウンティングディスプレイ、タブレットパソコンなどの電子機器で電子デバイス１０００を組み込むことにより、利用することができる。
【０１１８】
図１６はデジタルスチルカメラ３０００（以下、カメラ３０００という）を示す外観図である。カメラ３０００には、カメラ３０００の姿勢を検出する電子デバイス１０００が組み込まれている。組み込まれた電子デバイス１０００の検出信号は手ぶれ補正装置３１００に供給される。手ぶれ補正装置３１００は電子デバイス１０００の検出信号に応じて、例えばレンズセット３２００内の特定のレンズを移動させ、手ぶれによる画像不良を抑制することができる。また、デジタルビデオカメラへ電子デバイス１０００および手ぶれ補正装置３１００を組み込むことによりカメラ３０００と同様に手ぶれの補正をすることができる。
【０１１９】
（第７実施形態）
第１実施形態から第３実施形態に係る振動子１００，２００，３００，４００，５００、もしくは第５実施形態に係る電子デバイス１０００を備える第７実施形態としての移動体の具体例として、自動車について説明する。図１７は、第７実施形態に係る自動車４０００の外観図である。図１７に示すように、自動車４０００には電子デバイス１０００が組み込まれている。電子デバイス１０００は車体４１００の姿勢を検出する。電子デバイス１０００の検出信号は車体姿勢制御装置４２００に供給される。車体姿勢制御装置４２００は供給された信号に基づき車体４１００の姿勢状態を演算し、例えば車体４１００の姿勢に応じた緩衝装置（いわゆるサスペンション）の硬軟を制御したり、個々の車輪４３００の制動力を制御したりすることができる。このような電子デバイス１０００を用いた姿勢制御は、二足歩行ロボット、航空機、あるいはラジコンヘリコプターなどの玩具に利用することができる。
【符号の説明】
【０１２０】
１０…基体、２０…機能素子（ジャイロセンサー素子）、２４ｅ…拡散物遮蔽部、３０…蓋体、３０ｃ…封止孔、４０…封止部材、１００…振動子。
【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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