(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子と、
基部、前記基部から第１方向に沿って延出している連結部、前記連結部から前記第１方向に対して交差する第２方向に沿って延出しており駆動電極を有する駆動部、および前記基部から前記第２方向に沿って延出している検出部を含む物理量検出振動片と、
を備え、
前記検出部は、
前記基部の前記第２方向における一方側に延出している第１の検出用振動腕と、
前記基部の前記第２方向における前記一方側とは反対の他方側に延出している第２の検出用振動腕と、
を含み、
前記半導体素子の前記第２方向に沿った寸法は、前記第１の検出用振動腕の前記基部とは反対側の端から前記第２の検出用振動腕の前記基部とは反対側の端までの寸法よりも大きく、
平面視で、前記半導体素子は、前記基部および前記検出部と重なっており、かつ、前記駆動電極と重なっていないことを特徴とする物理量検出デバイス。
【請求項２】
前記物理量検出振動片が前記半導体素子の能動面側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の物理量検出デバイス。
【請求項３】
前記物理量検出振動片は、前記基部から延出している支持部を備え、
前記支持部が、前記半導体素子の固定位置で接続されており、
平面視で、前記検出部は、前記基部と前記固定位置との間に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の物理量検出デバイス。
【請求項４】
前記連結部は、
前記基部の前記第１方向における一端側から延出している第１の連結部と、
前記基部の前記第１方向における前記一端とは反対の他端側から延出している第２の連結部と、を含み、
前記駆動部は、
前記第１の連結部から延出している第１駆動部と、
前記第２の連結部から延出している第２駆動部と、を含み、
平面視で、前記半導体素子は、前記第１駆動部と前記第２駆動部との間に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の物理量検出デバイス。
【請求項５】
前記第１駆動部は、
前記第１の連結部の前記第２方向における一方側に延出している第１の駆動用振動腕と、
前記第１の連結部の前記第２方向における前記一方側とは反対の他方側に延出している第２の駆動用振動腕と、を含み、
前記第２駆動部は、
前記第２の連結部の前記第２方向における前記一方側に延出している第３の駆動用振動腕と、
前記第２の連結部の前記第２方向における前記他方側に延出している第４の駆動用振動腕と、を含むことを特徴とする請求項４に記載の物理量検出デバイス。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の物理量検出デバイスを備えていることを特徴とする電子機器。
【請求項７】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の物理量検出デバイスを備えてい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、物理量検出デバイス、それを用いた電子機器と移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物理量検出デバイスの一例として、加速度や角速度などをセンシングする振動デバイスが知られている。振動デバイスは、物理量検出振動片と、その物理量検出振動片を駆動する機能、物理量を検出する機能を有する半導体素子と、を備えている。
このような振動デバイスとして、物理量検出振動片としての振動ジャイロ素子と、半導体素子としてのシリコン基板と、がシリコン基板の平面視で、重なる位置に配置されているセンサーデバイス（振動デバイス）が特許文献１に開示されている。
また、特許文献２では、パッケージの平面視で、ジャイロ素子（振動素子）とＩＣチップ（半導体素子）とが、互いに重ならない位置に並設されている振動デバイスが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１７２９７０号公報
【特許文献２】特開２０１３−０３０８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の振動デバイスでは、シリコン基板の平面視で、駆動電極全体が駆動部がシリコン基板と重なっているため、駆動部に電流を流すことによって発生する電気的ノイズが、シリコン基板に構成された回路に干渉し易くなり検出精度に影響を及ぼす虞があった。
【０００５】
また、特許文献２に記載の振動デバイスでは、ＩＣチップの平面視で、ジャイロ素子とＩＣチップとが、重ならない位置に横並びに配置（並設）されているため、振動デバイスの平面サイズが大きくなる虞があった。
【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］本適用例に係る物理量検出デバイスは、半導体素子と、前記半導体素子の平面視で、前記半導体素子と一部が重なる物理量検出振動片と、を備え、前記物理量検出振動片は、駆動電極を有する駆動部と、検出部と、を含み、前記半導体素子の平面視で、前記駆動電極の少なくとも一部の領域が前記半導体素子と重ならないことを特徴とする。
【０００８】
本適用例によれば、駆動電極の少なくとも一部が半導体素子と重ならない位置に配置されていることから、従来の駆動部全体が半導体素子と重なっている物理量検出デバイスと比較して、駆動部に配置されている駆動電極は、半導体素子の回路と対面する面積が小さくなる。
【０００９】
その結果、駆動電極と半導体素子との間に発生する浮遊容量を小さくすることができるととともに、駆動電極から発生する電界および磁界が半導体素子に与える影響も小さくなる。そのため、駆動電極から発生される電気的ノイズが半導体素子に与える影響を小さく抑えることができる。
【００１０】
さらに、半導体素子の平面視で、物理量検出振動片と半導体素子とが重ねられてパッケージに収納されるので、物理量検出デバイスは平面サイズの縮小に伴い小型化される。
【００１１】
［適用例２］上記適用例に記載の物理量検出デバイスにおいて、前記物理量検出振動片が前記半導体素子の能動面側に配置されていることを特徴とする。
【００１２】
本適用例によれば、物理量検出振動片の駆動電極、および検出部に形成されている検出部用電極（以下、検出電極という）と半導体素子の駆動および検出回路用パッド電極とを直接接続することが可能であるから、物理量検出振動片の電極と半導体素子のパッド電極とを導通するための配線などを無くす、または短くできるため、電気的ノイズの影響を低減することができる。
【００１３】
［適用例３］上記適用例に記載の物理量検出デバイスにおいて、前記半導体素子の平面視で、前記検出部が前記半導体素子と重なっていることを特徴とする。
【００１４】
本適用例によれば、検出電極は、駆動電極と比較して電気的ノイズの発生が少ないため、半導体素子と重なる位置に配置しても、半導体素子に電気的ノイズの影響を及ぼし難い。そのため、平面サイズを小さくできるので、物理量検出デバイスの小型化を図ることができる。
【００１５】
［適用例４］上記適用例に記載の物理量検出デバイスにおいて、前記物理量検出振動片は、基部と、前記基部から延出している支持部と、を備え、前記支持部が、前記半導体素子の固定位置で接続されており、前記半導体素子の平面視で、前記検出部が、前記基部と前記固定位置との間に配置されていることを特徴とする。
【００１６】
本適用例によれば、基部と固定位置との間に検出部が配置されるように構成することで、半導体素子上の物理量検出振動片を保持するための支持部を長くすることができるため、固定による歪が支持部を介して基部に伝わるのを低減することが可能となる。従って、物理量検出振動片の保持に伴う歪の影響を低減した高精度の物理量検出デバイスを得ることができる。
【００１７】
［適用例５］上記適用例に記載の物理量検出デバイスにおいて、前記半導体素子の平面視で、前記駆動部は第１駆動部および第２駆動部を有し、前記第１駆動部と前記第２駆動部との間に前記半導体素子が配置されていることを特徴とする。
【００１８】
本適用例によれば、半導体素子が第１駆動部と第２駆動部との間に配置されていることから、駆動電極に電流が流れることによって発生する電気的ノイズが、半導体素子の検出回路まで到達し難くすることが可能になる。従って、半導体素子の微弱な信号を増幅して検出する検出回路に干渉することなく、物理量の検出精度が劣化することを低減できる。
【００１９】
［適用例６］上記適用例に記載の物理量検出デバイスにおいて、前記物理量検出振動片は、基部と、前記基部から第１方向に沿って延出している第１の連結部と、前記基部から前記第１方向とは反対の方向に沿って延出している第２の連結部と、を備え、前記駆動部は、前記第１の連結部から前記第１方向と交差する第２方向に沿って延出している第１の駆動用振動腕と、前記第１の連結部から前記第２方向とは反対の方向に沿って延出している第２の駆動用振動腕と、前記第２の連結部から前記第２方向に沿って延出している第３の駆動用振動腕と、前記第２の連結部から前記第２方向とは反対の方向に沿って延出している第４の駆動用振動腕と、を含み、前記検出部は、前記基部から前記第２方向に沿って延出している第１の検出用振動腕と、前記基部から前記第２方向とは反対の方向に沿って延出している第２の検出用振動腕と、を含むことを特徴とする。
【００２０】
本適用例によれば、第１方向と第２方向とで形成される平面に直交する方向に沿った軸まわりの角速度を検出することが可能になる。また、基部を中央部にして振動姿態を対称にすることが可能になり、外部からの振動、衝撃に強く、安定した振動特性を得ることができる。従って、電気的ノイズの影響を低減し、物理量検出デバイスに加えられる角速度などの誤検出を低減させることができる。
【００２１】
［適用例７］上記適用例に記載の物理量検出デバイスにおいて、前記物理量検出振動片は、基部を含み、前記駆動部は、前記基部の一端から延出している第１および第２の駆動用振動腕を含み、前記検出部は、前記基部の前記一端とは反対側の他端から延出している第１および第２の検出用振動腕を含むことを特徴とする。
【００２２】
本適用例によれば、第１および第２の駆動用振動腕の延出方向に沿った軸まわりの角速度を検出することが可能になる。また、駆動用振動腕と検出用振動腕とが、基部の同一軸方向の両端部からそれぞれ延出しているので、駆動電極と検出電極が分離される。
【００２３】
従って、駆動電極と検出電極の電極間、あるいは配線間の静電結合などの電気的ノイズが低減され、検出感度が安定する。さらに、第１の駆動用振動腕と、第２の駆動用振動腕と、をともに駆動させることにより、励振効率が向上して等価直列抵抗値を低減することができ、それに伴って消費電流の低減を図ることができる。
【００２４】
［適用例８］本適用例に係る電子機器は、上記適用例のいずれか一例に記載の物理量検出デバイスを備えていることを特徴とする。
【００２５】
本適用例によれば、半導体素子へのノイズの影響を低減した物理量検出デバイスを用いているため、特性の安定した高信頼性の電子機器を提供することができる。
【００２６】
［適用例９］本適用例に係る移動体は、上記適用例のいずれか一例に記載の物理量検出デバイスを備えていることを特徴とする。
【００２７】
本適用例によれば、半導体素子へのノイズの影響を低減した物理量検出デバイスを用いているため、特性の安定した高信頼性の移動体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１実施形態に係る物理量検出デバイスとしての振動デバイスを模式的に示す平面図。
【図２】図１中のＡ−Ａ線の断面図。
【図３】第２実施形態に係る物理量検出デバイスとしての振動デバイスを模式的に示す平面図。
【図４】図３中のＢ−Ｂ線の断面図。
【図５】変形例１に係る物理量検出デバイスとしての振動デバイスを模式的に示す平面図。
【図６】第３実施形態に係る物理量検出デバイスとしての振動デバイスを模式的に示す平面図。
【図７】電子機器の一例としてのモバイル型のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図。
【図８】電子機器の一例としての携帯電話機の構成を示す斜視図。
【図９】電子機器の一例としてのデジタルスチールカメラの構成を示す斜視図。
【図１０】移動体の一例としての自動車の構成を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００３０】
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係る物理量検出デバイスの一例として、角速度を検出する振動デバイス１（ジャイロセンサー）を用いて、図１、図２に沿って説明する。
図１は、第１実施形態に係る物理量検出デバイスとしての振動デバイスを模式的に示す平面図であり、図２は、図１中のＡ−Ａ線の断面図である。なお、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。
【００３１】
以下の各図では、説明の便宜上、互いに直交する３軸をＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を図示しており、その図示した矢印の先端側を「＋側」、基端側を「−側」としている。Ｚ軸は、半導体素子と物理量検出振動片としての振動素子とが積層する方向と一致する。また、Ｘ軸に平行な方向を「第２方向（−Ｘ軸方向）」と言い、Ｙ軸に平行な方向を「第１方向（−Ｙ軸方向）」と言い、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向」と言う。さらに、Ｚ軸方向から見たときの平面視において、＋Ｚ軸方向の面を上面、−Ｚ軸方向の面を下面として説明する。
【００３２】
図１、図２に示すように、本実施形態の物理量検出デバイスの一例としての振動デバイス１は、半導体素子１０と、物理量検出振動片としての振動素子（ジャイロ素子）２０と、パッケージ３０などを備えている。
【００３３】
（振動素子の構造）
まず、振動デバイス１に搭載される振動素子２０の構造について説明する。
図１に示すように、本実施形態の振動素子２０は、いわゆるダブルＴ型と呼ばれる構成で、振動素子２０の厚さ方向（Ｚ軸方向）、つまり、後述の説明の通りＺ軸まわりの角速度を検出するジャイロ素子である。振動素子２０は、後述の説明の通り基材を加工することにより一体に形成された基部２１と、連結部と、駆動部としての駆動用振動腕と、検出部としての検出用振動腕と、を備えている。
【００３４】
駆動部は、第１駆動部と第２駆動部とを有している。また、第１駆動部は、第１の駆動用振動腕２４と第２の駆動用振動腕２５から構成されており、第２駆動部は、第３の駆動用振動腕２６と第４の駆動用振動腕２７から構成されている。
【００３５】
詳細に説明すると、振動素子２０は、振動素子２０の中央の略四角形の基部２１と、基部２１から第１方向（−Ｙ軸方向）に沿って延出している連結部としての第１の連結部２２と、基部２１から第１方向とは反対の方向（＋Ｙ軸方向）に沿って延出している連結部としての第２の連結部２３と、を備えている。
【００３６】
さらに、振動素子２０は、第１の連結部２２の、基部２１とは反対の方向の先端部から、第２方向（−Ｘ軸方向）に沿って延出している第１の駆動用振動腕２４と、第１の連結部２２の、基部２１とは反対の方向の先端部から、第２方向とは反対の方向（＋Ｘ軸方向）に沿って延出している第２の駆動用振動腕２５と、を備えている。
【００３７】
また、振動素子２０は、第２の連結部２３の、基部２１とは反対の方向の先端部から、第２方向（−Ｘ軸方向）に沿って延出している第３の駆動用振動腕２６と、第２の連結部２３の、基部２１とは反対の方向の先端部から、第２方向とは反対の方向（＋Ｘ軸方向）に沿って延出している第４の駆動用振動腕２７と、を備えている。
【００３８】
さらに、振動素子２０は、基部２１から第２方向（−Ｘ軸方向）に沿って延出している第１の検出用振動腕２８と、基部２１から第２方向とは反対の方向（＋Ｘ軸方向）に沿って延出している第２の検出用振動腕２９と、を備えている。
【００３９】
なお、以下において、第１の連結部２２、第２の連結部２３をまとめて、連結部２２、２３と記載し、第１の駆動用振動腕２４、第２の駆動用振動腕２５、第３の駆動用振動腕２６、第４の駆動用振動腕２７をまとめて、駆動用振動腕２４〜２７と記載し、第１の検出用振動腕２８、第２の検出用振動腕２９をまとめて、検出用振動腕２８，２９と記載する。
【００４０】
駆動用振動腕２４〜２７には、ＸＹ面内で屈曲振動させるための駆動電極５１，５２が形成されている。具体的には、駆動用振動腕２４〜２７の上面および下面のそれぞれに、駆動電極５１，５１（下面側は図示せず）が形成され、駆動用振動腕２４〜２７の一対の側面のそれぞれに、駆動電極５２，５２が形成されている。
【００４１】
検出用振動腕２８，２９には、屈曲振動する際に発生する電位差を検出するための検出電極５３，５４が形成されている。具体的には、検出用振動腕２８，２９の上面および下面のそれぞれに、検出電極５３，５３（下面側は図示せず）が形成され、検出用振動腕２８，２９の一対の側面のそれぞれに、検出電極５４，５４が形成されている。
【００４２】
また、振動素子２０は、基部２１の下面に配置されている電極（図示せず）の表面に複数（本例では４個）の接合部材７０が配置されている。一方、後述する半導体素子１０には、固定位置８０の領域に接続電極１３が備えられており、この接続電極１３に接合部材７０が接合され、これにより振動素子２０は固定位置８０において固定（保持）されている。
【００４３】
本実施形態では、接合部材７０は、例えば、Ａｕスタッドバンプで形成された突起電極（突起端子）となっているが、突起電極となる材料であれば限定されることはなく、Ａｕスタッドバンプの他に、銅、アルミやはんだボールなど他の導電性材料でもよい。また、銀粉や銅粉などの導電性フィラーと合成樹脂などとを混合した導電性接着剤でもよい。
【００４４】
このように接合部材７０を突起形状とすることにより、振動素子２０を半導体素子１０に搭載した状態において、振動素子２０と半導体素子１０との間に隙間を形成させることができ、その結果、振動素子２０と半導体素子１０との接触を回避することができる。
【００４５】
次に、駆動用振動腕２４〜２７、および検出用振動腕２８，２９の先端部に設けられている錘部について説明する。第１の駆動用振動腕２４の先端部には、基部２１側より幅広形状を成す略四角形の錘部４４が形成されている。同様に、第２の駆動用振動腕２５の先端部には、錘部４５が形成され、第３の駆動用振動腕２６の先端部には、錘部４６が形成され、第４の駆動用振動腕２７の先端部には、錘部４７が形成されている。
【００４６】
また、第１の検出用振動腕２８の先端部には、基部２１側より幅広形状を成す略四角形の錘部４８が形成されており、同様に、第２の検出用振動腕２９の先端部には、錘部４９が形成されている。そして、錘部４４〜４９の上面には、錘電極５０が形成されている。
【００４７】
錘部４４〜４９を設けることによって、駆動用振動腕２４〜２７および検出用振動腕２８，２９は、その長さを短くしても高次振動モードの発生を低減して共振周波数が安定し、その結果、角速度の検出感度を安定させることができる。
【００４８】
また、質量効果を得て、振動素子２０の小型化を図ることが可能になり、さらに、駆動用振動腕２４〜２７の共振周波数を低くすることが可能になる。なお、錘部４４〜４９は、必要に応じて複数の幅（Ｙ軸方向の長さ）を有していてもよく、省略してもよい。
【００４９】
錘電極５０は、振動素子２０の共振周波数調整の際に利用される。すなわち、錘電極５０にレーザーを照射する方法などにより、錘電極５０の一部を除去して質量を変化（減少）させて各振動腕の共振周波数を変化（上昇）させることにより、共振周波数を調整することができる。
【００５０】
（振動素子の材料）
次に、振動デバイス１に搭載される振動素子２０の材料について説明する。
振動素子２０は、基材（主要部分を構成する材料）として圧電材料である水晶を用いている。水晶は、結晶軸として電気軸と呼ばれるＸ軸、機械軸と呼ばれるＹ軸、および光学軸と呼ばれるＺ軸を有している。
【００５１】
本実施形態では、水晶の結晶軸において直交するＸ軸およびＹ軸で規定される平面に沿って切り出されて平板状に加工され、平面と直交するＺ軸方向に所定の厚さを有したいわゆる水晶Ｚ板を基材として用いている。なお、ここでいう所定の厚さは、共振周波数、外形サイズ、加工性などにより適宜設定される。
【００５２】
振動素子２０を形成する平板は、水晶からの切り出し角度の誤差を、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各々につき若干の範囲で許容できる。例えば、Ｘ軸を中心に０度から２度の範囲で回転して切り出したものを使用することができる。Ｙ軸およびＺ軸についても同様である。
【００５３】
本実施形態において振動素子２０は、水晶を用いたが、他の圧電材料、例えば、タンタル酸リチウムやチタン酸ジルコン酸鉛などを基材として用いてもよい。
【００５４】
振動素子２０は、フォトリソグラフィー技術を用いたエッチング（ウエットエッチングまたはドライエッチング）によって形成されており、１枚の水晶ウェハーから複数個取りすることが可能である。
【００５５】
（振動素子の動作）
次に、振動デバイス１に搭載される振動素子２０の動作について説明する。
半導体素子１０に設けられている駆動回路（図示せず）から、振動素子２０に設けられている駆動電極５１，５２に電流を流し、振動変位が第１方向となるように、駆動用振動腕２４，２５と駆動用振動腕２６，２７とが、互いに離反と接近とを交互に繰り返す屈曲振動をさせる。このとき、駆動電極５１，５２から電気的なノイズが発生する。
【００５６】
そして、振動素子２０の面内に垂直な方向、つまりＺ軸方向の回転によるＺ軸まわりの角速度が振動素子２０に加わることによって、駆動用振動腕２４〜２７が延出方向にコリオリ力を受ける。このコリオリ力を受けた駆動用振動腕２４〜２７から基部２１を介して検出用振動腕２８，２９には、連結部２２，２３の延出方向に変位する検出振動が生じる。この検出用振動腕２８，２９の検出振動の大きさは、作用するコリオリ力の大きさに比例するので、角速度の大きさに比例することになる。
【００５７】
従って、振動デバイス１は、検出用振動腕２８，２９に設けられている検出電極５３，５４が、振動による歪によって変化する電極間の電位差を検出することによって、角速度の大きさを求めることができる。
【００５８】
（半導体素子の構造）
次に、振動デバイス１に搭載される半導体素子１０の構造について説明する。
半導体素子１０の能動面１１（上面）には、トランジスターやメモリー素子などの回路素子（図示せず）、および、回路配線を含んで構成される集積回路（図示せず）などが形成されている。
【００５９】
集積回路には、振動素子２０を駆動振動させるための駆動回路（図示せず）、角速度などが加わったときに振動素子２０に生じる電圧差を検出するＱＶアンプなどの検出回路（図示せず）などが備えられている。ここで、ＱＶアンプとは、容量変化型のチャージアンプのことである。
【００６０】
また、能動面１１には、熱膨張（収縮）によって、半導体素子１０と振動素子２０との間に生じる応力を緩和する応力緩和層（図示せず）が設けられていてもよい。
【００６１】
（半導体の電極構成）
次に、振動デバイス１に搭載される半導体素子１０の電極構成について説明する。
先述のように、半導体素子１０には、能動面１１側に集積回路に導通している接続電極１３が備えられている。
【００６２】
能動面１１には、パッシベーション膜となる第１絶縁膜（図示せず）が形成されており、この第１絶縁膜には、接続電極１３上に開口部（図示せず）が形成されている。なお、能動面１１に応力緩和層が設けられている場合には、応力緩和層の接続電極１３上に開口部が形成されており、接続電極１３は、それぞれの開口部内にて外部に露出した状態となっている。
【００６３】
第１絶縁膜は、酸化珪素（ＳｉＯ2）、窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）などの無機絶縁材料によって形成することができる。第１絶縁膜を形成する他の材料としては、例えば、ポリイミド樹脂、シリコーン変性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ＢＣＢ（benzocyclobutene）およびＰＢＯ（polybenzoxazole）などの樹脂を挙げることができる。
【００６４】
また、半導体素子１０に設けられた集積回路には、接続電極１３以外に、パッド電極（図示せず）、およびこれらのパッド電極と接続された配線が設けられている。集積回路は、これらのパッド電極、あるいは配線などを介して配線用端子１４と接続されている。配線用端子１４は、電気的あるいは機械的な接続をするためにパッド状に形成されている。
【００６５】
配線用端子１４は、例えば、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）などのワイヤー１５を用いて行われる、いわゆるワイヤーボンディングによって、後述するベース基板３１に設けられている接続部１６と接続されている。
【００６６】
接続電極１３、パッド電極（図示せず）、および配線用端子１４は、チタン（Ｔｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、または、これらを含む合金などによって形成されている。特に、配線用端子１４については、ワイヤーボンディングの際の接合性を高めるため、その表面にニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）などのめっきを施しておくのが好ましい。
【００６７】
このような構成にすることによって、特に、さびによる接触性、接合性の低下を低減することができる。また、半田めっき、半田プリコートなどの最表面処理を施したものでもよい。
【００６８】
（振動素子の配置）
本発明の特徴は、半導体素子１０の平面視で、駆動電極５１，５２の少なくとも一部が、半導体素子１０と重なっていない領域を備えるように、振動素子２０と半導体素子１０とを重ねて配置する点にある。しかし、以降で説明する実施形態、および変形例においては、本発明の効果を最大限発揮できる形態として、半導体素子１０の平面視で、駆動用振動腕が、半導体素子１０と重なっていない形態、すなわち、駆動用振動腕に配置されている駆動電極５１，５２が、半導体素子１０と重なっていない形態を用いて説明する。
【００６９】
具体的に、まず本実施形態では、第１の駆動用振動腕２４および第２の駆動用振動腕２５に形成されている駆動電極５１，５２が、半導体素子１０より第１方向側の、半導体素子１０と重ならない位置に配置されている。
【００７０】
また、第３の駆動用振動腕２６および第４の駆動用振動腕２７に形成されている駆動電極５１，５２が、半導体素子１０より第１方向とは反対側の、半導体素子１０と重ならない位置に配置されている。
【００７１】
また、基部２１と、検出用振動腕２８，２９に形成されている検出電極５３，５４と、連結部２２，２３の一部分と、は半導体素子１０と重なる位置に配置されている。
【００７２】
このような構成にすることによって、従来の駆動用振動腕全体が半導体素子と重なっている振動デバイスと比較して、駆動用振動腕２４〜２７に配置されている駆動電極５１，５２は、半導体素子１０の回路（図示せず）と対面する面積が小さくなる。
【００７３】
その結果、駆動電極５１，５２と半導体素子１０との間に発生する浮遊容量を小さくすることができるととともに、駆動電極５１，５２から発生する電界および磁界が半導体素子１０に与える影響も小さくなる。そのため、駆動電極５１，５２から発生される電気的ノイズが半導体素子１０に与える影響を小さく抑えることが可能である。
【００７４】
特に、駆動電極５１，５２と、検出電極５３，５４からの信号を増幅する検出回路（ＱＶアンプ）と、が重ならない位置に配置されることによって、角速度の検出精度が劣化することを低減できる。これにより、例えば、耐ノイズ特性に余裕ができるため、駆動電極５１，５２に電流を流して駆動用振動腕２４〜２７の振動変位を大きくし易くなるので、角速度の検出感度を向上させることも可能になる。
【００７５】
さらに、半導体素子１０の平面視で、振動素子２０と半導体素子１０とが重ねられてパッケージに収納されるので、振動デバイス１は平面サイズの縮小に伴い小型化される。
【００７６】
また、振動素子２０は、半導体素子１０の能動面１１側、つまり、半導体素子１０に設けられている集積回路側に配置されている。
【００７７】
振動素子２０に設けられている駆動電極５１，５２および検出電極５３，５４と、半導体素子１０の、駆動回路および検出回路用パッド電極（図示せず）と、を対向させて接合部材７０を介して接続することが可能である。
【００７８】
従って、駆動電極５１，５２および検出電極５３，５４と、半導体素子１０のパッド電極と、を導通するための配線を半導体素子１０に構成しなくてもよいか、あるいは、配線を短くすることができる。つまり、半導体素子１０の集積回路において駆動電極５１，５２に流すための電流の配線経路が短くなるので、この電流によって、集積回路の配線から発生する電気的ノイズが他の回路要素に与える影響を低減することができる。
【００７９】
一方、検出用振動腕２８，２９は、半導体素子１０の平面視で、半導体素子１０と重なる位置に配置されていてもよい。
【００８０】
なぜなら、検出用振動腕２８，２９は、駆動電極５１，５２と比較して電気的ノイズの発生が少ないため、半導体素子１０と重なる位置に配置しても、例えば、半導体素子１０の検出回路（ＱＶアンプ）に電気的ノイズの影響を及ぼし難いからである。このような構成にすることによって、振動デバイス１の平面サイズを縮小できるので小型化を図ることが可能になる。
【００８１】
（パッケージ、蓋体）
次に、振動デバイス１を構成するパッケージ３０、および蓋体３５について説明する。
パッケージ３０は、ベース基板３１と、側壁３２と、シームリング３４などから構成されている。
【００８２】
パッケージ３０には、ベース基板３１に環状の側壁３２を積層することによって、中央部が凹形状の内部空間１７が形成されており、この内部空間１７には、半導体素子１０と振動素子２０などが収納されている。
内部空間１７は、減圧雰囲気中で、例えば、シーム溶接装置などを用いて、シームリング３４を溶融し、蓋体３５を接合することによって略真空に気密封止されている。
【００８３】
ベース基板３１は、例えば、セラミックのような絶縁性材料で形成されている。ベース基板３１の主面３３（上面）には、半導体素子１０の能動面１１と表裏の関係となる半導体素子１０の非能動面１２が、接着剤などの接合材（図示せず）によって接合されている。
【００８４】
主面３３には、さらに接続部１６が形成されており、この接続部１６には、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）などの金属被膜が表面に形成されている。
【００８５】
接続部１６は、配線（図示せず）によってベース基板３１に設けられた外部端子（図示せず）と接続されている。なお、本実施形態では、配線用端子１４と接続部１６との接続にワイヤー１５を用いる構成で説明したが、ワイヤー１５に替えてフレキシブル配線基板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuits）などを用いて接続することもできる。
【００８６】
蓋体３５は、セラミック、金属、ガラスなどの材質を選択して板状に形成されている。例えば、金属の場合には、一般に他の材料よりも割れや欠けが発生し難い利点がある。
【００８７】
以上で説明した実施形態の振動デバイス１によれば、以下の効果が得られる。
従来の駆動用振動腕全体が、半導体素子と重なっている振動デバイスと比較して、駆動用振動腕２４〜２７に配置されている駆動電極５１，５２は、半導体素子１０の回路（図示せず）と対面する面積が小さくなる。
【００８８】
その結果、駆動電極５１，５２と半導体素子１０との間に発生する浮遊容量を小さくすることができるとともに、駆動電極５１，５２から発生する電界および磁界が半導体素子１０に与える影響も小さくなるので、駆動電極５１，５２から発生される電気的ノイズが半導体素子１０に与える影響を小さく抑えることが可能となる。
【００８９】
特に、駆動電極５１，５２と、検出電極５３，５４からの信号を増幅する検出回路（ＱＶアンプ）と、が重ならないようにすることで、角速度の検出精度が劣化することを低減できる。これにより、例えば、耐ノイズ特性に余裕ができるために、駆動電極５１，５２に電流を流して、駆動用振動腕２４〜２７の振動変位を大きくし易くなるので、角速度の検出感度を向上させることが可能になる。
【００９０】
さらに、半導体素子１０の平面視で、振動素子２０の電気的ノイズの発生が少ない部分と半導体素子１０とが重ねられてパッケージに収納されるので、振動デバイス１は平面サイズの縮小に伴い小型化される。
【００９１】
また、振動素子２０は、半導体素子１０の能動面１１側、つまり、半導体素子１０に設けられている集積回路側に配置されていることから、振動素子２０に設けられている駆動電極５１，５２および検出電極５３，５４と半導体素子１０の駆動および検出回路用パッド電極（図示せず）とを直接接続することが可能である。
【００９２】
言い換えれば、振動素子２０の駆動電極５１，５２、および検出電極５３，５４と半導体素子１０の駆動および検出回路用パッド電極とを導通するための配線などを無くす、または配線を短くできるため、電気的ノイズの影響を低減することができる。
【００９３】
一方、検出電極５３，５４は、駆動電極５１，５２と比較して電気的ノイズの発生が少ないため、半導体素子１０と重なる位置に配置しても、半導体素子１０の検出回路に電気的ノイズの影響を及ぼし難い。このようなことから、半導体素子１０の平面視で、検出電極５３，５４を、半導体素子１０と重なる位置に配置することによって、振動デバイス１の平面サイズを小さくできるので、小型化を図ることができる。
【００９４】
本実施形態で説明しているダブルＴ型と呼ばれる構成にすることによって、Ｚ軸まわりの角速度を検出することが可能であり、基部２１を中央部にして振動姿態が対称になる。従って、外部からの振動、衝撃に強く、安定した振動特性を得ることができるので、外部からのノイズの影響を低減し、振動デバイス１に加えられる角速度などの誤検出を低減させることができる。
【００９５】
特に、半導体素子１０の平面視で、駆動電極５１，５２と半導体素子１０とが重なっていない場合には、先述した錘電極５０の一部を除去することによって、駆動用振動腕２４〜２７と検出用振動腕２８，２９の共振周波数を調整する、いわゆる離調周波数調整工程において、錘電極５０に向けて照射されるレーザー光によって半導体素子１０が溶融される虞を低減することもできる。
【００９６】
本実施形態では、物理量検出振動片としてダブルＴ型のジャイロ素子を用いたジャイロセンサーを例に説明したが、物理量検出デバイスとしてはこれに限らない。他の物理量検出デバイスとしては、例えば、物理量検出振動片として音叉型、あるいは後述するＨ型のジャイロ素子を用いたジャイロセンサーなどであってもよい。
【００９７】
以上、本発明の実施形態に係る物理量検出振動片の一例として、圧電材料である水晶を基材とする振動素子２０を挙げて説明したが、シリコン基板やガラス基板上に機械的に可動な構造体を半導体微細加工技術で形成したＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）素子であっても構わない。ＭＥＭＳ素子の場合は、半導体回路を組み込んで製造することが容易であり、微細化、高機能化に対して有利である。
【００９８】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係る物理量検出デバイスの一例として、角速度を検出する振動デバイス１ａ（ジャイロセンサー）を用い、図３、図４に沿って説明する。
図３は、第２実施形態に係る振動デバイスの概略構成を模式的に示す平面図である。図４は、図３中のＢ−Ｂ線の断面図である。
【００９９】
図３に示すように、第２実施形態に係る振動デバイス１ａは、半導体素子１０と、物理量検出振動片としての振動素子（ジャイロ素子）２０ａと、パッケージ３０などを備えており、上記第１実施形態の振動デバイス１とは振動素子の構造が異なるものである。上記第１実施形態との共通部分については、同一符号を付して説明を省略し、上記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【０１００】
（振動素子の構造）
図３に示すように、振動素子２０ａも、第１実施形態と同様に、ダブルＴ型と呼ばれる構成のジャイロ素子である。従って、振動素子の動作は第１実施形態と同じである。ただし、第１実施形態のように、振動素子２０の中央部に配置されている基部２１の下面に設けられている接合部材７０を介して半導体素子１０に接続されている構造ではない。
【０１０１】
第２実施形態は、基部２１ａから延出している支持部６１〜６４で振動素子２０ａを吊ることにより、振動素子２０ａの支持と、半導体素子１０への導通と、を行う構造になっている。以下、この構造を吊り構造と呼ぶ。
【０１０２】
ここで、吊り構造について説明する。
図３、図４に示すように、基部２１ａの第２方向側の端部の第１方向側の部分から支持部６１が延出し、接合部材７０を介して、半導体素子１０の接続電極１３に固定位置８１において固定（保持）されている。
【０１０３】
基部２１ａの第２方向とは反対側の端部の第１方向側の部分から支持部６２が延出し、接合部材７０を介して、半導体素子１０の接続電極１３に固定位置８２において固定（保持）されている。
【０１０４】
基部２１ａの第２方向側の端部の第１方向とは反対側の部分から支持部６３が延出し、接合部材７０を介して、半導体素子１０の接続電極１３に固定位置８３において固定（保持）されている。
【０１０５】
基部２１ａの第２方向とは反対側の端部の第１方向とは反対側の部分からは支持部６４が延出し、接合部材７０を介して、半導体素子１０の接続電極１３に固定位置８４において固定（保持）されている。
【０１０６】
支持部６１〜６４は、ＸＹ面内（各支持部の厚さ方向に直交する方向）で蛇行状を有しており、支持部６１〜６４は、振動する駆動用振動腕２４ａ〜２７ａ、および検出用振動腕２８ａ，２９ａに干渉し難い位置に配置されている。
【０１０７】
このような構成にすることによって、振動素子２０ａの基部２１ａから延出している支持部６１〜６４が、蛇行状を有して半導体素子１０に固定されることになる。その結果、半導体素子１０上の振動素子２０を保持するための支持部６１〜６４を長くすることができる。
【０１０８】
つまり、駆動用振動腕２４ａ〜２７ａと、半導体素子１０に固定されている接合部材７０と、の距離が長くなる。従って、固定されることによって発生する歪が支持部６１〜６４を介して基部２１ａに伝わるのを低減することができる。
【０１０９】
また、外部から駆動用振動腕２４ａ〜２７ａに衝撃が加えられても、支持部６１〜６４で衝撃を吸収することができる。そのため、基部２１ａに伝わる衝撃に起因するノイズを低減でき、さらに、振動素子２０ａの破損の発生も低減させることが可能になる。
【０１１０】
（振動素子の配置）
第２実施形態の振動素子２０ａにおいても、第１実施形態と同様に、駆動用振動腕２４ａ〜２７ａのうち、第１の駆動用振動腕２４ａおよび第２の駆動用振動腕２５ａに形成されている駆動電極５１，５２が、半導体素子１０より第１方向側の、半導体素子１０と重ならない位置に配置されている。
【０１１１】
また、第３の駆動用振動腕２６ａおよび第４の駆動用振動腕２７ａに形成されている駆動電極５１，５２が、半導体素子１０より第１方向とは反対側の、半導体素子１０と重ならない位置に配置されている。
【０１１２】
先述のように、本実施形態の場合も、本発明の効果を最大限発揮できる形態として、半導体素子１０の平面視で、半導体素子１０に駆動用振動腕２４ａ〜２７ａが重なっていない形態、すなわち、駆動用振動腕２４ａ〜２７ａに設けられている駆動電極５１，５２が半導体素子１０と重なっていない形態を用いて説明する。
【０１１３】
また、半導体素子１０の平面視で、振動素子２０ａに含まれる検出部としての第１の検出用振動腕２８ａは、基部２１ａと固定位置８１，８３との間に配置されており、第２の検出用振動腕２９ａは、基部２１ａと固定位置８２，８４との間に配置されている。
【０１１４】
このように、基部２１ａと固定位置８１〜８４との間に検出用振動腕２８ａ，２９ａが配置される構成にすることによって、半導体素子１０上の振動素子２０ａを保持するための支持部６１〜６４を長くすることができる。従って、固定によって発生する歪が支持部６１〜６４を介して基部２１ａに伝わるのを低減することができる。そのため、振動素子２０ａの保持に伴う歪の影響を低減した高精度の振動デバイス１ａを得ることができる。
【０１１５】
また、半導体素子１０の平面視で、第１駆動部としての、第１の駆動用振動腕２４ａ、および第２の駆動用振動腕２５ａと、第２駆動部としての、第３の駆動用振動腕２６ａ、および第４の駆動用振動腕２７ａと、の間に半導体素子１０が配置されている。
【０１１６】
半導体素子１０を、第１駆動部（第１の駆動用振動腕２４ａ、第２の駆動用振動腕２５ａ）と第２駆動部（第３の駆動用振動腕２６ａ、第４の駆動用振動腕２７ａ）との間に配置することによって、従来の、駆動用振動腕と半導体素子とが重なる位置に配置されている振動デバイスと比較して、駆動用振動腕２４ａ〜２７ａと半導体素子１０の検出回路との距離が長くなる。
【０１１７】
よって、駆動電極５１，５２に電流が流れることが原因で発生する電気的ノイズが、半導体素子１０の検出回路まで到達し難くすることが可能になる。従って、半導体素子１０の微弱な信号を増幅して検出する検出回路（ＱＶアンプ）に干渉することなく、角速度の検出精度が劣化することを低減できる。
【０１１８】
このように、第２実施形態に係る物理量検出デバイスとしての振動デバイス１ａによれば、第１実施形態での効果に加えて、以下の効果を得ることができる。振動素子２０ａの基部２１ａから延出している支持部６１〜６４が、蛇行状を有して半導体素子１０に固定されることによって、半導体素子１０上の振動素子２０ａを保持するための支持部６１〜６４を長くすることができる。
【０１１９】
つまり、駆動用振動腕２４ａ〜２７ａと、半導体素子１０に固定されている接合部材７０と、の距離が長くなる。従って、固定されることによって発生する歪が、支持部６１〜６４を介して基部２１ａに伝わるのを低減することができる。
【０１２０】
また、外部から駆動用振動腕２４ａ〜２７ａに衝撃が加えられても支持部６１〜６４で衝撃を吸収することができるので、基部２１ａに伝わる衝撃に起因するノイズを低減できる。さらに、衝撃による振動素子２０ａの破損の発生も低減させることが可能になり、信頼性の高い振動デバイス１ａを提供することができる。
【０１２１】
また、検出用振動腕が２つ設けられているので、第１方向に並進加速度が印加されて同相変位が発生した場合でも、差動回路を用いて不要信号としてキャンセルできる。
さらに、駆動振動と検出振動との振動変位方向が同じであるから、両振動の温度特性が近く、温度変化による離調周波数の変動が少ない。従って、高精度な角速度の検出が可能になる。
【０１２２】
また、半導体素子１０の平面視で、半導体素子１０が、第１駆動部（第１の駆動用振動腕２４ａ、第２の駆動用振動腕２５ａ）と第２駆動部（第３の駆動用振動腕２６ａ、第４の駆動用振動腕２７ａ）との間に配置されていることから、駆動部と半導体素子１０に含まれている検出回路との距離が、従来の、駆動部と半導体素子とが重なる位置に配置されている振動デバイスと比較して長くなる。
【０１２３】
よって、駆動電極５１，５２に電流が流れることが原因で発生する電気的ノイズが、半導体素子１０の検出回路まで到達し難くすることが可能になる。従って、半導体素子１０の微弱な信号を増幅して検出する検出回路（ＱＶアンプ）に干渉することなく、角速度の検出精度が劣化することを低減できる。
【０１２４】
＜変形例１＞
次に、振動デバイスの変形例について説明する。図５は、変形例１に係る振動デバイスの概略構成を模式的に示す平面図である。なお、変形例１に係る振動デバイス１ｂは、上記第２実施形態の振動素子２０ａと半導体素子１０との相互の位置関係が異なるものである。上記第１実施形態、および第２実施形態との共通部分については、同一符号を付して説明を省略し、上記実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【０１２５】
（振動素子の配置と構造）
図５に示すように、変形例１に係る振動素子２０ｂも、第２実施形態と同様に、ダブルＴ型、かつ吊り構造と呼ぶ構造のジャイロ素子であるから、振動素子の動作は第１実施形態と同じである。また、基部２１ｂから延出している支持部６１〜６４で振動素子２０ｂを吊り上げて振動素子２０ｂの支持と半導体素子１０への導通とを行う構造である。
【０１２６】
変形例１に係る振動デバイス１ｂは、駆動用振動腕２４ｂ〜２７ｂのうち、基部２１ｂよりも第１方向とは反対側に配置されている第３の駆動用振動腕２６ｂおよび第４の駆動用振動腕２７ｂに形成されている駆動電極５１，５２が半導体素子１０と重ならない構造になっている。
【０１２７】
言い換えると、基部２１ｂに対して、第１方向とは反対側に設けられている第３の駆動用振動腕２６ｂおよび第４の駆動用振動腕２７ｂに形成されている駆動電極５１，５２が半導体素子１０と重ならない位置に配置されている。
【０１２８】
先述のように、本変形例の場合も、本発明の効果を最大限発揮できる形態として、半導体素子１０の平面視で、半導体素子１０に第３の駆動用振動腕２６ｂ、第４の駆動用振動腕２７ｂが重なっていない形態、すなわち、第３の駆動用振動腕２６ｂ、第４の駆動用振動腕２７ｂに配置されている駆動電極５１，５２が、半導体素子１０と重なっていない形態を用いて説明する。
【０１２９】
ただし、本変形例は、基部２１ｂに対して第１方向側に設けられている第１の駆動用振動腕２４ｂ、および第２の駆動用振動腕２５ｂは、半導体素子１０と重なる位置に配置されている。つまり、半導体素子１０に設けられている配線用端子１４と、パッケージ３０に設けられている接続部１６と、が第１方向側のみでワイヤーボンディングされている例である。
【０１３０】
また、駆動用振動腕２４〜２７と比較して電気的ノイズの発生が少ないため、第１の検出用振動腕２８ｂ、および第２の検出用振動腕２９ｂも、半導体素子１０と重なる位置に配置されている。
【０１３１】
変形例１に係る吊り構造についても、第２実施形態と同様に説明することができる。つまり、各支持部６１〜６４が、接合部材７０を介して、半導体素子１０の接続電極１３に固定位置８１ｂ〜８４ｂにおいて固定（保持）されることによって電気的導通を取りながら半導体素子１０に搭載されている。
【０１３２】
変形例１に係る物理量検出デバイスとしての振動デバイス１ｂによれば、第２実施形態での効果に加えて以下の効果を得ることができる。変形例１では、基部２１ｂより第１方向とは反対側に配置されている第３の駆動用振動腕２６ｂ、第４の駆動用振動腕２７ｂが、半導体素子１０と重ならない構造になっている。
【０１３３】
従って、半導体素子１０の両側に重ならない駆動用振動腕が配置されている構造（第２実施形態）と比較して、基部２１ｂから延出している支持部６１〜６４と半導体素子１０とを接合させる固定位置８１ｂ〜８４ｂやその配列の制限が低減され、レイアウトを自由に設計することが可能である。
【０１３４】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る物理量検出デバイスとしての振動デバイスについて説明する。
図６は、第３実施形態に係る物理量検出デバイスとしての振動デバイスを模式的に示す平面図である。なお、第１実施形態、および第２実施形態と重複する説明は省略する。
【０１３５】
図６に示すように、第３実施形態に係る振動デバイス９０は、第１実施形態と同様に、半導体素子１１０と、物理量検出振動片としての振動素子（ジャイロ素子）１２０と、パッケージ１３０などを備えている。しかし、第１実施形態と異なり、いわゆるＨ型と呼ばれる構成の、振動素子１２０の面内方向、つまり、ここでは、駆動用振動腕の延出方向に沿ったＹ軸まわりの角速度を検出するジャイロ素子が搭載されているジャイロセンサーである。
【０１３６】
（振動素子の構造）
振動素子１２０は、振動素子１２０の第１方向とは反対側に位置する略四角形の基部１２１と、基部１２１の第１方向とは反対側の端部から第１方向とは反対の方向に延出している第１の駆動用振動腕１２４、第２の駆動用振動腕１２５と、基部１２１の第１方向の端部から第１方向に延出している第１の検出用振動腕１２８、第２の検出用振動腕１２９などを備えている。
【０１３７】
このように、基部１２１の第１方向の両端部から、第１の駆動用振動腕１２４、第２の駆動用振動腕１２５と、第１の検出用振動腕１２８、第２の検出用振動腕１２９と、がそれぞれ同じ方向に延出している形状から、振動素子１２０は、Ｈ型振動素子（Ｈ型ジャイロ素子）と呼ばれている。
【０１３８】
また、振動素子１２０には、基部１２１の一端から第２方向とは反対の方向に延出する第１の連結部１２２、および第１の連結部１２２から第１方向に延出する第１の延設部１２２ａと、基部１２１の他端から第２方向に延出する第２の連結部１２３、および第２の連結部１２３から第１方向に延出する第２の延設部１２３ａと、が形成されている。
【０１３９】
さらに、第１の延設部１２２ａと第２の延設部１２３ａは、それぞれ延伸し、連結されて支持部１６０が形成されている。支持部１６０は、検出用振動腕１２８，１２９に対向するように設けられており、振動素子１２０を半導体素子１１０に固定するために、パッド電極（図示せず）が設けられている。
【０１４０】
そして、振動素子１２０は、固定位置１８１，１８２，１８３にて、パッド電極が、接合部材７０を介して、半導体素子１１０の接続電極１３に固定（保持）されることによって電気的な接続を取りながら半導体素子１１０に搭載されている。
【０１４１】
（振動素子の配置）
本実施形態に係る振動デバイス１ｂにおいて、振動素子１２０は、第１の駆動用振動腕１２４および第２の駆動用振動腕１２５に形成されている駆動電極１５１，１５２が半導体素子１１０より第１方向とは反対側の、半導体素子１１０と重ならない位置に配置されている。
【０１４２】
先述のように、本実施形態の場合も、本発明の効果を最大限発揮できる形態として、半導体素子１０の平面視で、半導体素子１０に第１の駆動用振動腕１２４、第２の駆動用振動腕１２５が重なっていない形態、すなわち、第１の駆動用振動腕１２４、第２の駆動用振動腕１２５に配置されている駆動電極１５１，１５２が半導体素子１０と重なっていない形態を用いて説明する。
【０１４３】
このような構成にすることによって、第１実施形態と同様に、従来の駆動用振動腕と半導体素子とが重なる位置に配置されている振動デバイスと比較して、駆動用振動腕１２４、１２５に配置されている駆動電極１５１，１５２は、半導体素子１０の回路（図示せず）と対面する面積が小さくなる。
【０１４４】
その結果、駆動電極１５１，１５２と半導体素子１０との間に発生する浮遊容量を小さくすることができるとともに、駆動電極１５１，１５２から発生する電界および磁界が半導体素子１０に与える影響も小さくなるので、駆動電極１５１，１５２から発生される電気的ノイズが半導体素子１０に与える影響を小さく抑えることが可能となる。
【０１４５】
特に、駆動電極１５１，１５２と、検出電極１５３，１５４からの信号を増幅する検出回路（ＱＶアンプ）と、が重ならないようにすることで、角速度の検出精度が劣化することを低減できる。これにより、例えば、耐ノイズ特性に余裕ができるために、駆動電極１５１，１５２に電流を流して、駆動用振動腕１２４〜１２７の振動変位を大きくし易くなるので、角速度の検出感度を向上させることも可能になる。
【０１４６】
さらに、半導体素子１０の平面視で、振動素子２０の電気的ノイズの発生が少ない部分と半導体素子１０とが重ねられてパッケージに収納されるので、振動デバイス９０は平面サイズの縮小に伴い小型化される。
【０１４７】
また、第３実施形態では、いわゆるＨ型の構造をしたジャイロセンサーであることから、駆動用振動腕１２４，１２５と検出用振動腕１２８，１２９とが、基部１２１の同一軸方向の両端部からそれぞれ延出しているので、駆動部と検出部が分離されている。従って、駆動電極５１，５２と検出電極５３，５４との間あるいは配線間の静電結合などの電気的ノイズが低減され、振動特性が安定するという特徴を有している。
【０１４８】
さらに、第１の駆動用振動腕１２４と、第２の駆動用振動腕１２５と、をともに駆動させることにより、励振効率が向上して振動素子１２０の等価直列抵抗値（ＣＩ値：Crystal  Impedance値）を低減することができ、それに伴って消費電流を低減させることができる。そのため、角速度の検出感度が向上し、小型化にも有利な振動デバイス９０を提供することができる。
【０１４９】
本実施形態の駆動用振動腕１２４，１２５、および検出用振動腕１２８，１２９の先端部にも、先述した錘部１４４，１４５，１４８，１４９が設けられており、錘部１４４，１４５，１４８，１４９の上面には、錘電極５０が形成されており、それぞれの共振周波数を調整することができる。
【０１５０】
駆動用振動腕１２４，１２５には、屈曲振動させるための駆動電極１５１，１５２が形成されている。検出用振動腕１２８，１２９には、屈曲振動する際に発生する電位差を検出するための検出電極１５３，１５４が形成されている。
【０１５１】
振動素子１２０は、水晶の結晶Ｘ軸（電気軸）と交差する方向（第２方向とは反対の方向）に延出している、第１の調整用振動腕１２６、第２の調整用振動腕１２７を備えている。本実施形態の振動素子１２０においては、第１の調整用振動腕１２６、第２の調整用振動腕１２７は、第１の駆動用振動腕１２４、第２の駆動用振動腕１２５と、第１の検出用振動腕１２８、第２の検出用振動腕１２９と、が延出している方向と直交する方向（第２方向）における、基部１２１の両端部から、第１の駆動用振動腕１２４、第２の駆動用振動腕１２５と並行して第１方向とは反対の方向に延出している。
【０１５２】
第１の調整用振動腕１２６、第２の調整用振動腕１２７は、第１の駆動用振動腕１２４、第２の駆動用振動腕１２５、第１の検出用振動腕１２８、および第２の検出用振動腕１２９よりも第１方向における長さが小さく形成されている。これにより、漏れ出力を調整するための第１の調整用振動腕１２６、第２の調整用振動腕１２７の振動が、第１の駆動用振動腕１２４、第２の駆動用振動腕１２５と、第１の検出用振動腕１２８、第２の検出用振動腕１２９と、による振動素子１２０の主要な振動を阻害することが少ないので、振動素子１２０の振動特性が安定するとともに、振動素子１２０の小型化にも有利となる。
【０１５３】
半導体素子１１０の能動面側には、支持部１６０と同程度の厚さを有する素子保持部１０２が、振動素子１２０の第１の連結部１２２と第２の連結部１２３とに対向する位置に設けられている。素子保持部１０２は、柔軟な材料、例えばポリイミド系樹脂、シリコーン系樹脂、ウレタン系樹脂などで形成されることが好ましい。
【０１５４】
素子保持部１０２は、半導体素子１１０と振動素子１２０との空間を確実に保つとともに、振動デバイス９０に衝撃が加わり、振動素子１２０がたわみ、半導体素子１１０に衝突して振動素子１２０が破損することを低減する緩衝材として機能させることができる。
なお、振動素子１２０と半導体素子１１０との間に十分な隙間を設けることができれば、素子保持部１０２を設けなくてもよい。
【０１５５】
（振動素子の動作）
次に、振動デバイス９０に搭載される振動素子１２０の動作について説明する。振動素子１２０の設けられている駆動電極１５１，１５２に所定の交流電圧を印加すると、駆動用振動腕１２４，１２５は、ＸＹ面内方向で逆向きに、すなわち、互いに接近離反する向きに屈曲振動する。
【０１５６】
この状態で振動素子１２０が各駆動用振動腕の延出方向であるＹ軸まわりに回転すると、その角速度に応じて発生するコリオリ力の作用により、駆動用振動腕１２４，１２５は面外方向（Ｚ軸方向）に互いに逆向きに屈曲振動する。このＺ軸方向の振動に共振して、検出用振動腕１２８，１２９が、同じくＺ軸方向に互いに逆向きに屈曲振動する。このとき、検出用振動腕１２８，１２９の振動方向は、駆動用振動腕１２４，１２５の振動方向とは逆相になる。
【０１５７】
つまり、第１の駆動用振動腕１２４が＋Ｚ軸方向に振動すると、第２の駆動用振動腕１２５は−Ｚ軸方向に振動する屈曲振動となる。この駆動用振動腕１２４，１２５の屈曲振動が基部１２１を介して検出用振動腕１２８，１２９に伝わることで、検出用振動腕１２８，１２９を共振させ、第１の検出用振動腕１２８が−Ｚ軸方向に振動すると、第２の検出用振動腕１２９は＋Ｚ軸方向に振動する屈曲振動となる。この屈曲振動において、検出用振動腕１２８，１２９の検出電極１５３，１５４間に発生する電位差を取り出すことによって、振動デバイス９０に加えられた角速度が求められる。
【０１５８】
以上述べたように、第３実施形態に係る物理量検出デバイスとしての振動素子１２０によれば、第１実施形態、および第２実施形態での効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
【０１５９】
第３実施形態では、いわゆるＨ型の構造をしたジャイロセンサーであることから、駆動用振動腕１２４，１２５と、検出用振動腕１２８，１２９と、が基部の同一軸方向の両端部からそれぞれ延出しており、駆動用振動腕１２４，１２５の延出方向に沿った軸（第２方向）、つまり、Ｙ軸まわりの角速度を検出することが可能になる。
【０１６０】
また、駆動用振動腕１２４，１２５と検出用振動腕１２８，１２９とが、基部１２１の同一軸方向の両端部からそれぞれ延出しているので、駆動部と検出部が分離される。従って、駆動電極１５１，１５２と検出電極１５３，１５４との間あるいは配線間の静電結合などの電気的ノイズが低減され、振動特性が安定する。
【０１６１】
さらに、第１の駆動用振動腕１２４と、第２の駆動用振動腕１２５と、をともに駆動させることにより、励振効率が向上して等価直列抵抗値を低減することができ、それに伴って消費電流を低減させることができる。そのため、角速度の検出感度が向上し、小型化にも有利な振動デバイス９０を提供することができる。
【０１６２】
［電子機器］
次に、本実施形態に係る電子機器について、図面を参照しながら説明する。本実施形態に係る電子機器は、本発明に係る物理量検出デバイスとしての振動デバイス１，１ａ，１ｂ，９０を含んでいる。以下では、本発明に係る振動デバイス１を含む電子機器について、説明する。
【０１６３】
図７は、本実施形態に係る電子機器として、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を模式的に示す斜視図である。図７に示すように、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１００を有する表示ユニット１１０６と、により構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター１１００には、角速度を検出する機能を備えた振動デバイス１が内蔵されている。
【０１６４】
図８は、本実施形態に係る電子機器として、携帯電話機（ＰＨＳも含む）１２００を模式的に示す斜視図である。図８に示すように、携帯電話機１２００は、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１００が配置されている。このような携帯電話機１２００には、手振れ補正機能に用いる角速度を検出するため、本実施形態の振動デバイス１が内蔵されている。
【０１６５】
図９は、本実施形態に係る電子機器として、デジタルカメラ１３００を模式的に示す斜視図である。なお、図９には、外部機器との接続についても簡易的に示している。ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、デジタルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
【０１６６】
デジタルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部１００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１００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。
【０１６７】
撮影者が表示部１００に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。また、このデジタルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４と、が設けられている。そして、ビデオ信号出力端子１３１２には、テレビモニター１４３０が、データ通信用の入出力端子１３１４には、パーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。
【０１６８】
さらに、所定の操作により、メモリー１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。このようなデジタルカメラ１３００には、手振れ補正機能に用いる角速度を検出するため、本実施形態の振動デバイス１が内蔵されている。
【０１６９】
なお、上記振動デバイス１を備えた電子機器は、図７に示すパーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）１１００、図８に示す携帯電話機１２００、図９に示すデジタルカメラ１３００の他にも、例えば、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、ヘッドマウントディスプレイ、ビデオテープレコーダー、各種ナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、ロケット、船舶の計器類）、ロボットや人体などの姿勢制御、フライトシミュレーターなどを挙げることができる。
【０１７０】
［移動体］
次に、本発明の一実施形態に係る物理量検出デバイスとしての振動デバイス１を備える移動体について、図１０を参照して説明する。
図１０は、本実施形態に係る移動体の一例としての自動車１５００を概略的に示す斜視図である。自動車１５００には、本発明に係る振動素子２０を備える振動デバイス１が搭載されている。
【０１７１】
例えば、図１０に示すように、移動体としての自動車１５００の車体１５０１には、角速度を検出して自動車１５００の姿勢を制御するために、振動デバイス１を内蔵して、タイヤ１５０３などを制御する電子制御ユニット１５１０が搭載されている。
【０１７２】
また、振動デバイス１は、他にもナビゲーション装置などとして用いられている。さらに、上記自動車１５００に限らず、自走式ロボット、自走式搬送機器、列車、船舶、飛行機、人工衛星などを含む移動体の姿勢検出センサーなどとして好適に用いることができる。
【０１７３】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１７４】
１…振動デバイス、１０…半導体素子、１１…能動面、１２…非能動面、１３…接続電極、１４…配線用端子、１５…ワイヤー、１６…接続部、１７…内部空間、２０…振動素子、２１…基部、２２…第１の連結部、２３…第２の連結部、２４…第１の駆動用振動腕、２５…第２の駆動用振動腕、２６…第３の駆動用振動腕、２７…第４の駆動用振動腕、２８…第１の検出用振動腕、２９…第２の検出用振動腕、３０…パッケージ、３１…ベース基板、３２…側壁、３３…主面、３４…シームリング、３５…蓋体、４４…錘部、４５…錘部、４６…錘部、４７…錘部、４８…錘部、４９…錘部、５０…錘電極、５１…駆動電極、５２…駆動電極、５３…検出電極、５４…検出電極、６１…支持部、６２…支持部、６３…支持部、６４…支持部、７０…接合部材、８０…固定位置、８１…固定位置、８２…固定位置、８３…固定位置、８４…固定位置、９０…振動デバイス、１００…表示部、１０２…素子保持部、１１０…半導体素子、１２０…振動素子、１２１…基部、１２２…第１の連結部、１２２ａ…第１の延設部、１２３…第２の連結部、１２３ａ…第２の延設部、１２４…第１の駆動用振動腕、１２５…第２の駆動用振動腕、１２６…第１の調整用振動腕、１２７…第２の調整用振動腕、１２８…第１の検出用振動腕、１２９…第２の検出用振動腕、１３０…パッケージ、１４４…錘部、１４５…錘部、１４８…錘部、１４９…錘部、１５１…駆動電極、１５２…駆動電極、１５３…検出電極、１５４…検出電極、１６０…支持部、１８１…固定位置、１８２…固定位置、１８３…固定位置、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、１２００…携帯電話機、１２０２…操作ボタン、１２０４…受話口、１２０６…送話口、１３００…デジタルカメラ、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、１３１２…ビデオ信号出力端子、１３１４…入出力端子、１４３０…テレビモニター、１４４０…パーソナルコンピューター、１５００…自動車、１５０１…車体、１５０３…タイヤ、１５１０…電子制御ユニット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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