(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に複数の第一電極パッドが設けられ、下面に複数の第二電極パッドが設けられた平面視矩形の基板と、
前記基板の上面の外周縁に沿って設けられた第一枠体と、
前記基板の下面の外周縁に沿って設けられた第二枠体と、
前記複数の第一電極パッドに実装された第一角速度センサ素子と、
前記第一枠体と接合された蓋体と、
前記第二電極パッドに実装された角速度センサ制御回路を内蔵する集積回路素子と、を備え、
前記基板の下面には、前記第一角速度センサ素子の特性を測定するために、前記第一電極パッドと電気的に接続した第三電極パッドが設けられ、
前記角速度センサ制御回路には、第一検出信号増幅回路が設けられており、
前記第三電極パッドと前記第一検出信号増幅回路とが、前記集積回路素子を前記基板に実装したときに、平面透視して、重ならない位置に設けられており、
前記第三電極パッドは、前記第一電極パッドと電気的に接続している前記第二電極パッドと、前記基板の下面に設けられた配線パターンによりそれぞれ電気的に接続しており、前記配線パターンと前記第一検出信号増幅回路とが、前記集積回路素子を前記基板に実装したときに、平面透視で重ならない位置に設けられている、
角速度センサ。
【請求項２】
前記第三電極パッドは、前記第二電極パッドに比べ平面視の大きさが大きい、請求項１に記載の角速度センサ。
【請求項３】
前記第三電極パッドは、前記基板の下面の中心に設けられている、請求項１又は２に記載された角速度センサ。
【請求項４】
前記第一検出信号増幅回路は、前記集積回路素子の前記基板短辺側の側面縁部に設けられている、請求項１乃至３のうちの一つに記載された角速度センサ。
【請求項５】
前記第一検出信号増幅回路は、前記集積回路素子を前記基板に実装したときに、グランドに接続された前記第二電極パッドの近傍となる位置に設けられている、請求項１乃至４のうちの一つに記載された角速度センサ。
【請求項６】
上面に複数の第一電極パッドと第四電極パッドが設けられ、下面に複数の第二電極パッ
ドが設けられた平面視矩形の基板と、
前記基板の上面の外周縁に沿って設けられた第一枠体と、
前記基板の下面の外周縁に沿って設けられた第二枠体と、
前記第一電極パッドに実装された第一角速度センサ素子と、
前記第四電極パッドに実装された第二角速度センサ素子と、
前記第一枠体と接合された蓋体と、
前記第二電極パッドに実装された角速度センサ制御回路を内蔵する集積回路素子と、を備え、
前記基板の下面には、前記第一角速度センサ素子の特性を測定するために、前記第一電極パッドと電気的に接続した第三電極パッドが設けられ、
前記基板の下面には、前記第二角速度センサ素子の特性を測定するために、前記第四電極パッドと電気的に接続した第五電極パッドが設けられ、
前記角速度センサ制御回路には、第一検出信号増幅回路及び第二検出信号増幅回路が設けられており、
前記第三電極パッド及び前記第五電極パッドと、前記第一検出信号増幅回路及び前記第二検出信号増幅回路とが、前記集積回路素子を前記基板に実装したときに、平面透視して、重ならない位置に設けられており、
前記第三電極パッドは、前記第一電極パッドと電気的に接続している前記第二電極パッドと、前記基板の下面に設けられた配線パターンによりそれぞれ電気的に接続しており、前記第五電極パッドは、前記第四電極パッドと電気的に接続している前記第二電極パッドと、前記基板の下面に設けられた配線パターンによりそれぞれ電気的に接続しており、前記配線パターンと、前記第一検出信号増幅回路及び前記第二検出信号増幅回路とが、前記集積回路素子を前記基板に実装したときに、平面透視で重ならない位置に設けられている、
角速度センサ。
【請求項７】
前記第三電極パッド及び前記第五電極パッドは、前記第二電極パッドに比べ平面視の大きさが大きい、請求項６に記載の角速度センサ。
【請求項８】
前記第三電極パッド及び前記第五電極パッドは、前記基板の下面の中心に設けられている、請求項６又は７に記載された角速度センサ。
【請求項９】
前記第一検出信号増幅回路及び前記第二検出信号増幅回路は、前記集積回路素子の前記基板短辺側の側面縁部に設けられている、請求項６乃至８のうちの一つに記載された角速度センサ。
【請求項１０】
前記第一検出信号増幅回路及び第二検出信号増幅回路は、前記集積回路素子を前記基板に実装したときに、グランドに接続された前記第二電極パッドの近傍となる位置に設けられている、請求項６乃至９のうちの一つに記載された角速度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に用いられる角速度センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
角速度センサは、電子機器に組み込まれる電子部品の一つであり、航空機，船舶，自動車などの姿勢制御や位置検出などに利用される回転系内の回転角速度を検出するものである。
【０００３】
例えば、従来の角速度センサは、音叉振動を励起する駆動用電極及び角速度に応じて生じた信号を検出する検出用電極の設けられた音叉型の圧電材料である水晶からなる角速度センサ素子と、この角速度センサ素子における音叉基部の一主面が固着される段差部と、角速度センサ素子を気密封止される凹部を有した素子搭載部材と、角速度センサ素子を駆動する発振回路と角速度センサ素子より検出された信号を処理し角速度値を得る角速度検出回路とを備えた角速度センサ制御回路を有して素子搭載部材に配置された集積回路素子とを備えている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、前述した角速度検出回路には、角速度センサ素子に設けられた検出用電極と電気的に接続し、検出用電極からの信号が入力され、入力した信号を増幅し、次段に接続された例えば検波回路等の処理回路に出力する検出信号増幅回路が設けられている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
また、従来の角速度センサには、前述した角速度センサ素子を二個搭載し、この二個の角速度センサ素子は、高さの異なる互いに直交する段差部に角速度センサ素子の基部が固着され、それぞれの角速度センサ素子の音叉腕部の延出方向が互いに直交したものがある（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
このような角速度センサにおいて、角速度センサ全体の小型化を図るため、他の圧電デバイスに用いられている素子搭載部材を適用することもある。例えば、このような素子搭載部材には、基板と、この基板の一方の主面に設けられた第一枠部と、基板の下面に設けられた第二枠部とを備え、第二枠部に囲われた基板の他方に主面に設けられた圧電振動素子搭載用パッドと、第一枠部に囲われた基板の一方に主面に設けられた複数の集積回路素子搭載用パッド及び圧電振動素子搭載パッドと電気的に接続した一対の素子モニタ用電極パッドと、第一枠部の上面に設けられた複数の外部端子が設けられている。この素子モニタ用電極パッドは、素子搭載部材に気密封止された圧電振動素子の電気特性を、集積回路素子を搭載する前に測定するために用いられており、角速度センサでおいては、この素子モニタ用電極パッドは、素子搭載部材に気密封止された角速度センサ素子の電気特性を、集積回路素子を搭載する前に測定するために用いられる（例えば、特許文献４参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２０８０３０号公報
【特許文献２】特開２００８−２６１６４０号公報
【特許文献３】特開２００８−９６２４４号公報
【特許文献４】特開２０１４−７２８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような圧電デバイスに用いられる、高さ方向の断面形状がＨ型となる素子搭載部材を適用した角速度センサでは、一般的に、素子モニタ用の電極パッドが、角速度センサ制御回路が内蔵された集積回路素子が搭載される一方の凹部内に露出した基板主面上に設けられる。
【０００９】
しかし、このような形態の角速度センサでは、集積回路素子を一方の凹部内に配置したときに、この素子モニタ用の電極パッドの形成位置と、集積回路素子における角速度センサ制御回路を構成する検出信号増幅回路の形成位置が、平面透視で重なってしまう場合がある。このような場合、素子モニタ用の電極パッドの一部は角速度センサ素子に設けられた駆動用電極と電気的に接続しているため、この検出信号増幅回路に入力される角速度センサ素子からの検出信号と、角速度センサ素子を駆動させるための駆動信号とが結合を起こすおそれがある。このような結合が生じた場合、角速度センサ素子の検出感度が低下する可能性ある。また、集積回路素子内に設けられた検出信号増幅回路を含む各種増幅回路は、集積回路素子の発熱要因の一つである。つまり、検出信号増幅回路から発した熱が、平面透視で重ねて設けられた素子モニタ用の電極パッドを介し、角速度センサ素子が搭載された他方の凹部内部、或いは角速度センサ素子に直接伝導する。その熱により、角速度センサ素子の振動特性に変動が生じ、正確な角速度値の検出することができないおそれがある。
【００１０】
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、検出感度が低下することがなく、又正確な角速度値が検出可能な角速度センサを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
一形態に係る角速度センサは、上面に複数の第一電極パッドが設けられ、下面に複数の第二電極パッドが設けられた平面視矩形の基板と、この基板の上面の外周縁に沿って設けられた第一枠体と、基板の下面の外周縁に沿って設けられた第二枠体と、複数の第一電極パッドに実装された第一角速度センサ素子と、第一枠体と接合された蓋体と、第二電極パ
ッドに実装された角速度センサ制御回路を内蔵する集積回路素子と、を備え、基板の下面には、第一角速度センサ素子の特性を測定するために、第一電極パッドと電気的に接続した第三電極パッドが設けられ、角速度センサ制御回路には、第一検出信号増幅回路が設けられており、第三電極パッドと第一検出信号増幅回路とが、集積回路素子を基板に実装したときに、平面透視して、重ならない位置に設けられており、前記第三電極パッドは、前記第一電極パッドと電気的に接続している前記第二電極パッドと、前記基板の下面に設けられた配線パターンによりそれぞれ電気的に接続しており、前記配線パターンと前記第一検出信号増幅回路とが、前記集積回路素子を前記基板に実装したときに、平面透視で重ならない位置に設けられている。
【００１２】
また、他の形態に係る角速度センサは、上面に複数の第一電極パッドと第四電極パッドが設けられ、下面に複数の第二電極パッドが設けられた平面視矩形の基板と、この基板の上面の外周縁に沿って設けられた第一枠体と、基板の下面の外周縁に沿って設けられた第二枠体と、第一電極パッドに実装された第一角速度センサ素子と、第四電極パッドに実装された第二角速度センサ素子と、第一枠体と接合された蓋体と、第二電極パッドに実装された角速度センサ制御回路を内蔵する集積回路素子と、を備え、基板の下面には、第一角速度センサ素子の特性を測定するために、第一電極パッドと電気的に接続した第三電極パッドが設けられ、基板の下面には、第二角速度センサ素子の特性を測定するために、第四電極パッドと電気的に接続した第五電極パッドが設けられ、角速度センサ制御回路には、第一検出信号増幅回路及び第二検出信号増幅回路が設けられており、第三電極パッド及び第五電極パッドと、第一検出信号増幅回路及び第二検出信号増幅回路とが、集積回路素子を基板に実装したときに、平面透視して、重ならない位置に設けられており、前記第三電極パッドは、前記第一電極パッドと電気的に接続している前記第二電極パッドと、前記基板の下面に設けられた配線パターンによりそれぞれ電気的に接続しており、前記第五電極パッドは、前記第四電極パッドと電気的に接続している前記第二電極パッドと、前記基板の下面に設けられた配線パターンによりそれぞれ電気的に接続しており、前記配線パターンと、前記第一検出信号増幅回路及び前記第二検出信号増幅回路とが、前記集積回路素子を前記基板に実装したときに、平面透視で重ならない位置に設けられている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の角速度センサは、上面に複数の第一電極パッドが設けられ、下面に複数の第二電極パッドが設けられた平面視矩形の基板と、この基板の上面の外周縁に沿って設けられた第一枠体と、基板の下面の外周縁に沿って設けられた第二枠体と、第一電極パッドに実装された第一角速度センサ素子と、第一枠体と接合された蓋体と、第二電極パッドに実装された角速度センサ制御回路を内蔵する集積回路素子と、を備え、基板の下面には、第一角速度センサ素子の特性を測定するために、第一電極パッドと電気的に接続した第三電極パッドが設けられ、角速度センサ制御回路には、第一検出信号増幅回路が設けられており、第三電極パッドと、第一検出信号増幅回路とが、集積回路素子を基板に実装したときに、平面透視で重ならない位置に設けられている。
【００１４】
このような手段により、第三電極パッドの一部が第一角速度センサ素子に設けられた駆動電極と電気的に接続してあったとしても、第一検出信号増幅回路に入力される第一角速度センサ素子からの検出信号と、第一角速度センサ素子を駆動させるための駆動信号とが結合を起こすことを抑えることができ、第一角速度センサ素子の検出感度が低下することを抑止することが可能性となる。また、第三電極パッドと第一検出信号増幅回路とが平面透視で重ならない位置に設けられているため、第一検出信号増幅回路から発した熱が第三電極パッドを介し、第一角速度センサ素子が搭載された第一凹部内部、或いは第一角速度センサ素子に直接伝導して第一角速度センサ素子の振動特性が変動することを抑止でき、正確な角速度値の測定が可能となる。
【００１５】
また、本発明の角速度センサは、上面に複数の第一電極パッドと第四電極パッドが設けられ、下面に複数の第二電極パッドが設けられた平面視矩形の基板と、この基板の上面の外周縁に沿って設けられた第一枠体と、基板の下面の外周縁に沿って設けられた第二枠体と、第一電極パッドに実装された第一角速度センサ素子と、第四電極パッドに実装された第二角速度センサ素子と、第一枠体と接合された蓋体と、第二電極パッドに実装された角速度センサ制御回路を内蔵する集積回路素子と、を備え、基板の下面には、第一角速度センサ素子の特性を測定するために、第一電極パッドと電気的に接続した第三電極パッドが設けられ、基板の下面には、第二角速度センサ素子の特性を測定するために、第四電極パッドと電気的に接続した第五電極パッドが設けられ、角速度センサ制御回路には、第一検出信号増幅回路及び第二検出信号増幅回路が設けられており、第三電極パッド及び第五電極パッドと、第一検出信号増幅回路及び第二検出信号増幅回路とが、集積回路素子を基板に実装したときに、平面透視して、重ならない位置に設けられている。
【００１６】
このような手段により、第三電極パッド及び第五電極パッドの一部が角速度センサ素子に設けられた駆動電極と電気的に接続してあったとしても、第一検出信号増幅回路に入力される第一角速度センサ素子からの検出信号及び第二検出信号増幅回路に入力される第二角速度センサ素子からの検出信号と、各角速度センサ素子を駆動させるための駆動信号とが結合を起こすことを抑えることができ、それぞれの角速度センサ素子の検出感度が低下することを抑止することが可能性となる。また、第三電極パッド及び第五電極パッドと第一検出信号増幅回路及び第二検出信号増幅回路とが平面透視で重ならない位置に設けられているため、それぞれの検出信号増幅回路から発した熱が第三電極パッド及び第五電極パッドを介し、２つの角速度センサ素子が搭載された第一凹部内部、或いはそれぞれの角速度センサ素子に直接伝導して各角速度センサ素子の振動特性が変動することを抑止でき、正確な角速度値の測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第一実施形態に係る角速度センサを示した分解斜視図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る角速度センサを示した平面図であり、（ａ）は蓋体を除いた状態で上方より示した平面図であり、（ｂ）は下方より示した平面図である。
【図３】図２（ｂ）の集積回路素子を搭載していない状態における平面図である。
【図４】図２（ｂ）の集積回路素子における第一検出信号増幅回路の形成可能領域を示した平面図である。
【図５】本発明の第二実施形態に係る角速度センサを示した平面図であり、（ａ）は蓋体を除いた状態で上方より示した平面図であり、（ｂ）は下方より示した平面図である。
【図６】図５（ｂ）の集積回路素子を搭載していない状態における平面図である。
【図７】図５（ｂ）の集積回路素子における第一検出信号増幅回路及び第二検出信号増幅回路の形成可能領域を示した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。尚、各図では、説明を明りょうとするため構造体の一部を図示せず、また寸法も一部誇張して図示している。また、以下の記述では、説明を平易とするため、角速度センサの蓋体側を上方、角速度センサの外部接続電極パッドが設けられている側を下方として記述する。
【００１９】
（第一実施形態）
図１は、本発明の第一実施形態に係る角速度センサ１００を示した分解斜視図である。図２は、本発明の第一実施形態に係る角速度センサ１００を示した平面図であり、（ａ）は蓋体を除いた状態で上方より示した平面図であり、（ｂ）は下方より示した平面図である。図３は、図２（ｂ）の集積回路素子を搭載していない状態における平面図である。図４は、図２（ｂ）の集積回路素子における第一検出信号増幅回路の形成可能領域を示した平面図である。角速度センサ１００は、 基板１１０と、第一枠体１１１と、第二枠体１１２と、第一電極パッド１１３と、第二電極パッド１１４と、第三電極パッド１１５と、配線パターン１１６と、外部接続電極パッド１１７と、第一角速度センサ素子１３０と、蓋体１４０と、集積回路素子１５０とから構成されている。角速度センサ１００は、角速度センサ１００が搭載された電子機器等に作用する角速度を検出するために用いられている。
【００２０】
基板１１０は、平面視矩形状の平板であり、その上面に第一角速度センサ素子１３０及び下面に集積回路素子１５０を実装するための実装部材として機能するものである。基板１１０の上面の一方の短辺側にオフセットした位置には、第一角速度センサ素子１３０を実装するための第一段差部１１８が設けられている。この第一段差部１１８の上段面の基板１１０の長辺側に沿って、第一角速度センサ素子１３０へ信号を入出力するための第一電極パッド１１３が複数設けられている。また、基板１１０の下面には、集積回路素子１５０を固着実装しつつ集積回路素子１５０へ信号を入出力するための第二電極パッド１１４が設けられている。更に、基板１１０の下面には、第一電極パッド１１３と電気的に接続した第三電極パッド１１５が設けられている。また、基板１１０の下面には、少なくとも所定の第二電極パッド１１４と第三電極パッド１１５とを電気的に接続した配線パターン１１６が設けられている。基板１１０は、例えば、アルミナセラミックスまたはガラス−セラミックス等のセラミック材料、またはガラス−エポキシである絶縁材料から構成されている。
【００２１】
第一枠体１１１は、第一段差部１１８を内側に配置しつつ基板１１０の上面の外周縁に沿って設けられており、基板１１１の上面側に第一凹部１１９を形成するためのものである。第一枠体１１１は、例えば、アルミナセラミックスまたはガラス−セラミックス等のセラミック材料、またはガラス−エポキシである絶縁材料から構成されている。尚、この第一枠体１１１の内周の大きさ、つまり第一凹部１１９の開口部の大きさは、後述する第一角速度センサ素子１３０が横方向で搭載できる大きさとなっている。
【００２２】
第二枠体１１２は、基板１１０の下面の外周縁に沿って設けられており、基板１１０の下面側に第二凹部１２０を形成するためのものである。第二枠体１１２は、例えば、アルミナセラミックスまたはガラス−セラミックス等のセラミック材料、またはガラス−エポキシである絶縁材料から構成されている。尚、この第二枠体１１２の内周の大きさ、つまり第二凹部１２０の開口部の大きさは、後述する集積回路素子１５０が搭載できる大きさとなっている。
【００２３】
第一電極パッド１１３は、後述する第一角速度センサ素子１３０とボンディングワイヤ１３６を用いて導通し、第一角速度センサ素子１３０への信号の入出力をするものである。第一電極パッド１１３は、第一凹部１１９内に設けられた第一段差部１１８の上段面の第一枠部１１１の内側のふたつの長辺に沿ってそれぞれ二個計四個設けられている。この第一電極パッド１１３は、基板１１０内に設けられた導配線（図示せず）により、所定の第二電極パッド１１４及び第三電極パッド１１５と電気的に接続されている。
【００２４】
第二電極パッド１１４は、後述する集積回路素子１５０とフリップチップ接続により導通し、且つ第一電極パッド１１３及び後述する外部接続電極パッド１１７と電気的に接続し、集積回路素子１５０への信号の入出力をするものである。第二電極パッド１１４は、第二凹部１２０内に露出した基板１１０の下面の第二枠部１１２内側の長辺に沿って複数個設けられている。この第二電極パッド１１４は、基板１１０及び第二枠体１１２内に設けられた導配線（図示せず）により、所定の第一電極パッド１１３及び外部接続電極パッド１１７と電気的に接続されている。尚、それぞれの第二電極パッド１１４には、例えば、電源電圧の入力用や、角速度センサ素子への駆動信号出力用などさまざまな機能が割り当てられているが、その一つとしてＧＮＤ（接地）用となる第二電極パッド１１４ａが設けられている。
【００２５】
第三電極パッド１１５は、第一電極パッド１１３と電気的に接続しており、この第三電極パッド１１５に測定用コンタクトプローブ等を接触させることにより、第一電極パッド１１３に接続された第一角速度センサ素子１３０の電気的特性を、集積回路素子１５０が搭載される前に測定するために用いられる。第三電極パッド１１５は、集積回路素子１５０を第二凹部１２０内に搭載した際に、集積回路素子１５０に内蔵された角速度センサ制御回路を構成する第一検出信号増幅回路が集積回路素子１５０に組み込まれている位置と平面透視で重ならないように、例えば、第二凹部１２０内に露出した基板１１０の下面の中央部分に、第一電極パッド１１３と同数個設けられている。また、この第三電極パッド１１５の平面視の大きさは、第二電極パッド１１４に比べ大きくなっている。この第三電極パッド１１５は、基板１１０下面に設けられた配線パターン１１６により、所定の第二電極パッド１１４と電気的に接続されている。
【００２６】
配線パターン１１６は、例えば、各第三電極パッド１１５とそれに対応する第二電極パッド１１４とを電気的に接続するために用いられる。配線パターン１１６は、例えば、第二凹部１２０内に露出した基板１１０の下面に設けられており、特に、第三電極パッド１１５とそれに対応する第二電極パッド１１４とを電気的に接続するために用いられる配線パターン１１６は、集積回路素子１５０を第二凹部１２０内に搭載した際に、集積回路素子１５０に内蔵された角速度センサ制御回路を構成する第一検出信号増幅回路が集積回路素子１５０に組み込まれている位置と平面透視で重ならないように設けられていることが望ましい。
【００２７】
外部接続電極パッド１１７は、第二枠体１１２の第二凹部１２０の開口側主面に複数個設けられており、外部の実装基板に設けられた電極パッドと接続固着することにより、角速度センサ１００を実装基板に搭載し、且つ外部の実装基板との信号の入出力をするためのものである。外部接続電極パッド１１７は、例えば、第二枠体１１２の第二凹部１２０の開口側主面の四つの角部に一つずつ、また、第二枠体１１２の第二凹部１２０の開口側主面のうちの二つの長辺部分に二つずつの計八個形成されている。この外部接続電極パッド１１７は、基板１１０及び第二枠体１１２に設けられた導配線（図示せず）により、所定の第二電極パッド１１４と電気的に接続されている。
【００２８】
第一角速度センサ素子１３０は、音叉型の振動素子を振動させてその素子に加わるコリオリの力から角速度を検出するためのものである。第一角速度センサ素子１３０は、圧電材料である水晶からなり、図１又は２に示すように、平面視矩形で平板の基部１３１と、基部の一側面から所定の結晶軸方向に延設された駆動用振動腕部１３２と、駆動用振動腕部１３２と平行に並んで延設された検出用振動腕部１３３とを備えた音叉型の外形形状となっており、基部１３１の一方の主面には、駆動用振動腕部１３２の表面に形成された駆動用電極（図示しない）と電気的に接続している第一引出電極１３４と、基部１３１の一方の主面に設けられ、検出用振動腕部１３３の表面に形成された検出用電極（図示しない）と電気的に接続している第二引出電極１３５とが設けられている。
【００２９】
この第一引出電極１３４は、第一段差部１１８に設けられた第一電極パッド１１３から第一角速度センサ素子１３０の駆動用電極へ駆動信号の入力を行うためのものである。また、第二引出電極１３５は、第一角速度センサ素子１３０の検出用電極から第一段差部１１８に設けられた第一電極パッド１１３へ検出信号の出力を行うためのものである。この第一引出電極１３４及び第二引出電極１３５は、ボンディングワイヤ１３６により、第一段差部１１８に設けられた第一電極パッド１１３と電気的に接続されている。尚、駆動用電極、検出用電極、第一引出電極１３４、及び第二引出電極１３５は、基部１３１、駆動用振動腕部１３２及び検出用振動腕部１３３の表面に、アルミニウムやチタン等の導体金属を蒸着あるいはスパッタリング等により薄膜状に形成した上で、フォトリソグラフィ法等の製造方法により形成されている。尚、第一角速度センサ素子１３０は、基部１３１の他方の主面に設けた絶縁性接着剤により、第一凹部１１９内に露出した第一段差部１１８の上段面に、第一電極パッド１１３を避けて配置固着されている。
【００３０】
蓋体１４０は、真空状態にある第一凹部１１９、あるいは窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスが充填された第一凹部１１９を気密的に封止するためのものである。蓋体１４０は、平面視矩形状の平板であり、第一凹部１１９の開口部を覆い塞ぐ大きさを有する。蓋体１４０は、第一枠体１１１の開口部側主面上に第一凹部１１９の開口部を覆い塞ぐように配置され、第一枠体１１１の開口部側主面と接合材を介して接合されている。蓋体１４０は、例えば、鉄、ニッケルまたはコバルトの少なくともいずれかを含む合金からなる。尚、蓋体１４０は、基板１１０、第一枠体１１１及び第二枠体１１２に設けられた導配線（図示しない）により、ＧＮＤ用となる第二電極パッド１１４ａ及びＧＮＤ用となる外部接続電極パッド１１７の一つと電気的に接続していることが望ましい。
【００３１】
集積回路素子１５０は、例えば、基板１１０に対向する面に複数個の接続パッド１５１を有した平面視矩形のフリップチップ型集積回路素子が用いられ、その回路形成面には、所定の電子回路及び電子素子を組み合わせて、例えば、第一角速度センサ素子１３０を駆動させ且つ検出した角速度値を処理する角速度センサ制御回路などが設けられている。この集積回路素子１５０は、集積回路素子１５０の基板１１０に対向する面の第二電極パッド１１４に対応する位置に設けられた接続パッド１５１と、第二凹部１２０内に露出した基板１１０の下面に設けられている第二素子接続パッド１１４とを、フリップチップ接続により電気的に接続し固着することにより、第二凹部１２０内に実装されている。
【００３２】
集積回路素子１５０には、角速度センサ制御回路が組み込まれているが、その角速度センサ制御回路には、更に第一検出信号増幅回路が組み込まれている。この第一検出信号増幅回路は、第一角速度センサ素子１３０により検出された角速度信号が入力し、その信号を増幅し、次段組み込まれた、例えば、検波回路等の処理回路に出力することに用いられる。尚、第一検出信号増幅回路は、信号増幅処理を行っているため、所定の電力を消費する結果、ジュール熱を発生する。 集積回路素子１５０内におけるこの第一検出信号増幅回路が形成される位置は、集積回路素子１５０を第二電極パッド１１４に実装したときに、第三電極パッド１１５と平面透視で重ならない位置となっている。また、第一検出信号増幅回路が形成される位置は、第三電極パッド１１５平面透視で重ならないだけではなく、この第三電極パッド１１５と接続している配線パターン１１６及び第二電極パッド１１４とも、平面透視で重ならない位置とすることが望ましい。第一検出信号増幅回路は、例えば、第三電極パッド１１５、及びこの第三電極パッド１１５と接続している配線パターン１１６及び第二電極パッド１１４とも、平面透視で重ならない位置として、集積回路素子１５０の基板短辺側の側面縁部に設けられている。尚、図４には、集積回路素子１５０における第一検出信号増幅回路を形成することが可能な領域（図４のハッチングで示された領域）を例示する。更に、集積回路素子１５０において、第一検出信号増幅回路が形成される位置は、図４においてハッチングで図示した第一検出信号増幅回路の形成可能領域内で、できるかぎり、ＧＮＤ（接地）用となる第二電極パッド１１４ａの近傍となる位置とすることが望ましい。
【００３３】
本発明の第一実施形態に係る角速度センサ１００は、上面に複数の第一電極パッド１１３が設けられ、下面に複数の第二電極パッド１１４が設けられた平面視矩形の基板１１０と、この基板１１０の上面の外周縁に沿って設けられた第一枠体１１１と、基板１１０の下面の外周縁に沿って設けられた第二枠体１１２と、第一電極パッド１１３に実装された第一角速度センサ素子１３０と、第一枠体１１１と接合された蓋体１４０と、第二電極パッド１１４に実装された角速度センサ制御回路を内蔵する集積回路素子１５０と、を備え、基板１１０の下面には、第一角速度センサ素子１３０の特性を測定するために、第一電極パッド１１３と電気的に接続した第三電極パッド１１５が設けられ、角速度センサ制御回路には、第一検出信号増幅回路が設けられており、第三電極パッド１１５と、第一検出信号増幅回路とが、集積回路素子１５０を基板に実装したときに、平面透視で重ならない位置に設けられている。
【００３４】
このような構成により、第三電極パッド１１５の一部が第一角速度センサ素子１３０に設けられた駆動電極と電気的に接続してあったとしても、第一検出信号増幅回路に入力される第一角速度センサ素子１３０からの検出信号と、第一角速度センサ素子１３０を駆動させるための駆動信号とが結合を起こすことを抑えることができ、第一角速度センサ素子１３０の検出感度が低下することを抑止することが可能性となる。また、第三電極パッド１１５と第一検出信号増幅回路とが平面透視で重ならない位置に設けられているため、第一検出信号増幅回路から発した熱が第三電極パッド１１５を介し、第一角速度センサ素子１３０が搭載された第一凹部１１９内部、或いは第一角速度センサ素子１３０に直接伝導して第一角速度センサ素子１３０の振動特性が変動することを抑止でき、正確な角速度値の測定が可能となる。
【００３５】
また、発明の第一実施形態に係る角速度センサ１００は、第三電極パッド１１５が、第一電極パッド１１３と電気的に接続している第二電極パッド１１４と、基板１１０の下面に設けられた配線パターン１１６によりそれぞれ電気的に接続しており、配線パターン１１６と検出信号増幅回路とが、集積回路素子１５０を前記基板に実装したときに、平面透視で重ならない位置に設けられている。
【００３６】
このような構成により、第三電極パッド１１５及び配線パターン１１６の一部が第一角速度センサ素子１３０に設けられた駆動電極と電気的に接続してあったとしても、第一検出信号増幅回路に入力される第一角速度センサ素子１３０からの検出信号と、第一角速度センサ素子１３０を駆動させるための駆動信号とが結合を起こすことを抑えることができ、第一角速度センサ素子１３０の検出感度が低下することを抑止することが可能性となる。また、第三電極パッド１１５及び配線パターン１１６と第一検出信号増幅回路とが平面透視で重ならない位置に設けられているため、第一検出信号増幅回路から発した熱が第三電極パッド１１５及び配線パターン１１６を介し、第一角速度センサ素子１３０が搭載された第一凹部１１９内部、或いは第一角速度センサ素子１３０に直接伝導して第一角速度センサ素子１３０の振動特性が変動することを抑止でき、より正確な角速度値の測定が可能となる。
【００３７】
また、本発明の第一実施形態に係る角速度センサ１００は、第三電極パッド１１５が、第二電極パッド１１４に比べ平面視の大きさが大きい構造となっている。このような構成によって、第一角速度センサ素子１３０の特性測定に平面視の大きさが比較的小さい第二電極パッド１１４を使用する必要がなく、例えば、第二電極パッド１１４を使用した際に行っていた、コンタクトプローブ等の接触不良を防ぐ為に何度もプローブを接触させる必要がなく、且つコンタクトプローブの先端が基板１１０や第二枠体１１２に接触することがないので、測定時間を短縮でき、基板１１０や第二枠体１１２の割れやカケ等が低減することが可能となる。
【００３８】
また、本発明の第一実施形態に係る角速度センサ１００は、第三電極パッド１１５が、基板１１０の下面の中心に設けられている。このような構成により、第三電極パッド１１５にコンタクトブローブ等を接触させようとした場合、コンタクトプローブと第二枠体１１２との間に一定の間隔を設けることができる。よって、コンタクトプローブを第三電極パッド１１５に接触させることで、第一角速度センサ素子１３０の特性を測定する際に、仮に、コンタクトプローブが位置ずれしたとしても、第二枠体１１２に接触することを抑えることができるので、第二枠体１１２の割れやカケ等が低減することが可能となる。
【００３９】
また、本発明の第一実施形態に係る角速度センサ１００は、第一検出信号増幅回路が、集積回路素子１５０の基板１１０短辺側の側面縁部に設けられている。このような構成とすることにより、第三電極パッド１１５と第一検出信号増幅回路とが平面透視で重なることを抑えることができ、第一検出信号増幅回路に入力される第一角速度センサ素子１３０からの検出信号と、第一角速度センサ素子１３０を駆動させるための駆動信号とが結合を起こすことを抑えることができる。よって、本発明の第一実施形態に係る角速度センサ１００は、第一角速度センサ素子１３０の検出感度が低下することを抑止することが可能性となる。
【００４０】
また、本発明の第一実施形態に係る角速度センサ１００は、第三電極パッド１１５が、基板１１０の下面の中心に設けられ、第一検出信号増幅回路が、集積回路素子１５０の基板１１０短辺側の側面縁部に設けられている。このような構成とすることにより、第三電極パッド１１５と第一検出信号増幅回路とが平面透視で重なることをさらに抑えることができ、第一検出信号増幅回路に入力される第一角速度センサ素子１３０からの検出信号と、第一角速度センサ素子１３０を駆動させるための駆動信号とが結合を起こすことを抑えることができる。よって、本発明の第一実施形態に係る角速度センサ１００は、第一角速度センサ素子１３０の検出感度が低下することをさらに抑止することが可能性となる。
【００４１】
また、本発明の第一実施形態に係る角速度センサ１００は、第一検出信号増幅回路が、集積回路素子１５０を基板１１０に実装したときに、ＧＮＤに接続された第二電極パッド１１４ａの近傍となる位置に設けられている。このような構成とすることにより、第一検出信号増幅回路から発した熱が、ＧＮＤに接続された第二電極パッド１１４ａから、この第二電極パッド１１４ａと接続している蓋体１４０及び外部接続電極パッド１１７の一つに伝導により散逸し 温度を低下させることができ、第一角速度センサ素子１３０が搭載された第一凹部１１９内部、或いは第一角速度センサ素子１３０に熱が伝導して第一角速度センサ素子１３０の振動特性が変動することを著しく抑止でき、精密な角速度値の測定が可能となる。
【００４２】
（第二実施形態）
図５は、本発明の第二実施形態に係る角速度センサ２００を示した平面図であり、（ａ）は蓋体を除いた状態で上方より示した平面図であり、（ｂ）は下方より示した平面図である。図６は、図５（ｂ）の集積回路素子を搭載していない状態における平面図である。図７は、図５（ｂ）の集積回路素子における第一検出信号増幅回路の形成可能領域を示した平面図である。角速度センサ２００は、 基板２１０と、第一枠体２１１と、第二枠体２１２と、第一電極パッド２１３と、第二電極パッド２１４と、第三電極パッド２１５と、第四電極パッド２２１と、第五電極パッド２２２と、配線パターン２１６と、外部接続電極パッド２１７と、第一角速度センサ素子２３０と、第二角速度センサ２６０と、蓋体（図示しない） と、集積回路素子２５０とから構成されている。角速度センサ２００は、角速度センサ２００が搭載された電子機器等に作用する複数の角速度を検出するために用いられている。
【００４３】
基板２１０は、平面視矩形状の平板であり、その上面に第一角速度センサ素子２３０と第二角速度センサ素子２６０及び下面に集積回路素子２５０を実装するための実装部材として機能するものである。基板２１０の上面の一方の短辺側にオフセットした位置には、第一角速度センサ素子２３０を実装するための第一段差部２１８が設けられている。また、基板２１０の上面の一方の長辺辺側にオフセットした位置には、第二角速度センサ素子２６０を第一角速度センサ素子２３０に接触しないように実装するための、第一段差部２１８よりも段差が低い第二段差部２２３が設けられている。この第一段差部２１８の上段面には、第一角速度センサ素子２３０へ信号を入出力するための第一電極パッド２１３が複数設けられており、第二段差部２２３の上段面には、第二角速度センサ素子２６０へ信号を入出力するための第四電極パッド２２１が複数設けられている。また、基板２１０の下面には、集積回路素子２５０を固着実装しつつ集積回路素子２５０へ信号を入出力するための第二電極パッド２１４が設けられている。更に、基板２１０の下面には、第一電極パッド２１３と電気的に接続した第三電極パッド２１５及び第四電極パッド２２１と電気的に接続した第五電極パッド２２２が設けられている。また、基板２１０の下面には、少なくとも所定の第二電極パッド２１４と第三電極パッド２１５及び第五電極パッド２２２とを電気的に接続した配線パターン２１６が設けられている。基板２１０は、例えば、アルミナセラミックスまたはガラス−セラミックス等のセラミック材料、またはガラス−エポキシである絶縁材料から構成されている。
【００４４】
第一枠体２１１は、第一段差部２１８及び第二段差部２２３を内側に配置しつつ基板２１０の上面の外周縁に沿って設けられており、基板２１１の上面側に第一凹部２１９を形成するためのものである。第一枠体２１１は、例えば、アルミナセラミックスまたはガラス−セラミックス等のセラミック材料、またはガラス−エポキシである絶縁材料から構成されている。尚、この第一枠体２１１の内周の大きさ、つまり第一凹部２１７の開口部の大きさは、後述する第一角速度センサ素子２３０と第二角速度センサ素子２６０とを振動腕部を交差させつつ重ねて搭載できる大きさとなっている。
【００４５】
第二枠体２１２は、基板２１０の下面の外周縁に沿って設けられており、基板２１０の下面側に第二凹部２２０を形成するためのものである。第二枠体２１２は、例えば、アルミナセラミックスまたはガラス−セラミックス等のセラミック材料、またはガラス−エポキシである絶縁材料から構成されている。尚、この第二枠体２１２の内周の大きさ、つまり第二凹部２２０の開口部の大きさは、最小でも後述する集積回路素子２５０が搭載できる大きさとなっている。
【００４６】
第一電極パッド２１３は、後述する第一角速度センサ素子２３０と第一ボンディングワイヤ２３６を用いて導通し、第一角速度センサ素子２３０への信号の入出力をするものである。第一電極パッド２１３は、第一凹部２１９内に設けられた第一段差部２１８の上段面の第一枠部２１１に四個設けられている。この第一電極パッド２１３は、基板２１０内に設けられた導配線（図示せず）により、所定の第二電極パッド２１４及び第三電極パッド２１５と電気的に接続されている。
【００４７】
第四電極パッド２２１は、後述する第二角速度センサ素子２６０と第二ボンディングワイヤ２６６を用いて導通し、第二角速度センサ素子２６０への信号の入出力をするものである。第四電極パッド２２１は、第一凹部２１９内に設けられた第二段差部２２３の上段面の第一枠部２１１に四個設けられている。この第四電極パッド２２１は、基板２１０内に設けられた導配線（図示せず）により、所定の第二電極パッド２１４及び第五電極パッド２２２と電気的に接続されている。
【００４８】
第二電極パッド２１４は、後述する集積回路素子２５０とフリップチップ接続により導通し、且つ第一電極パッド１１３、第四電極パッド２２１及び後述する外部接続電極パッド２１７と電気的に接続し、集積回路素子２５０への信号の入出力をするものである。第二電極パッド２１４は、第二凹部２２０内に露出した基板２１０の下面の第二枠部２１２内側の長辺に沿って複数個設けられている。この第二電極パッド２１４は、基板２１０及び第二枠体２１２内に設けられた導配線（図示せず）により、所定の第一電極パッド２１３、第四電極パッド２２１及び外部接続電極パッド２１７と電気的に接続されている。尚、それぞれの第二電極パッド２１４には、例えば、電源電圧の入力用や、角速度センサ素子への駆動信号出力用などさまざまな機能が割り当てられているが、その一つとしてＧＮＤ（接地）用となる第二電極パッド２１４ａが設けられている。
【００４９】
第三電極パッド２１５は、第一電極パッド２１３と電気的に接続しており、この第三電極パッド２１５に測定用コンタクトプローブ等を接触させることにより、第一電極パッド２１３に接続された第一角速度センサ素子２３０の電気的特性を、集積回路素子２５０が搭載される前に測定するために用いられる。第三電極パッド２１５は、集積回路素子２５０を第二凹部２２０内に搭載した際に、集積回路素子２５０に内蔵された角速度センサ制御回路を構成する第一検出信号増幅回路及び第二検出信号増幅回路が集積回路素子２５０に組み込まれている位置と平面透視で重ならないように、例えば、第二凹部２２０内に露出した基板２ １０の下面の中央部分に、第一電極パッド２１３と同数個設けられている。また、この第三電極パッド２１５の平面視の大きさは、第二電極パッド２１４に比べ大きくなっている。この第三電極パッド２１５は、基板２１０下面に設けられた配線パターン２１６により、所定の第二電極パッド２１４と電気的に接続されている。
【００５０】
第五電極パッド２２２は、第四電極パッド２２１と電気的に接続しており、この第五電極パッド２２２に測定用コンタクトプローブ等を接触させることにより、第四電極パッド２２１に接続された第二角速度センサ素子２６０の電気的特性を、集積回路素子２５０が搭載される前に測定するために用いられる。第五電極パッド２２２は、集積回路素子２５０を第二凹部２２０内に搭載した際に、集積回路素子２５０に内蔵された角速度センサ制御回路を構成する第一検出信号増幅回路及び第二検出信号増幅回路が集積回路素子２５０に組み込まれている位置と平面透視で重ならないように、例えば、第二凹部２２０内に露出した基板１１０の下面の中央部分に、第四電極パッド２２１と同数個設けられている。また、この第五電極パッド２２２の平面視の大きさは、第二電極パッド２１４に比べ大きくなっている。この第五電極パッド２２２は、基板２１０下面に設けられた配線パターン２１６により、所定の第二電極パッド２１４と電気的に接続されている。
【００５１】
配線パターン２１６は、例えば、各第三電極パッド２１５及び各第五電極パッド２２２とそれに対応する第二電極パッド２１４とを電気的に接続するために用いられる。配線パターン２１６は、例えば、第二凹部２２０内に露出した基板２１０の下面に設けられており、特に、第三電極パッド２１５及び第五電極パッド２２２とそれに対応する第二電極パッド２１４とを電気的に接続するために用いられる配線パターン２ １６は、集積回路素子２５０を第二凹部２２０内に搭載した際に、集積回路素子２５０に内蔵された角速度センサ制御回路を構成する第一検出信号増幅回路及び第二検出信号増幅回路が集積回路素子２５０に組み込まれている位置と平面透視で重ならないように設けられていることが望ましい。
【００５２】
外部接続電極パッド２１７は、第二枠体２１２の第二凹部２２０の開口側主面に複数個設けられており、外部の実装基板に設けられた電極パッドと接続固着することにより、角速度センサ２００を実装基板に搭載し、且つ外部の実装基板との信号の入出力をするためのものである。外部接続電極パッド２１７は、例えば、第二枠体２１２の第二凹部２２０ の開口側主面の四つの角部に一つずつ、また、第二枠体２１２の第二凹部２２０ の開口側主面のうちの二つの長辺部分に二つずつの計八個形成されている。この外部接続電極パッド２１７は、基板２１０及び第二枠体２１２に設けられた導配線（図示せず）により、所定の第二電極パッド２１４と電気的に接続されている。
【００５３】
第一角速度センサ素子２３０は、音叉型の振動素子を振動させてその素子に加わるコリオリの力から角速度を検出するためのものである。第一角速度センサ素子２３０は、圧電材料である水晶からなり、図５に示すように、平面視矩形で平板の基部２３１と、基部の一側面から所定の結晶軸方向に延設された駆動用振動腕部２３２と、駆動用振動腕部２３２と平行に並んで延設された検出用振動腕部２３３とを備えた音叉型の外形形状となっており、基部２３１の一方の主面には、駆動用振動腕部２３２の表面に形成された駆動用電極（図示しない）と電気的に接続している第一引出電極２３４と、基部２３１の一方の主面に設けられ、検出用振動腕部２３３の表面に形成された検出用電極（図示しない）と電気的に接続している第二引出電極２３５とが設けられている。
【００５４】
この第一引出電極２３４は、段差部２１８に設けられた第一電極パッド２１３から第一角速度センサ素子２３０の駆動用電極へ駆動信号の入力を行うためのものである。また、第二引出電極２３５は、第一角速度センサ素子２３０の検出用電極から段差部２１８に設けられた第一電極パッド２１３へ検出信号の出力を行うためのものである。この第一引出電極２３４及び第二引出電極２３５は、ボンディングワイヤ２３６により、段差部２１８に設けられた第一電極パッド２１３と電気的に接続されている。尚、駆動用電極、検出用電極、第一引出電極２３４、及び第二引出電極２３５は、基部２３１、駆動用振動腕部２３２及び検出用振動腕部２３３の表面に、アルミニウムやチタン等の導体金属を蒸着あるいはスパッタリング等により薄膜状に形成した上で、フォトリソグラフィ法等の製造方法により形成されている。尚、第一角速度センサ素子２３０は、基部２３１の他方の主面に設けた絶縁性接着剤により、第一凹部２１９内に露出した第一段差部２１８の上段面に、第一電極パッド２１３を避けて配置固着されている。
【００５５】
第二角速度センサ素子２６０は、音叉型の振動素子を振動させてその素子に加わるコリオリの力から角速度を検出するためのものである。第二角速度センサ素子２６０は、圧電材料である水晶からなり、図５に示すように、平面視矩形で平板の基部２６１と、基部の一側面から所定の結晶軸方向に延設された駆動用振動腕部２６２と、駆動用振動腕部２６２と平行に並んで延設された検出用振動腕部２６３とを備えた音叉型の外形形状となっており、基部２６１の一方の主面には、駆動用振動腕部２６２の表面に形成された駆動用電極（図示しない）と電気的に接続している第一引出電極２６４と、基部２６１の一方の主面に設けられ、検出用振動腕部２６３の表面に形成された検出用電極（図示しない）と電気的に接続している第二引出電極２６５とが設けられている。
【００５６】
この第一引出電極２６４は、第二段差部２２３に設けられた第四電極パッド２２１から第二角速度センサ素子２６０の駆動用電極へ駆動信号の入力を行うためのものである。また、第二引出電極２６５は、第二角速度センサ素子２６０の検出用電極から第二段差部２２３に設けられた第四電極パッド２２１へ検出信号の出力を行うためのものである。この第一引出電極２６４及び第二引出電極２６５は、ボンディングワイヤ２６６により、第二段差部２２３に設けられた第四電極パッド２２１と電気的に接続されている。尚、駆動用電極、検出用電極、第一引出電極２６４、及び第二引出電極２６５は、基部２６１、駆動用振動腕部２６２及び検出用振動腕部２６３の表面に、アルミニウムやチタン等の導体金属を蒸着あるいはスパッタリング等により薄膜状に形成した上で、フォトリソグラフィ法等の製造方法により形成されている。尚、第二角速度センサ素子２６０は、基部２６１の他方の主面に設けた絶縁性接着剤により、第一凹部２１９内に露出した第二段差部２２３の上段面に、第四電極パッド２２１を避け、且つ、第一角速度センサ素子２３０の振動腕部と第二角速度センサ素子２６０の振動腕部が平面視で直交して所定の間隔を開けて重なるように配置固着されている。
【００５７】
図示していない第二の実施形態における蓋体は、第一実施形態における蓋体１４０と同様に、 真空状態にある第一凹部２１９、あるいは窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスが充填された第一凹部２１９を気密的に封止するためのものである。蓋体は、第一実施形態における蓋体１４０と同様に、 平面視矩形状の平板であり、第一凹部２１９の開口部を覆い塞ぐ大きさを有する。蓋体は、第一枠体２１１の開口部側主面上に第一凹部２１９の開口部を覆い塞ぐように配置され、第一枠体２１１の開口部側主面と接合材を介して接合されている。蓋体は、例えば、鉄、ニッケルまたはコバルトの少なくともいずれかを含む合金からなる。尚、蓋体は、基板２１０、第一枠体２１１及び第二枠体２１２に設けられた導配線（図示しない）により、ＧＮＤ用となる第二電極パッド２１４ａ及びＧＮＤ用となる外部接続電極パッド２１７の一つと電気的に接続していることが望ましい。
【００５８】
集積回路素子２５０は、例えば、基板２１０に対抗する面に複数個の接続パッド２５１を有した平面視矩形のフリップチップ型集積回路素子が用いられ、その回路形成面には、所定の電子回路及び電子素子を組み合わせて、例えば、第一角速度センサ素子２３０及び第二角速度センサ素子２６０を駆動させ且つ検出した角速度値を処理する角速度センサ制御回路などが設けられている。この集積回路素子２５０は、集積回路素子２５０の基板２１０に対向する面の第二電極パッド２１４に対応する位置に設けられた接続パッド２５１と、第二凹部２２０内に露出した基板２１０の下面に設けられている第二素子接続パッド２１４とを、フリップチップ接続により電気的に接続し固着することにより、第二凹部２２０内に実装されている。
【００５９】
集積回路素子２５０には、角速度センサ制御回路が組み込まれているが、その角速度センサ制御回路には、更に第一検出信号増幅回路及び第二検出信号増幅回路が組み込まれている。この第一検出信号増幅回路は、第一角速度センサ素子２３０により検出された角速度信号が入力し、その信号を増幅し、次段組み込まれた、例えば、検波回路等の処理回路に出力することに用いられる。また、第二検出信号増幅回路は、第二角速度センサ素子２６０により検出された角速度信号が入力し、その信号を増幅し、次段組み込まれた、例えば、検波回路等の処理回路に出力することに用いられる。尚、第一検出信号増幅回路及び第二検出信号増幅回路は、信号増幅処理を行っているため、所定の電力を消費する結果、ジュール熱を発生する。 集積回路素子２５０内におけるこの第一検出信号増幅回路及び第二検出信号増幅回路が形成される位置は、集積回路素子２５０を第二電極パッド２１４に実装したときに、第三電極パッド２１５及び第五電極パッド２２２と平面透視で重ならない位置となっている。また、第一検出信号増幅回路及び第二検出信号臓腑回路が形成される位置は、第三電極パッド２１５及び第五電極パッド２２２と平面透視で重ならないだけではなく、この第三電極パッド２１５及び第五電極パッド２２２と接続している配線パターン２１６及び第二電極パッド２１４とも、平面透視で重ならない位置とすることが望ましい。第一検出信号増幅回路及び第二検出信号増幅回路は、例えば、第三電極パッド２１５、第五電極パッド２２２及びこの第三電極パッド２１５及び第五電極パッド２２２と接続している配線パターン２１６及び第二電極パッド２１４とも、平面透視で重ならない位置として、集積回路素子２５０の基板短辺側の側面縁部に設けられている。尚、図７には、集積回路素子２５０における第一検出信号増幅回路及び第二検出信号増幅回路を形成することが可能な領域（図７のハッチングで示された領域）を例示する。更に、集積回路素子２５０において、第一検出信号増幅回路及び第二検出振動増幅回路が形成される位置は、図７においてハッチングで図示した第一検出信号増幅回路及び第二検出振動増幅回路の形成可能領域内で、できるかぎり、ＧＮＤ（接地）用となる第二電極パッド２１４ａの近傍となる位置とすることが望ましい。
【００６０】
本発明の第二実施形態に係る角速度センサ２００は、上面に複数の第一電極パッド２１３と第四電極パッド２２１が設けられ、下面に複数の第二電極パッド２１４が設けられた平面視矩形の基板２１０と、この基板２１０の上面の外周縁に沿って設けられた第一枠体２１１と、基板２１０の下面の外周縁に沿って設けられた第二枠体２１２と、第一電極パッド２１３に実装された第一角速度センサ素子２３０と、第四電極パッド２２１に実装された第二角速度センサ素子２６０と、第一枠体２１１と接合された蓋体と、第二電極パッド２１４に実装された角速度センサ制御回路を内蔵する集積回路素子２５０と、を備え、基板２１０の下面には、第一角速度センサ素子２３０の特性を測定するために、第一電極パッド２１３と電気的に接続した第三電極パッド２１５が設けられ、基板２１０の下面には、第二角速度センサ素子２６０の特性を測定するために、第四電極パッド２２１と電気的に接続した第五電極パッド２２２が設けられ、角速度センサ制御回路には、第一検出信号増幅回路及び第二検出信号増幅回路が設けられており、第三電極パッド２１５及び第五電極パッド２２２と、第一検出信号増幅回路及び第二検出信号増幅回路とが、集積回路素子２５０を基板に実装したときに、平面透視して、重ならない位置に設けられている。
【００６１】
このような構成により、第三電極パッド２１５及び第五電極パッド２２２の一部が第一角速度センサ素子２３０及び第二角速度センサ素子２６０に設けられた駆動電極と電気的に接続してあったとしても、第一検出信号増幅回路に入力される第一角速度センサ素子２３０からの検出信号及び第二検出信号増幅回路に入力される第二角速度センサ素子２６０からの検出信号と、各角速度センサ素子を駆動させるための駆動信号とが結合を起こすことを抑えることができ、第一角速度センサ２３０及び第二角速度センサ２６０の検出感度が低下することを抑止することが可能性となる。また、第三電極パッド２１５及び第五電極パッド２２２と第一検出信号増幅回路及び第二検出信号増幅回路とが平面透視で重ならない位置に設けられているため、それぞれの検出信号増幅回路から発した熱が第三電極パッド２１５及び第五電極パッド２２２を介し、２つの角速度センサ素子が搭載された第一凹部２１９内部、或いは第一角速度センサ２３０及び第二角速度センサ２６０に直接伝導して第一角速度センサ２３０及び第二角速度センサ２６０の振動特性が変動することを抑止でき、正確な角速度値の測定が可能となる。
【００６２】
また、発明の第二実施形態に係る角速度センサ２００は、第三電極パッド２１５は、第一電極パッド２１３と電気的に接続している第二電極パッド２１４と、基板２１０の下面に設けられた配線パターン２１６によりそれぞれ電気的に接続しており、第五電極パッド２２２は、第四電極パッド２２１と電気的に接続している第二電極パッド２１４と、基板２１０の下面に設けられた配線パターン２１６によりそれぞれ電気的に接続しており、配線パターン２１６と、第一検出信号増幅回路及び第二検出信号増幅回路とが、集積回路素子２５０を基板２１０に実装したときに、平面透視で重ならない位置に設けられている。
【００６３】
このような構成により、第三電極パッド２１５、第五電極パッド２２２及び配線パターン２１６の一部が第一角速度センサ素子２３０及び第二角速度センサ素子２６０に設けられた駆動電極と電気的に接続してあったとしても、第一検出信号増幅回路及び第二検出信号増幅回路に入力される第一角速度センサ素子２３０及び第二角速度センサ素子２６０からの検出信号と、第一角速度センサ素子２３０第二角速度センサ２６０を駆動させるための駆動信号とが結合を起こすことを抑えることができ、第一角速度センサ素子２３０及び第二角速度センサ２６０の検出感度が低下することを抑止することが可能性となる。また、第三電極パッド２１５、第五電極パッド２２２及び配線パターン２１６と第一検出信号増幅回路及び第二検出信号増幅回路とが平面透視で重ならない位置に設けられているため、第一検出信号増幅回路及び第二検出信号増幅回路から発した熱が、第三電極パッド２１５、第五電極パッド２２２及び配線パターン２１６を介し、第一角速度センサ素子２３０及び第二角速度センサ素子２６０が搭載された第一凹部２１９内部、或いは第一角速度センサ素子２３０及び第二角速度センサ素子２６０に直接伝導して、第一角速度センサ素子２３０及び第二角速度センサ素子２６０の振動特性が変動することを抑止でき、より正確な角速度値の測定が可能となる。
【００６４】
また、本発明の第二実施形態に係る角速度センサ２００は、第三電極パッド２１５及び第五電極パッド２２２が、第二電極パッド２１４に比べ平面視の大きさが大きい構造となっている。このような構造によって、第一角速度センサ素子２３０及び第二角速度センサ素子の特性測定に平面視の大きさが比較的小さい第二電極パッド２１４を使用する必要がなく、例えば、第二電極パッド２１４を使用した際に行っていた、コンタクトプローブ等の接触不良を防ぐ為に何度もプローブを接触させる必要がなく、且つコンタクトプローブの先端が基板２１０や第二枠体２１２に接触することがないので、測定時間を短縮でき、基板２１０や第二枠体２１２の割れやカケ等が防止することが可能となる。
【００６５】
また、本発明の第二実施形態に係る角速度センサ２００は、第三電極パッド２１５及び第五電極パッド２２２が、基板２１０の下面の中心に設けられている。第三電極パッド２１５及び第五電極パッド２２２にコンタクトブローブ等を接触させようとした場合、コンタクトプローブと第二枠体２１２との間に一定の間隔を設けることができる。よって、コンタクトプローブを第三電極パッド２１５及び第五電極パッド２２２に接触させることで、第一角速度センサ素子２３０及び第二角速度センサ素子２６０の特性を測定する際に、仮に、コンタクトプローブが位置ずれしたとしても、第二枠体２１２に接触することを抑えることができるので、第二枠体２１２の割れやカケ等が低減することが可能となる。
【００６６】
また、本発明の第二実施形態に係る角速度センサ２００は、第一検出信号増幅回路及び第二検出信号増幅回路が、集積回路素子２５０の基板２１０短辺側の側面縁部に設けられている。このような構成とすることにより、第三電極パッド２１５及び第五電極パッド２２２と第一検出信号増幅回路及び第二検出信号増幅回路とが平面透視で重ならない構造とすることができ、第一検出信号増幅回路に入力される第一角速度センサ素子２３０からの検出信号及び第二検出信号増幅回路に入力される第二角速度センサ素子２６０からの検出信号と、第一角速度センサ素子２３０及び第二角速度センサ素子２６０を駆動させるための駆動信号とが結合を起こすことを抑えることができる。よって、本発明の第二実施形態に係る角速度センサ２００は、第一角速度センサ素子２３０及び第二角速度センサ素子２６０の検出感度が低下することを抑止することが可能性となる。
【００６７】
また、本発明の第一実施形態に係る角速度センサ２００は、第三電極パッド２１５及び第五電極パッド２２２が、基板２１０の下面の中心に設けられ、第一検出信号増幅回路及び第二検出信号増幅回路が、集積回路素子２５０の基板２１０短辺側の側面縁部に設けられている。このような構成とすることにより、第三電極パッド２１５及び第五電極パッド２２２と第一検出信号増幅回路及び第二検出信号増幅回路とが平面透視で重なることをさらに抑えることができ、第一検出信号増幅回路に入力される第一角速度センサ素子２３０からの検出信号及び第二検出信号増幅回路に入力される第二角速度センサ素子２６０からの検出信号と、第一角速度センサ素子２３０及び第二角速度センサ素子２６０を駆動させるための駆動信号とが結合を起こすことをさらに抑えることができる。よって、本発明の第二実施形態に係る角速度センサ２００は、第一角速度センサ素子２３０及び第二角速度センサ素子２６０の検出感度が低下することをさらに抑止することが可能性となる。
【００６８】
また、本発明の第二実施形態に係る角速度センサ２００は、第一検出信号増幅回路及び第二検出信号増幅回路が、集積回路素子２５０を基板２１０に実装したときに、ＧＮＤに接続された第二電極パッド２１４ａの近傍となる位置に設けられている。このような構造とすることにより、第一検出信号増幅回路及び第二検出信号増幅回路から発した熱が、ＧＮＤに接続された第二電極パッド２１４ａから、この第二電極パッド２１４ａと接続している蓋体及び外部接続電極パッド２１７の一つに伝導により散逸 し温度を低下させることができ、第一角速度センサ素子２３０及び第二角速度センサ素子２６０が搭載された第一凹部２１９内部、或いは第一角速度センサ素子２３０及び第二角速度センサ素子２６０に熱が伝導して、第一角速度センサ素子２３０第二角速度センサ素子２６０の振動特性が変動することを著しく抑止でき、精密な角速度値の測定が可能となる。
【００６９】
本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。例えば、前述した各実施形態においては、外形形状が、振動腕部が駆動用と検出用で各一本の音叉型の角速度センサ素子を用いたが、外形形状は音叉型に限定するものではなく、例えば、駆動用振動腕部が二本であり検出用振動腕部が二本の、平面視がＨ型の角速度センサ素子でも良く、搭載する角速度センサ素子の形状はどのような形状でも構わない。
【符号の説明】
【００７０】
１００、２００・・・角速度センサ
１１０、２１０・・・基板
１１１、２１１・・・第一枠部
１１２、２１２・・・第二枠体
１１３、２１３・・・第一電極パッド
１１４、２１４・・・第二電極パッド
１１５、２１５・・・第三電極パッド
１１６、２１６・・・配線パターン
１１７、２１７・・・外部接続電極パッド
１１８、２１８・・・第一段差部
１１９、２１９・・・第一凹部
１２０、２２０・・・第二凹部
１３０、２３０・・・第一角速度センサ素子
１４０・ ・・蓋体
１５０、２５０・・・集積回路素子
２２１・・・第四電極パッド
２２２・・・第五電極パッド
２２３・・・第二段差部
２６０・・・第二角速度センサ素子
【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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