(57)【要約】【課題】外部から加わる衝撃などの応力の緩和が可能な小型のセンサーデバイス、モーションセンサー、及び、これらを用いた電子機器を提供する。【解決手段】半導体装置としてのＩＣチップ１０は、第１の電極１１と、突起電極１２と、能動面１０ａと突起電極１２との間に積層された絶縁膜１４と、を有する。絶縁膜１４上の、振動ジャイロ素子２０の引き出し電極２９と対応する位置には、弾性を有する絶縁性樹脂からなる樹脂突起１２ａと、各樹脂突起１２ａの表面に設けられた導電膜としての金属膜１７とにより構成された突起電極１２が配設されている。金属膜１７は、絶縁膜１４の各開口部１４ａ内の第１の電極１１から絶縁膜１４上に引き出された配線１６に接続されている。突起電極１２と、振動ジャイロ素子２０の対応する引き出し電極２９とが位置合わせされ、導電性の接合部材９８により接合されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面に第１の電極が位置する半導体装置と、
基部と、前記基部から延伸された振動部と、を備えた振動片であって、前記振動片の前記半導体装置と対向する第２の面に第２の電極が位置する前記振動片と、
を有し、
前記半導体装置は、前記第１の面の前記第２の電極と平面視で重なる領域に位置する絶縁性樹脂からなる樹脂突起と、前記樹脂突起の表面に設けられ前記第１の電極と配線を介して電気的に接続された導電膜と、を含む突起電極を有し、
前記振動片は、前記第２の電極と前記突起電極との接合によって、前記半導体装置に保持されるとともに電気的に接続されたことを特徴とするセンサーデバイス。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサーデバイスにおいて、
前記導電膜と前記配線とは同一材料を用いて形成されていることを特徴とするセンサーデバイス。
【請求項３】
請求項１または２に記載のセンサーデバイスにおいて、
前記樹脂突起の少なくとも前記振動片との接合面側に開口部を有する溝が形成されていることを特徴とするセンサーデバイス。
【請求項４】
請求項３に記載のセンサーデバイスにおいて、
前記溝が複数設けられたことを特徴とするセンサーデバイス。
【請求項５】
請求項３または４に記載のセンサーデバイスにおいて、
前記溝は、平面視で対向する一方の側面から他方の側面に貫通させて設けられ、
前記溝の内壁、および前記内壁と対向する前記樹脂突起の外側面とが、前記半導体装置および前記振動片の熱収縮する方向と交差するように配置されていることを特徴とするセンサーデバイス。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のセンサーデバイスにおいて、
前記半導体装置と前記突起電極との間に絶縁性樹脂からなる応力緩和層が設けられていることを特徴とするセンサーデバイス。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のセンサーデバイスと、
前記センサーデバイスを収納するパッケージと、を有し、
前記センサーデバイスが、前記パッケージに収納されていることを特徴とするモーションセンサー。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の複数のセンサーデバイスと、
前記複数のセンサーデバイスを収納するパッケージと、を有し、
前記複数のセンサーデバイスは、前記各振動片の主面同士の成す角度が略直角となるように前記パッケージ内に配置され、収納されていることを特徴とするモーションセンサー。
【請求項９】
請求項７または８に記載のモーションセンサーにおいて、
少なくとも１つの前記振動片の主面は、前記パッケージの外部部材に接続される被接続面と略平行であることを特徴とするモーションセンサー。
【請求項１０】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のセンサーデバイス、または、請求項７〜９のいずれか一項に記載のモーションセンサーを備えていることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサーデバイス、モーションセンサー、及び、それらを用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、加速度や角速度などをセンシングするモーションセンサーにおいては、センサー素子と、該センサー素子を駆動する機能を有する回路素子とを備えたセンサーデバイスを用いた構成が知られている。
例えば、特許文献１には、センサー素子としての振動ジャイロ素子（ジャイロ振動片）と回路素子としての半導体装置（以下、半導体装置という）とを備えたセンサーデバイスがパッケージに収納されたモーションセンサーとしてのジャイロセンサー（圧電発振器）が開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載のジャイロセンサーの構成では、半導体装置が支持基板に固着され、支持基板に形成されたリード配線部と電気的に接続されている。また、センサー素子（振動ジャイロ素子）は、支持基板に固着されたリード線に接続されることによって、半導体装置と空隙を保ち該半導体装置と平面視で重なるように配置されている。このように、弾性を有するリード線によってセンサー素子を保持することにより、外部からセンサー素子に加わる衝撃をリード線の撓みによって緩和し、センサー素子に外力が加わることによる誤検出などの悪影響を抑制する構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２９２０７９号公報（図１２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のジャイロセンサーでは、外部から加わる衝撃によりリード線が撓んだ場合に、半導体装置と、センサー素子とが互いに干渉しないように、両者間にリード線の撓み量を超える空隙を設ける必要がある。この結果、上記ジャイロセンサーは、センサーデバイスの厚さが増加し、総厚が厚くなってしまうという課題を有している。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
［適用例１］本適用例にかかるセンサーデバイスは、第１の面に第１の電極が位置する半導体装置と、基部と、前記基部から延伸された振動部と、を備えた振動片であって、前記振動片の前記半導体装置と対向する第２の面に第２の電極が位置する前記振動片と、を有し、前記半導体装置は、前記第１の面の前記第２の電極と平面視で重なる領域に位置する絶縁性樹脂からなる樹脂突起と、前記樹脂突起の表面に設けられ前記第１の電極と配線を介して電気的に接続された導電膜と、を含む突起電極を有し、前記振動片は、前記第２の電極と前記突起電極との接合によって、前記半導体装置に保持されるとともに電気的に接続されたことを特徴とする。
【０００８】
上記構成のセンサーデバイスによれば、半導体装置と振動片とを、突起電極により確保される隙間を設けて接合することができるので、上述した支持基板を介した従来例のようにリード線の撓み量を考慮した空隙が不要となり、厚さが低減された薄型のセンサーデバイスを提供することができる。
しかも、突起電極の樹脂突起が有する弾性により、外部から加わる衝撃などが緩和されて振動片に伝達され難くなることから、振動片の安定した振動モードや周波数温度特性が保持され、感度の高いセンサーデバイスを提供することができる。
【０００９】
［適用例２］上記適用例にかかるセンサーデバイスにおいて、前記導電膜と前記配線とは同一材料を用いて形成されていることを特徴とする。
【００１０】
これによれば、導電膜を配線形成工程で配線と同時に形成することが可能となり、製造効率を向上させることができる。
【００１１】
［適用例３］上記適用例にかかるセンサーデバイスにおいて、前記樹脂突起の少なくとも前記振動片との接合面側に開口部を有する溝が形成されていることを特徴とする。
【００１２】
これによれば、突起電極による半導体装置上での振動片の支持構造において、突起電極の弾性が増すことにより、突起電極を介して振動片に加わる衝撃を緩和する効果が向上する。
また、溝により表面積が増大することによって、少なくとも突起電極と振動片との接合面において、例えば導電性ペーストなどの接合部材が接触する面積が増えることにより、振動片の接合強度が向上する。さらに、溝の内壁に前記導電膜を形成した場合には、放熱性が向上して振動片の温度特性が向上し、センサーデバイスの高感度化を図ることができるという効果を奏する。
【００１３】
［適用例４］上記適用例にかかるセンサーデバイスにおいて、前記溝が複数設けられたことを特徴とする。
【００１４】
これによれば、上記適用例で述べた溝による接合強度を向上させる効果や、放熱効果を向上させる効果をより顕著に得ることができる。
【００１５】
［適用例５］上記適用例にかかるセンサーデバイスにおいて、前記溝は、平面視で対向する一方の側面から他方の側面に貫通させて設けられ、前記溝の内壁、および前記内壁と対向する前記樹脂突起の外側面とが、前記半導体装置および前記振動片の熱収縮する方向と交差するように配置されていることを特徴とする。
【００１６】
これによれば、半導体装置および振動片の熱収縮する方向に対して突起電極が弾性変形しやすくなることにより、熱収縮による応力をより効率的に緩和することができる。
【００１７】
［適用例６］上記適用例にかかるセンサーデバイスにおいて、前記半導体装置と前記突起電極との間に絶縁性樹脂からなる応力緩和層が設けられていることを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、半導体装置と突起電極との間に設けられている応力緩和層によって外部から加わる衝撃などが吸収され緩和されることによって、振動モードや周波数温度特性がより安定した高感度のセンサーデバイスを提供することができる。
【００１９】
［適用例７］本適用例にかかるモーションセンサーは、上記適用例のいずれかに記載のセンサーデバイスと、前記センサーデバイスを収納するパッケージと、を有し、前記センサーデバイスが、前記パッケージに収納されていることを特徴とする。
【００２０】
これによれば、モーションセンサーは、上記適用例のいずれか一例に記載の効果を奏するセンサーデバイスを備えたモーションセンサーを提供できる。
加えて、モーションセンサーは、薄型化されるとともに耐衝撃性の高いセンサーデバイスを用いることから、薄型化及び耐衝撃性の向上を実現することが可能となる。
【００２１】
［適用例８］本適用例にかかるモーションセンサーは、上記適用例のいずれかに記載の複数の前記センサーデバイスと、前記複数のセンサーデバイスを収納するパッケージと、を有し、前記複数のセンサーデバイスは、前記各振動片の主面同士の成す角度が略直角となるように前記パッケージ内に配置され、収納されていることを特徴とする。
【００２２】
これによれば、モーションセンサーは、上記適用例のいずれか一例に記載の効果を奏する複数のセンサーデバイスを備えたモーションセンサーを提供できる。
また、モーションセンサーは、各センサーデバイスが各センサー素子の主面同士の成す角度が略直角となるようにパッケージ内に配置され、収納されていることから、１つで、複数軸に対応したセンシングが可能となる。
【００２３】
［適用例９］上記適用例にかかるモーションセンサーにおいて、少なくとも１つの前記振動片の主面は、前記パッケージの外部部材に接続される被接続面と略平行であることを特徴とする。
【００２４】
これによれば、モーションセンサーは、１つで、パッケージの被接続面と略直交する軸を含む複数軸に対応したセンシングが可能となる。
【００２５】
［適用例１０］本適用例にかかる電子機器は、上記適用例のいずれかに記載のセンサーデバイス、または、モーションセンサーを備えていることを特徴とする。
【００２６】
上記構成の電子機器は、上記適用例のセンサーデバイス、または、モーションセンサー、即ち、振動モードや周波数温度特性が安定して周波数ばらつきが抑制された高感度のセンサーデバイス、または、モーションセンサーを備えているので、高機能で安定した特性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】センサーデバイスの第１の実施形態の概略構成を示す模式図であり、（ａ）は、半導体装置としてのＩＣチップ側（上側）から俯瞰した平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図。
【図２】第１の実施形態のセンサーデバイスのＩＣチップと振動片としての振動ジャイロ素子との接合部分を拡大して説明する模式図であり、（ａ）は、ＩＣチップの突起電極形成領域を上側から俯瞰した平面図、（ｂ）は、（ａ）の正断面図。
【図３】センサー素子としての振動ジャイロ素子の動作を説明する模式平面図。
【図４】振動ジャイロ素子の動作を説明する模式平面図。
【図５】センサーデバイスの第２の実施形態の概略構成を示す模式図であり、（ａ）は、半導体装置としてのＩＣチップ側（上側）から俯瞰した平面図、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線断面図。
【図６】センサーデバイスの第２の実施形態の概略構成を部分的に拡大して示す模式図であり、（ａ）は、ＩＣチップの突起電極形成領域を上側から俯瞰した平面図、（ｂ）は、（ａ）の正断面図。
【図７】第２の実施形態のセンサーデバイスにおける突起電極の形態のバリエーションを部分的に拡大して示す模式図であり、（ａ）は、ＩＣチップの突起電極形成領域を上側から俯瞰した平面図、（ｂ）は、（ａ）の正断面図。
【図８】センサーデバイスの変形例１の概略構成を部分的に拡大して示す模式図であり、（ａ）は、ＩＣチップの突起電極形成領域を上側から俯瞰した平面図、（ｂ）は、（ａ）のＩＣチップと同じ部分に振動ジャイロ素子が搭載された状態の正断面図。
【図９】センサーデバイスにおける突起電極の形状の変形例２を部分的に拡大して示す模式図であり、（ａ）は、ＩＣチップの突起電極形成領域を上側から俯瞰した平面図、（ｂ）は、（ａ）のＩＣチップと同じ部分に振動ジャイロ素子が搭載された状態の正断面図。
【図１０】センサーデバイスにおける突起電極の形状の変形例３を部分的に拡大して示す模式図であり、（ａ）は、ＩＣチップの突起電極形成領域を上側から俯瞰した平面図、（ｂ）は、（ａ）のＩＣチップと同じ部分に振動ジャイロ素子が搭載された状態の正断面図。
【図１１】センサーデバイスを搭載したモーションセンサーとしてのジャイロセンサーを示す模式図であり、（ａ）は、上側から俯瞰した平面図、（ｂ）は、正断面図。
【図１２】上記実施形態及び変形例のセンサーデバイス、または、ジャイロセンサー（モーションセンサー）を搭載した電子機器の例を示す模式図であり、（ａ）は、デジタルビデオカメラの斜視図、（ｂ）は、携帯電話機の斜視図、（ｃ）は、情報携帯端末（ＰＤＡ）の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。
【００２９】
（第１の実施形態）
〔センサーデバイス〕
図１は、センサーデバイスの第１の実施形態の概略構成を示す模式図であり、（ａ）は、半導体装置としてのＩＣチップ側（上側）から俯瞰した平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
また、図２は、センサーデバイスの第１の実施形態のＩＣチップと振動片としての振動ジャイロ素子との接合部分を拡大して説明する模式図であり、（ａ）は、ＩＣチップの突起電極形成領域を上側から俯瞰した平面図、（ｂ）は、突起電極を介した接合部分の正断面図である。
【００３０】
図１に示すように、センサーデバイス１は、半導体装置としてのＩＣチップ１０と、振動ジャイロ素子（ジャイロ振動片）２０と、を備えている。振動ジャイロ素子２０は、ＩＣチップ１０の能動面１０ａ側に積層された絶縁膜（パッシベーション膜）１４上に設けられた複数の突起電極１２を介して電気的な接続をはかりながら保持されている。
【００３１】
まず、センサーデバイス１におけるセンサー素子としての振動ジャイロ素子２０について詳細に説明する。
振動ジャイロ素子２０は、圧電材料である水晶を基材（主要部分を構成する材料）として形成されている。水晶は、電気軸と呼ばれるＸ軸、機械軸と呼ばれるＹ軸及び光学軸と呼ばれるＺ軸を有している。
そして、振動ジャイロ素子２０は、水晶結晶軸において直交するＸ軸及び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軸方向に所定の厚みを有している。なお、所定の厚みは、発振周波数（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。
【００３２】
また、振動ジャイロ素子２０を成す平板は、水晶からの切り出し角度の誤差を、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各々につき多少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軸及びＺ軸についても同様である。
振動ジャイロ素子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）により形成されている。なお、振動ジャイロ素子２０は、１枚の水晶ウエハーから複数個取りすることが可能である。
【００３３】
図１（ａ）に示すように、本実施形態の振動ジャイロ素子２０は、ダブルＴ型と呼ばれる構成となっている。詳述すると、振動ジャイロ素子２０は、中心部分に位置する基部２１と、基部２１からＹ軸に沿って延伸された振動部としての一対の検出用振動腕２２ａ，２２ｂと、検出用振動腕２２ａ，２２ｂと直交するように、基部２１からＸ軸に沿って延伸された一対の連結腕２３ａ，２３ｂと、検出用振動腕２２ａ，２２ｂと平行になるように、各連結腕２３ａ，２３ｂの先端側からＹ軸に沿って延伸された振動部としての各一対の駆動用振動腕２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂと、を備えている。
【００３４】
各検出用振動腕２２ａ，２２ｂの先端側には、他の部分より幅が大きい（Ｘ軸方向の長さが大きい）略矩形状の錘部２６ａ，２６ｂを有している。同様に、二対の駆動用振動腕２４ａ，２４ｂ及び駆動用振動腕２５ａ，２５ｂそれぞれの先端側には、他の部分より幅が大きい略矩形状の錘部２７ａ，２７ｂ及び錘部２８ａ，２８ｂを有している。これら錘部２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂ，２８ａ，２８ｂによって、振動ジャイロ素子２０は、小型化を図りながら角速度の検出感度を向上させることができる。
【００３５】
また、振動ジャイロ素子２０は、一対の支持部１９ａ，１９ｂを備えている。このうち一方の支持部１９ａは、一対の検出用振動腕２２ａ，２２ｂのうちの一方の検出用振動腕２２ａに対してＹ軸の正の方向に配置されている。また、他方の支持部１９ｂは、一対の検出用振動腕２２ａ，２２ｂのうち他方の検出用振動腕２２ｂに対してＹ軸の負の方向側に配置されている。各支持部１９ａ，１９ｂのＸ軸方向の長さは、各検出用振動腕２２ａ，２２ｂの錘部２６ａ，２６ｂのＸ軸方向の長さよりも大きく、例えば、一対の連結腕２３ａ，２３ｂ及び基部２１のＸ軸方向の長さの合計と同じ程度である。なお、図示の例では、各支持部１９ａ，１９ｂの平面形状は略矩形であるが、特に限定されるものではない。支持部１９ａ，１９ｂは、各検出用振動腕２２ａ，２２ｂと、各駆動用振動腕２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂとから離間して配置されている。各支持部１９ａ，１９ｂは、突起電極１２を介してＩＣチップ１０に固定される部位となる。
【００３６】
図１（ａ）に示すように、基部２１から一方の支持部１９ａまでの間には、一対の梁９ａ，９ｃが設けられている。このうち一方の梁９ａは、基部２１から検出用振動腕２２ａと駆動用振動腕２４ａとの間を通って延出されて支持部１９ａに接続され、他方の梁９ｃは、基部２１から検出用振動腕２２ａと駆動用振動腕２５ａとの間を通って延出されて支持部１９ａに接続されている。
同様に、基部２１から他方の支持部１９ｂまでの間には、一対の梁９ｂ，９ｄが設けられている。このうち一方の梁９ｂは、基部２１から検出用振動腕２２ｂと駆動用振動腕２４ｂとの間を通って延出されて支持部１９ｂに接続され、他方の梁９ｄは、基部２１から検出用振動腕２２ｂと駆動用振動腕２５ｂとの間を通って延出されて支持部１９ｂに接続されている。各梁９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄは、図示するようなＳ字形状をそれぞれ有することができる。このように、細長く蛇行した形状を有する梁９ａ〜９ｄによって各支持部１９ａ，１９ｂと基部２１が接続されることによって、振動ジャイロ素子２０の要部がＸ軸方向及びＹ軸方向に弾性を得ることができる。
【００３７】
基部２１の中心は、振動ジャイロ素子２０の重心位置としての重心Ｇであることができる。Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、互いに直交し、重心Ｇを通るものとする。振動ジャイロ素子２０は、重心Ｇに関して点対称であることができる。即ち、振動ジャイロ素子２０は、ＸＺ平面に関して面対称であり、かつＹＺ平面に関して面対称であることができる。
【００３８】
また、振動ジャイロ素子２０は、検出用振動腕２２ａ，２２ｂに、図示しない検出電極が形成され、駆動用振動腕２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂに、図示しない駆動電極が形成されている。
振動ジャイロ素子２０は、検出用振動腕２２ａ，２２ｂで、角速度を検出する検出振動系を構成し、連結腕２３ａ，２３ｂと駆動用振動腕２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂとで、振動ジャイロ素子２０を駆動する駆動振動系を構成している。
【００３９】
振動ジャイロ素子２０は、平面視において、ＩＣチップ１０と重なるようにＩＣチップ１０の能動面１０ａ側に配置されている。
なお、振動ジャイロ素子２０は、基部２１及び各振動腕の表裏面を主面とする。ここでは、基部２１において外部と電気的に接続する面を一方の主面２０ａといい、一方の主面２０ａと対向する面を他方の主面２０ｂという。
【００４０】
振動ジャイロ素子２０の各支持部１９ａ，１９ｂそれぞれの一方の主面２０ａには、上記各検出電極、各駆動電極から引き出された接続電極としての引き出し電極２９が形成されている。各引き出し電極２９は、後述するように、ＩＣチップ１０の対応する突起電極１２と電気的及び機械的に接続されるものである。
【００４１】
次に、半導体装置としてのＩＣチップ１０について図面に沿って説明する。
ＩＣチップ１０には、第１の面としての能動面１０ａ側にトランジスターやメモリー素子などの半導体素子を含んで構成される集積回路（図示せず）が形成されている。この集積回路には、振動ジャイロ素子２０を駆動振動させるための駆動回路と、角速度が加わったときに振動ジャイロ素子２０に生じる検出振動を検出する検出回路とが備えられている。
ＩＣチップ１０は、図１及び図２に示すように、能動面１０ａ側に設けられた複数の第１の電極（電極パッド）１１と、各第１の電極１１に電気的に接続されて能動面１０ａ側に設けられた突起電極１２と、能動面１０ａと突起電極１２との間に積層された絶縁膜１４と、能動面１０ａ側に設けられた接続用端子１３とを備えている。
【００４２】
第１の電極１１は、ＩＣチップ１０の集積回路に直接導通して形成されたものである。また、能動面１０ａ上には、パッシベーション膜となる絶縁膜１４が形成されており、この絶縁膜１４には、第１の電極１１上に開口部１４ａが形成されている。これにより、各第１の電極１１は、絶縁膜１４の開口部１４ａ内にて外側に露出した状態となっている。
なお、絶縁膜１４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。
また、絶縁膜１４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）及びＰＢＯ（ｐｏｌｙｂｅｎｚｏｘａｚｏｌｅ）などの樹脂を用いて形成することもできる。
【００４３】
絶縁膜１４上の、振動ジャイロ素子２０の複数の引き出し電極２９と対応する位置には、弾性を有する絶縁性樹脂からなる樹脂突起１２ａと、各樹脂突起１２ａの表面に設けられた導電膜としての金属膜１７とにより構成された突起電極１２が配設されている。
金属膜１７は、絶縁膜１４の各開口部１４ａ内の第１の電極１１から絶縁膜１４上に引き出された配線１６に接続され、これにより、突起電極１２と第１の電極１１とが電気的に接続されている。
これらの配線１６、及び、突起電極１２の金属膜１７とにより、ＩＣチップ１０の集積回路の電極である第１の電極１１の再配置を行うための再配置配線が構成されている。このような再配置配線は、ＩＣチップ１０の集積回路の微細設計によって位置の制約が大きい第１の電極１１に対して、振動ジャイロ素子２０との接続に供する突起電極１２の位置を任意にずらして配置し、ＩＣチップ１０上における振動ジャイロ素子２０との接続位置の自由度を高めるための重要な構成要素である。
【００４４】
突起電極１２の樹脂突起１２ａは、例えばポリイミド等の弾性樹脂材料により形成することができる。突起電極１２のコア形状を決定する樹脂突起１２ａは、例えば、ＩＣチップ１０の絶縁膜１４の表面に感光性のポリイミド材料をコーティングし、フォトリソグラフィーなどのパターニング処理を行う方法などにより形成することができる。本実施形態の樹脂突起１２ａは、グレーマスクを用いたフォトリソグラフィーを行うことになどにより、高さ寸法などの形状を精度よく形成することができる。
なお、本実施形態の樹脂突起１２ａは角錐台形状のものを例示したが、これに限らず、円錐台形状、円柱状、角柱状などとしてもよい。
また、樹脂突起１２ａの材料は、上記したポリイミドに限定されず、弾性樹脂材料として既に公知となっているいずれかの材料を適用することができる。例えば、樹脂突起１２ａの材料として、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、シリコーン樹脂、変性ポリイミド樹脂、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ；ｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎｅ）、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ；ｐｏｌｙｂｅｎｚｏｘａｚｏｌｅ）等の樹脂を適用することができる。また、樹脂突起１２ａとして、弾性率が１００ＭＰａから５０００ＭＰａの間の樹脂を適用することができる。
【００４５】
配線１６は、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、チタンタングステン（ＴｉＷ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケルバナジウム（ＮｉＶ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、パラジウム（Ｐｄ）などによって形成することができる。
また、突起電極１２の金属膜１７は、配線１６と電気的接続な可能な導電体からなる導電膜であれば、例えば、樹脂突起１２ａの表面に導電性ペーストを塗布して固化させた導電膜などを用いることもできる。本実施形態では、樹脂突起１２ａ上に、配線１６と同一材料の金属からなる金属膜１７を形成して突起電極１２を構成している。これにより、配線１６と金属膜１７とを同一工程で形成することができるので製造効率がよいとともに、配線１６と突起電極１２との電気的な接続信頼性を高くすることができる。
なお、配線１６、及び、突起電極１２の導電膜としての金属膜１７は、上記材料による単層構造のみならず、複数種類の上記材料を組み合わせた積層構造としてもよく、また、複数種類の金属材料の合金を用いて構成してもよい。
【００４６】
また、ＩＣチップ１０に形成された集積回路には、第１の電極１１以外にも、図示しない他の電極が形成されている。この他の電極は、第１の電極１１の場合と同様に配線が接続され、絶縁膜１４の開口部内にて外部に露出する接続用端子１３と接続されている。接続用端子１３は、電気的、あるいは機械的な接続を成すためのパッド状のものである。
【００４７】
第１の電極１１や接続用端子１３、あるいはその他の電極は、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を用いて形成することができる。特に接続用端子１３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）のメッキを施しておくのが好ましい。このようにすることで、特にさびによる接触性、接合性の低下を防止することができる。
また、第１の電極１１や接続用端子１３、あるいはその他の電極は、ハンダメッキ、ハンダプリコートなどの最表面処理を施したものとしてもよい。
【００４８】
また、絶縁膜１４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。
また、絶縁膜１４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）及びＰＢＯ（ｐｏｌｙｂｅｎｚｏｘａｚｏｌｅ）などの樹脂を用いて形成することもできる。
【００４９】
上記のような構成のもとに、ＩＣチップ１０に形成された集積回路は、第１の電極１１、配線１６、及び、突起電極１２を介して振動ジャイロ素子２０と電気的に接続されるようになっている。これにより、振動ジャイロ素子２０は、ＩＣチップ１０に保持されている。
詳述すると、図２に示すように、ＩＣチップ１０の集積回路は、絶縁膜１４の開口部１４ａから露出する第１の電極１１に一端が接続された配線により絶縁膜１４上に引き出され、突起電極１２の金属膜１７と電気的に接続されている。この金属膜１７が形成された突起電極１２と、振動ジャイロ素子２０の対応する引き出し電極２９とが位置合わせされ、例えば銀（Ａｇ）ペーストなどの導電性の接合部材９８により接合されている。これにより、ＩＣチップ１０において配線１６によって引き出された集積回路が、突起電極１２の金属膜１７、及び、振動ジャイロ素子２０の引き出し電極２９を介して振動ジャイロ素子２０と電気的に接続されるとともに、機械的に接続される。このとき、突起電極１２によって、振動ジャイロ素子２０とＩＣチップ１０との間に隙間が設けられている。
【００５０】
ここで、センサーデバイス１の振動ジャイロ素子２０の動作について説明する。
図３及び図４は、振動ジャイロ素子の動作を説明する模式平面図である。図３は駆動振動状態を示し、図４（ａ）、図４（ｂ）は、角速度が加わった状態における検出振動状態を示している。
なお、図３及び図４において、振動状態を簡易に表現するために、各振動腕は線で表してある。
【００５１】
まず、振動ジャイロ素子２０の駆動振動状態を説明する。
図３において、ＩＣチップ１０の集積回路（駆動回路）から駆動信号が印加されることにより、振動ジャイロ素子２０は角速度が加わらない状態において、駆動用振動腕２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂが矢印Ｅで示す方向に屈曲振動を行う。この屈曲振動は、実線で示す振動姿態と２点鎖線で示す振動姿態とを所定の周波数で繰り返している。
【００５２】
次に、この駆動振動を行っている状態で、振動ジャイロ素子２０にＺ軸回りの角速度ωが加わると、振動ジャイロ素子２０は、図４に示すような振動を行う。
まず、図４（ａ）に示すように、駆動振動系を構成する駆動用振動腕２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂ及び連結腕２３ａ，２３ｂには、矢印Ｂ方向のコリオリ力が働く。また同時に、検出用振動腕２２ａ，２２ｂは、矢印Ｂ方向のコリオリ力に呼応して、矢印Ｃ方向に変形する。
【００５３】
その後、図４（ｂ）に示すように、駆動用振動腕２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂ及び連結腕２３ａ，２３ｂには、矢印Ｂ’方向に戻る力が働く。また同時に、検出用振動腕２２ａ，２２ｂは、矢印Ｂ’方向の力に呼応して、矢印Ｃ’方向に変形する。
振動ジャイロ素子２０は、この一連の動作を交互に繰り返して新たな振動が励起される。
なお、矢印Ｂ，Ｂ’方向の振動は、重心Ｇに対して周方向の振動である。そして、振動ジャイロ素子２０は、検出用振動腕２２ａ，２２ｂに形成された検出電極が、振動により発生した水晶の歪を検出することで角速度が求められる。
【００５４】
上記第１の実施形態のセンサーデバイス１によれば、ＩＣチップ１０と振動ジャイロ素子２０とを、弾性を有する樹脂突起１２ａを含む突起電極１２により確保される隙間を設けて接合することができる。従って、従来の支持基板を介して接合した場合のように、リード線の撓み量を考慮した空隙が不要となることから、厚みの増大を抑えながら、突起電極１２の樹脂突起１２ａが有する弾性によって外部から加わる衝撃などが緩和されて振動ジャイロ素子２０に伝達され難くなる効果により、振動特性の劣化が抑えられた感度の高いセンサーデバイス１を提供することができる。
【００５５】
（第２の実施形態）
次に、センサーデバイスの第２の実施形態について説明する。
図５は、センサーデバイスの第２の実施形態の概略構成を部分的に拡大して示す模式図であり、（ａ）は、ＩＣチップの突起電極形成領域を上側から俯瞰した平面図、（ｂ）は、（ａ）の正断面図である。また、図６は、第２の実施形態のセンサーデバイスを部分的に拡大して示す模式図であり、（ａ）は、ＩＣチップの突起電極形成領域を上側から俯瞰した平面図、（ｂ）は、（ａ）のＩＣチップと同じ部分に振動ジャイロ素子が搭載された状態の正断面図である。
なお、第２の実施形態のセンサーデバイスにおいて、上記第１の実施形態と同様な構成については、同一符号を付して説明を省略する。
【００５６】
図５に示すように、第２の実施形態のセンサーデバイス６１は、ＩＣチップ６０の能動面１０ａ側に積層された絶縁膜１４と、絶縁膜１４上に積層された応力緩和層１５と、応力緩和層１５上に設けられた複数の突起電極３２と、を備え、振動ジャイロ素子２０が、ＩＣチップ６０上に、突起電極３２を介して電気的な接続をはかりながら保持されている。
【００５７】
ＩＣチップ６０の能動面１０ａ上には、絶縁層（パッシベーション膜）１４が形成され、その絶縁膜１４上の、少なくとも振動ジャイロ素子２０の引き出し電極２９と平面視で重なる領域には、弾性を有する絶縁性樹脂からなる応力緩和層１５が形成されている。本実施形態では、ＩＣチップ６０の能動面１０ａの略全面に、絶縁膜１４を介して応力緩和層１５が積層されて形成されている。
また、応力緩和層１５上の、振動ジャイロ素子２０の複数の引き出し電極２９と対応する位置には、弾性を有する絶縁性樹脂からなる樹脂突起３２ａと、各樹脂突起３２ａの表面に設けられた導電膜としての金属膜３７とにより構成された突起電極３２が配設されている。
【００５８】
金属膜３７は、一端が第１の電極１１に電気的に接続された配線３６の他端と電気的に接続されている。配線３６の一端は、応力緩和層１５上において第１の電極１１の上方まで引き回されている。そして、配線３６の一端と第１の電極１１とが、絶縁膜１４の開口部１４ａから応力緩和層１５内を配線３６の一端に向けて貫設された貫通孔、及び、その貫通孔と開口部１４ａとに埋設された導電体からなるビアホール（Ｖｉａ  ｈｏｌｅ）３５により電気的に接続されている。これにより、第１の電極１１と、それに対応する突起電極３２（金属膜３７）とが電気的に接続されている。
【００５９】
金属膜３７が形成された突起電極３２と、振動ジャイロ素子２０の対応する引き出し電極２９とが位置合わせされ、例えば銀ペーストなどの導電性の接合部材９８により接合されている。これにより、ＩＣチップ６０において配線３６によって引き出された集積回路が、突起電極３２の金属膜３７、及び、引き出し電極２９を介して振動ジャイロ素子２０と電気的に接続されるとともに、機械的に接続される。このとき、突起電極３２によって、振動ジャイロ素子２０とＩＣチップ６０との間に隙間が設けられている。
【００６０】
上記構成のセンサーデバイス６１によれば、上記第１の実施形態のセンサーデバイス１と同様に、弾性を有する突起電極３２を用いることよって、厚みの増大を抑えながらＩＣチップ６０と振動ジャイロ素子２０とを隙間を設けて接合することができるとともに、突起電極３２が有する弾性により、外部から加わる衝撃などの力が緩和されて振動ジャイロ素子２０に伝達され難くなり、振動ジャイロ素子２０の特性劣化を抑制することができる。しかも、ＩＣチップ６０の能動面１０ａにおいて、突起電極３２の下に応力緩和層１５が設けられているので、外部から加わる衝撃などの力を緩和して振動ジャイロ素子２０に伝達され難くなる効果をより顕著に得ることができる。
したがって、薄型で、感度の高いセンサーデバイス６１を提供することができる。
【００６１】
なお、上記のセンサーデバイス６１では、応力緩和層１５上に樹脂突起３２ａを別個に形成し、その樹脂突起３２ａと金属膜３７とにより突起電極３２を構成する例を説明した。これに限らず、応力緩和層を形成する樹脂材料により、応力緩和層に樹脂突起を一体形成する構成としてもよい。
図７は、第２の実施形態のセンサーデバイスにおける突起電極の形態のバリエーションを部分的に拡大して示す模式図であり、（ａ）は、ＩＣチップの突起電極形成領域を上側から俯瞰した平面図、（ｂ）は、（ａ）の正断面図である。なお、図７に示すセンサーデバイス６１´は、応力緩和層と樹脂突起とが一体形成されていること以外、上記センサーデバイス６１（図５、図６を参照）と同じ構成であるため、共通の構成については同一符号を付して説明を省略する。
【００６２】
図７に示すセンサーデバイス６１´において、ＩＣチップ６０´の能動面１０ａ上には絶縁膜１４が形成され、その絶縁膜１４上には弾性を有する絶縁性樹脂からなる応力緩和層１５´が形成されている。
応力緩和層１５´上の、振動ジャイロ素子２０の複数の引き出し電極２９と対応する位置には、応力緩和層１５´を形成する絶縁性樹脂材料により一体形成された樹脂突起３２ａ´が形成されている。応力緩和層１５´及び樹脂突起３２ａ´は、ポリイミド等の弾性樹脂材料により形成することができる。例えば、ＩＣチップ６０´の絶縁膜１４の表面に感光性のポリイミド材料をコーティングして応力緩和層１５´のベース層を形成し、グレーマスクを用いたフォトリソグラフィーを行うことになどにより樹脂突起３２ａ´を形成することができる。
このようにして形成された樹脂突起３２ａ´と、樹脂突起３２ａ´の表面に設けられた導電膜としての金属膜３７とにより、突起電極３２´が構成されている。
【００６３】
上記構成のセンサーデバイス６１´によれば、応力緩和層１５´と突起電極３２´の樹脂突起３２ａ´とを同一材料にて効率的に製造することができるとともに、応力緩和層１５´上における突起電極３２´（樹脂突起３２ａ´）の保持強度が強くなり、センサーデバイス６１´の信頼性が向上する。
【００６４】
上記実施形態で説明したセンサーデバイスは、以下の変形例として実施することも可能である。
【００６５】
以下、センサーデバイスの突起電極の形態の変形例について図面を参照して説明する。
（変形例１）
図８は、センサーデバイスの変形例１の概略構成を部分的に拡大して示す模式図であり、（ａ）は、ＩＣチップの突起電極形成領域を上側から俯瞰した平面図、（ｂ）は、（ａ）のＩＣチップと同じ部分に振動ジャイロ素子が搭載された状態の正断面図である。なお、上記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構成を中心に説明する。
【００６６】
図８に示す本変形例のセンサーデバイス７１において、ＩＣチップ７０の能動面１０ａ側に積層された絶縁膜１４と、絶縁膜１４上に設けられた突起電極７２と、を備え、振動ジャイロ素子２０が、ＩＣチップ７０上に、突起電極７２を介して電気的な接続をはかりながら保持されている。
【００６７】
ＩＣチップ７０の能動面１０ａ上の、振動ジャイロ素子２０の複数の引き出し電極２９と対応する位置には、弾性を有する絶縁性樹脂からなる樹脂突起７２ａと、各樹脂突起７２ａの表面に設けられた導電膜としての金属膜７７とにより構成された突起電極７２が配設されている。
樹脂突起７２ａには、振動ジャイロ素子２０との接合面側に開口部を有する溝７５が形成されている。本変形例では、溝７５が複数形成され、具体的には２つの溝７５が形成され、さらに、本変形例では有底の溝７５が形成されている。
また、溝７５は、樹脂突起７２ａの平面視で対向する一方の側面から他方の側面に貫通させて設けられ、溝７５の内壁、及び、それらの内壁と対向する樹脂突起７２ａの外側面とが、図中矢印Ｓで示すＩＣチップ７０及び振動ジャイロ素子２０の熱収縮する方向と交差するように配置されている。
【００６８】
金属膜７７は、一端が第１の電極１１に電気的に接続された配線７６の他端と電気的に接続され、これにより、第１の電極１１と、それに対応する突起電極７２（金属膜７７）とが電気的に接続されている。
金属膜７７が形成された突起電極７２と、振動ジャイロ素子２０の対応する引き出し電極２９とが位置合わせされ、例えば銀ペーストなどの導電性の接合部材９８により接合されている。
【００６９】
上記構成のセンサーデバイス７１によれば、突起電極７２によるＩＣチップ７０上での振動ジャイロ素子２０の支持構造において、溝７５が形成されたことによって突起電極７２の弾性が増すので、突起電極７２を介して振動ジャイロ素子２０に加わる衝撃を緩和する効果が向上する。
特に、本変形例のセンサーデバイス７１では、溝７５が、樹脂突起７２ａの平面視で対向する一方の側面から他方の側面に貫通させて設けられ、溝７５の内壁、及び、それらの内壁と対向する樹脂突起７２ａの外側面とが、ＩＣチップ７０及び振動ジャイロ素子２０の熱収縮する方向と交差するように配置されている。これにより、ＩＣチップ７０と振動ジャイロ素子２０との熱収縮率の差異によって生じる熱収縮応力が、樹脂突起７２ａの弾性変形によって吸収され易くなり、振動ジャイロ素子２０に加わる応力を抑制することができる。
また、溝７５が形成されることにより樹脂突起７２ａの表面積が増大することによって、突起電極７２と振動ジャイロ素子２０との接合面において、例えば銀ペーストなどの導電性の接合部材９８が接触する面積が増えることにより、振動ジャイロ素子２０の接合強度が向上する。
さらに、溝７５が形成されて表面積が増大した樹脂突起７２ａ溝の表面に、金属膜７７が形成されているので、突起電極７２の放熱性が向上して振動ジャイロ素子２０の温度特性が改善され、センサーデバイス７１の高感度化を図ることができるという効果を奏する。
また、本変形例の突起電極７２では、溝７５を複数形成しているので、上記した衝撃や応力を緩和する効果、振動ジャイロ素子２０の接合強度を向上させる効果、及び、放熱性を向上させる効果をより顕著に得ることができる。
したがって、小型（薄型）で、高感度を有する、信頼性の高いセンサーデバイスを提供することができる。
【００７０】
（変形例２）
図９は、センサーデバイスにおける突起電極の形状の変形例２を部分的に拡大して示す模式図であり、（ａ）は、ＩＣチップの突起電極形成領域を上側から俯瞰した平面図、（ｂ）は、（ａ）のＩＣチップと同じ部分に振動ジャイロ素子が搭載された状態の正断面図である。なお、上記実施形態及び変形例１との共通部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【００７１】
図９に示す変形例２のセンサーデバイス８１は、上記変形例１のセンサーデバイス７１の突起電極７２（樹脂突起７２ａ）に設けられた溝７５が有底の溝７５であることに対して（図８を参照）、本変形例の突起電極８２（樹脂突起８２ａ）に設けられた溝８５が、振動ジャイロ素子２０との接合面側からＩＣチップ８０の能動面１０ａ側（絶縁膜１４側）に貫通する溝８５である点で異なっている。
換言すれば、本変形例のＩＣチップ８０の能動面１０ａ上（絶縁膜１４上）の振動ジャイロ素子２０の複数の引き出し電極２９と対応する位置には、弾性を有する絶縁性樹脂からなる複数の樹脂突起８２ａが所定の間隔を空けて設けられ、これらの樹脂突起８２ａと、各樹脂突起８２ａの表面に設けられた導電膜としての金属膜８７とにより突起電極８２が構成されている。即ち、所定の間隔を空けて設けられた複数の樹脂突起８２ａの集合体を１つの樹脂突起８２ａとしたときに、各樹脂突起８２ａの間の間隙が上記溝８５に相当する。
上記変形例１の樹脂突起７２ａの溝７５（図８を参照）と同様に、本変形例２の樹脂突起８２ａにおいて、溝８５は複数設けられ、具体的には２つの溝８５が設けられている。また、溝８５は、樹脂突起８２ａの平面視で対向する一方の側面から他方の側面に貫通させて設けられ、溝８５の内壁、及び、それらの内壁と対向する樹脂突起８２ａの外側面とが、図中矢印Ｓで示すＩＣチップ８０及び振動ジャイロ素子２０の熱収縮する方向と交差するように配置されている。
金属膜８７は、一端が第１の電極１１に電気的に接続された配線８６の他端と電気的に接続され、これにより、第１の電極１１と、それに対応する突起電極８２（金属膜８７）とが電気的に接続されている。
【００７２】
本変形例２の構成のセンサーデバイス８１によれば、突起電極８２によるＩＣチップ８７０上での振動ジャイロ素子２０の支持構造において、突起電極８２の弾性がさらに増すとともに、樹脂突起８２ａの表面積もさらに増大する。
これにより、突起電極８２を介して振動ジャイロ素子２０に加わる衝撃を緩和する効果、ＩＣチップ８０と振動ジャイロ素子２０との熱収縮率の差異によって生じる熱収縮応力を抑制する効果、振動ジャイロ素子２０の接合強度を向上させる効果、及び、突起電極８２の放熱性を高める効果をより向上させることができる。
【００７３】
（変形例３）
図１０は、センサーデバイスにおける突起電極の形状の変形例３を部分的に拡大して示す模式図であり、（ａ）は、ＩＣチップの突起電極形成領域を上側から俯瞰した平面図、（ｂ）は、（ａ）のＩＣチップと同じ部分に振動ジャイロ素子が搭載された状態の正断面図である。
図１０に示す本変形例のセンサーデバイス９１において、ＩＣチップ９０の能動面１０ａ上の、振動ジャイロ素子２０の複数の引き出し電極２９と対応する位置には、弾性を有する絶縁性樹脂からなる複数の樹脂突起９２ａと、樹脂突起９２ａの表面に設けられた導電膜としての金属膜９７とにより構成された突起電極９２が配設されている。
樹脂突起９２ａには、振動ジャイロ素子２０との接合面側に開口部を有する溝９５ａと溝９５ｂとが形成されている。
一方の溝９５ａは、樹脂突起９２ａの平面視で対向する一方の側面から他方の側面に貫通させて設けられ、他方の溝９５ｂは、溝９５ａと平面視で直交する方向の対向する一方の側面から他方の側面に貫通させて設けられている。また、一方の溝９５ａ及び他方の溝９５ｂは、それぞれ並行させて複数設けられ、本変形例では２本ずつの溝９５ａと溝９５ｂとが設けられている。これにより、本変形例の突起電極９２（樹脂突起９２ａ）には、振動ジャイロ素子２０との接合面側に、平面視で縦横３つずつの突起が形成されている。
【００７４】
また、溝９５ａ，９５ｂのうち、一方の溝（本変形例では溝９５ａ）の内壁、及び、それらの内壁と対向する樹脂突起９２ａの外側面とが、図中矢印Ｓで示すＩＣチップ９０及び振動ジャイロ素子２０の熱収縮する方向と交差するように配置されている。
【００７５】
金属膜９７は、一端が第１の電極１１に電気的に接続された配線９６の他端と電気的に接続され、これにより、第１の電極１１と、それに対応する突起電極９２（金属膜９７）とが電気的に接続されている。
そして、金属膜９７が形成された突起電極９２と、振動ジャイロ素子２０の対応する引き出し電極２９とが位置合わせされ、例えば銀ペーストなどの導電性の接合部材９８により接合されている。
【００７６】
上記構成のセンサーデバイス９１によれば、ＩＣチップ９０と振動ジャイロ素子２０との熱収縮率の差異によって生じる熱収縮応力による悪影響を抑制する効果とともに、熱収縮応力がはたらく方向と直交する方向に加わる外力を緩和する効果も得られる。
また、樹脂突起９２ａの表面積がより増大するので、突起電極９２と振動ジャイロ素子２０との接合強度、および、突起電極９２による放熱性をさらに向上させることができる。
【００７７】
（第３の実施形態）
〔ジャイロセンサー〕
次に、上記のセンサーデバイスを搭載したモーションセンサーについて、図面を参照しながら説明する。
図１１は、第３の実施形態のモーションセンサーとしてのジャイロセンサーの概略構成を示す模式図である。図１１（ａ）は、ジャイロセンサーをパッケージ上面から俯瞰した平面図であり、図１１（ｂ）は、（ａ）の正断面図である。
なお、図１１（ａ）では、リッドを（蓋体）便宜上省略してある。また、上記第１の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する。
【００７８】
図１１に示すように、モーションセンサーとしてのジャイロセンサー２００は、３つのセンサーデバイス（以下、センサーデバイス１Ａ、センサーデバイス１Ｂ、センサーデバイス１Ｃと称すが、上記第１実施形態で説明したセンサーデバイス１と同一である）と、各センサーデバイスを内部に収納する略直方体形状のパッケージ１８０と、を有し、センサーデバイス１Ａ、センサーデバイス１Ｂ、センサーデバイス１Ｃがパッケージ１８０の内部に配置され収納されている。
なお、各センサーデバイス１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、後述するように、互いの主面どうしが所定の角度を有してジャイロセンサー２００内に収容させる必要がある。このため、各センサーデバイス１Ａ，１Ｂ，１Ｃのベース基板１８５には、パッケージ１８０の凹部内で所定の角度でセンサーデバイスを載置できるように形成された保持基板１８５ａ，１８５ｂ，１８５ｃがそれぞれ装着されている。
【００７９】
パッケージ１８０は、底面１８３と壁面１８１，１８２とを含む内面を有する凹部が形成されている。この凹部は、センサーデバイス１Ａ、センサーデバイス１Ｂ、センサーデバイス１Ｃの収納後、リッド（蓋体）１８４によって覆われる。
パッケージ１８０は、セラミックグリーンシートを成形して積層し、焼成した酸化アルミニウム質焼結体などが用いられている。また、リッド１８４には、コバールなどの金属、ガラス、セラミックなどが用いられている。
【００８０】
センサーデバイス１Ａは、振動ジャイロ素子２０１の一方の主面２０ａ（図２参照、以下参照の記載は省略する）または他方の主面２０ｂ（図２参照、以下参照の記載は省略する）と、パッケージ１８０の凹部の底面１８３とが、略平行になるようにパッケージ１８０の底面１８３に固定、接続されている。そして、センサーデバイス１Ａは、図示しないパッケージ内部電極と電気的に接続されている。
【００８１】
他の２つのセンサーデバイス１Ｂ，１Ｃは、それぞれの振動ジャイロ素子２０２，２０３の一方の主面２０ａまたは他方の主面２０ｂ同士の成す角度が略直角となるように、パッケージ１８０の内部に配置され収納されている。
センサーデバイス１Ｂは、パッケージ１８０の壁面１８１に固定、接続され、センサーデバイス１Ｃは、パッケージ１８０の壁面１８２に固定、接続されている。２つのセンサーデバイス１Ｂ，１Ｃも、図示しないパッケージ内部電極と電気的に接続されている。
なお、パッケージ内部電極は、パッケージ１８０の外部に設けられた外部電極（図示せず）と電気的に接続されている。外部電極、内部電極は、タングステン（Ｗ）などのメタライズ層に、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）などの各被膜をメッキなどにより積層した金属被膜からなる。
【００８２】
ジャイロセンサー２００は、各センサーデバイス１Ａ，１Ｂ，１Ｃが、パッケージ１８０の内部に上記のように配置され収納された状態で、リッド１８４がシームリング、低融点ガラスなどの接合部材によってパッケージ１８０の上面に接合される。
これにより、パッケージ１８０の内部は、気密に封止される。なお、パッケージ１８０の内部は、各センサーデバイスの振動ジャイロ素子２０１，２０２，２０３の振動が阻害されないように、真空状態（真空度が高い状態）、または、不活性ガス雰囲気に保持されていることが好ましい。
【００８３】
ここで、ジャイロセンサー２００の動作について概略を説明する。
ここでは、パッケージ１８０の底面１８３が、互いに直交する３軸であるＸ’軸、Ｙ’軸、Ｚ’軸に対して、Ｘ’軸及びＹ’軸と平行で、Ｚ’軸と直交しているものとする。
これにより、外力などによってジャイロセンサー２００の姿勢が変化し、角速度が加わった場合、振動ジャイロ素子２０１の一方の主面２０ａまたは他方の主面２０ｂとパッケージ１８０の底面１８３とが、略平行になるようにパッケージ１８０の内部に収納されているセンサーデバイス１Ａは、振動ジャイロ素子２０１の一方の主面２０ａまたは他方の主面２０ｂとＺ’軸とが略直交していることから、Ｚ’軸回りに対する角速度を検出する。
【００８４】
一方、振動ジャイロ素子２０２，２０３の一方の主面２０ａまたは他方の主面２０ｂ同士の成す角度が略直角となるとともに、各振動ジャイロ素子２０２，２０３の一方の主面２０ａまたは他方の主面２０ｂとセンサーデバイス１Ａの振動ジャイロ素子２０１の一方の主面２０ａまたは他方の主面２０ｂとの成す角度が略直角となるように、パッケージ１８０の内部に収納されている２つのセンサーデバイス１Ｂ，１Ｃは、一方が、振動ジャイロ素子２０２の一方の主面２０ａまたは他方の主面２０ｂとＸ’軸とが略直交していることから、Ｘ’軸回りに対する角速度を検出し、他方が、振動ジャイロ素子２０３の一方の主面２０ａまたは他方の主面２０ｂとＹ’軸とが略直交していることから、Ｙ’軸回りに対する角速度を検出する。
【００８５】
これらにより、ジャイロセンサー２００は、互いに直交する３軸であるＸ’軸、Ｙ’軸、Ｚ’軸回りに対する角速度を、１つのジャイロセンサー２００で検出することができる。
このことから、ジャイロセンサー２００は、撮像機器の手ぶれ補正や、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）衛星信号を用いた移動体ナビゲーションシステムにおける車両などの姿勢検出、姿勢制御などに好適に用いられる。
【００８６】
また、ジャイロセンサー２００は、上記第１実施形態に記載のセンサーデバイスを用いているため、上記第１実施形態に記載のセンサーデバイスと同等の効果を有している。すなわち、ジャイロセンサー２００は、電気的特性の安定した小型、薄型化を実現することが可能となる。
【００８７】
なお、本実施形態では、３つのセンサーデバイス１Ａ，１Ｂ，１Ｃを用いたモーションセンサーとしてのジャイロセンサー２００について説明したが、センサーデバイスの数はこれに限らず、１つ以上であればよい。例えば、センサーデバイスを、１つ用いれば、１軸方向の角速度の検出が可能であり、例えば、２つのセンサーデバイスを用いれば、異なる２軸方向の角速度の検出が可能となる。
【００８８】
（第４の実施形態）
〔電子機器〕
上記実施形態および変形例に記載のセンサーデバイス、および、それらを備えた第３の実施形態のモーションセンサーとしてのジャイロセンサーを搭載した電子機器は、小型化および高性能化を図ることが可能である。
例えば、図１２（ａ）は、デジタルビデオカメラへの適用例を示す。デジタルビデオカメラ２４０は、受像部２４１、操作部２４２、音声入力部２４３、及び表示ユニット１００１を備えている。このようなデジタルビデオカメラ２４０に、上記実施形態のセンサーデバイス１やモーションセンサーとしてのジャイロセンサー２００を搭載することにより、所謂手ぶれ補正機能を搭載することができる。
また、図１２（ｂ）は、電子機器としての携帯電話機、図１２（ｃ）は、情報携帯端末（ＰＤＡ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）への適用例をそれぞれ示すものである。
まず、図１２（ｂ）に示す携帯電話機３０００は、複数の操作ボタン３００１及びスクロールボタン３００２、並びに表示ユニットと１００２を備える。スクロールボタン３００２を操作することによって、表示ユニット１００２に表示される画面がスクロールされる。
また、図１２（ｃ）に示すＰＤＡ４０００は、複数の操作ボタン４００１及び電源スイッチ４００２、並びに表示ユニット１００３を備える。電源スイッチ４００２を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が表示ユニット１００３に表示される。
このような携帯電話機３０００やＰＤＡ４０００に、上記実施形態のセンサーデバイスやモーションセンサーとしてのジャイロセンサーを搭載することにより、様々な機能を付与することができる。例えば、図１２（ｂ）の携帯電話機３０００に、図示しないカメラ機能を付与した場合に、携帯電話機３０００に搭載されたセンサーデバイスやジャイロセンサーにより手振れ補正を行うことができる。また、図１２（ｂ）の携帯電話機３０００や、図１２（ｃ）のＰＤＡ４０００にＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）として広く知られる汎地球測位システムを具備した場合に、上記実施形態のセンサーデバイスやモーションセンサーとしてのジャイロセンサーを搭載することにより、ＧＰＳにおいて、携帯電話機３０００やＰＤＡ４０００の位置や姿勢を認識させることができる。
【００８９】
なお、図１２に示す電子機器に限らず、本発明のセンサーデバイスおよびモーションセンサーを適用可能な電子機器として、モバイルコンピューター、カーナビゲーション装置、電子手帳、電卓、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、ゲーム機などが挙げられる。
【００９０】
以上、発明者によってなされた本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上記した実施の形態およびその変形例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。
【００９１】
例えば、上記実施形態および変形例では、振動素子としての振動ジャイロ素子形成材料として水晶を用いた例を説明したが、水晶以外の圧電体材料を用いることができる。例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）や、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、四ほう酸リチウム（Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7）、ランガサイト（Ｌａ3Ｇａ5ＳｉＯ14）などの酸化物基板や、ガラス基板上に窒化アルミニウムや五酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）などの圧電体材料を積層させて構成された積層圧電基板、あるいはジルコン酸チタン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒｘ，Ｔｉ１−ｘ）Ｏ3）などの圧電セラミックスを用いることができる。
また、圧電体材料以外の材料を用いて振動片を形成することができる。例えば、シリコン半導体材料などを用いて振動素子を形成することもできる。
また、振動素子の駆動振動の励振方式や検出振動の検出方式は、圧電効果によるものだけに限らない。静電気力（クーロン力）を用いた静電駆動型や、磁力を利用したローレンツ駆動型などの振動片においても、本発明の構成およびその効果を発揮させることができる。
【００９２】
また、振動素子としての振動ジャイロ素子の形状は、上記実施形態および変形例で説明した所謂ＷＴ型に限らない。音叉型、あるいは、ＭＥＭＳジャイロのように櫛歯電極で静電検出する振動素子においても、本発明の半導体基板の能動領域の配置によれば、上述した実施形態および変形例に記載したものと同様な効果を得ることができる。
【００９３】
また、上記各実施形態及び変形例では、各センサーデバイスに備わる振動片（センサー素子）として振動ジャイロ素子２０を例に挙げたが、これに限定するものではなく、例えば、加速度に反応する加速度感知素子、圧力に反応する圧力感知素子、重さに反応する重量感知素子などでもよい。
したがって、本発明のセンサーデバイスを利用したモーションセンサーは、上記第３の実施形態で説明した角速度を検出するジャイロセンサー２００に限らず、角加速度、加速度、力、温度、磁気など、種々の物理量を検出するセンサー素子に利用することができる。
【００９４】
また、本発明のセンサーデバイスやモーションセンサーに用いる振動素子は、上記実施形態および変形例で説明した振動ジャイロ素子２０などのセンサー素子に限らず、例えば、発振器などに用いられる共振子であってもよい。
【００９５】
また、上記第２の実施形態では、半導体装置としてのＩＣチップ１０上に一層の応力緩和層１５を設けた構成を説明した。これに限らず、応力緩和層を複数層設けて、その複数の応力緩和層の層間に再配置配線を形成することができる。この構成によれば、複数の応力緩和層を介して電極や配線の直上に配線を設けることができ、再配置配線の引き回しの設計の自由度をより高くすることができる。
【符号の説明】
【００９６】
１，６１，６１´，７１，８１，９１，１Ａ〜１Ｃ…センサーデバイス、９ａ〜９ｄ…梁、１０，６０，６０´，７０，８０，９０…半導体装置としてのＩＣチップ、１０ａ…能動面、１１…第１の電極、１２，３２，３２´，７２，８２，９２…突起電極、１２ａ，３２ａ，３２ａ´，７２ａ，８２ａ，９２ａ…樹脂突起、１３…接続用端子、１４…絶縁膜、１４ａ…開口部、１５，１５´…応力緩和層、１６，３６，７６，８６，９６…配線、１７，３７，６７，７７，８７，９７…導電膜としての金属膜、１９ａ，１９ｂ…支持部、２０，２０１，２０２，２０３…振動片としての振動ジャイロ素子、２０ａ…一方の主面、２０ｂ…他方の主面、２１…基部、２２ａ，２２ｂ…検出用振動腕、２３ａ，２３ｂ…連結腕、２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂ…駆動用振動腕、２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂ，２８ａ，２８ｂ…錘部、２９…引き出し電極、３５…ビアホール、７５，８５，９５ａ，９５ｂ…溝、９８…接合部材、１８０…パッケージ、１８１，１８２…壁面、１８３…底面、１８４…リッド、１８５…ベース基板、１８５ａ…保持基板、２００…モーションセンサーとしてのジャイロセンサー、２４０…電子機器としてのデジタルビデオカメラ、２４１…受像部、２４２…操作部、２４３…音声入力部、１００１…及び表示ユニット、１００２…表示ユニット、１００３…表示ユニット、３０００…電子機器としての携帯電話機、３００１…複数の操作ボタン、３００２…スクロールボタン、４０００…電子機器としてのＰＤＡ、４００１…複数の操作ボタン、４００２…電源スイッチ。
【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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