(57)【要約】【課題】測定環境由来のコンタミネーションを低減して安定的に圧力を測定可能な物理量検出モジュールを提供する。【解決手段】変位部（ダイアフラム５６）を有するダイアフラム基板４８と、ベース基板１４と、を有し、前記ダイアフラム基板４８と前記ベース基板１４とで設けられた気密空間１３を有する物理量検出素子１０と、前記物理量検出素子１０を収容するための容器（実装基板１１２、蓋体１２２）と、を備え、前記容器（蓋体１２２）の前記ベース基板１４と対向する部位に圧力導入口１２４が配置され、前記ダイアフラム基板４８は、前記変位部の外側に、前記変位部と前記容器との間に隙間を設けるようにスペーサ５７を備えたことを特徴とする。【選択図】図１
2013024657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変位部を有するダイアフラム基板と、
ベース基板と、
を有し、
前記ダイアフラム基板と前記ベース基板とで設けられた気密空間を有する物理量検出素  子と、
前記物理量検出素子を収容するための容器と、
を備え、
前記容器の前記ベース基板と対向する部位に圧力導入口が配置され、
前記ダイアフラム基板は、
前記変位部の外側に、前記変位部と前記容器との間に隙間を設けるようにスペーサを備えた
ことを特徴とする物理量検出モジュール。
【請求項２】
物理量を検出する感圧部を有する圧電振動基板と、
前記感圧部が接続され、外部からの力を受けて変位し、前記力を前記感圧部に伝達する変位部を有し、前記圧電振動基板の一方の主面を覆うダイアフラム基板と、
前記圧電振動基板の他方の主面を覆うベース基板と、
を有する物理量検出素子と、
前記物理量検出素子を収容するための容器と、
を備え、
前記容器の前記ベース基板と対向する部位に圧力導入口が配置され、
前記ダイアフラム基板は、
前記変位部の外側に、前記変位部と前記容器との間に隙間を設けるようにスペーサを備えた
ことを特徴とする物理量検出モジュール。
【請求項３】
前記感圧部は、
振動部と、
前記振動部の両端に配置された一対の基部と、
を有し、
前記圧電振動基板は、
前記振動部と前記一対の基部の周囲とを囲み、
前記一対の基部の梁を介して支持する枠部を有し、
前記ダイアフラム基板は、
前記圧電振動基板を覆う側の面に設けられた凹部と、
前記凹部の底部に、前記一対の基部をそれぞれ支持するための設けられた一対の支持部と、
を有し、
前記底部が前記変位部である
ことを特徴とする請求項２に記載の物理量検出モジュール。
【請求項４】
前記物理量検出素子の外縁に接続部が設けられるとともに、前記接続部を前記容器に固定部材を用いて固定し、
前記振動部に励振電極が設けられるとともに、前記接続部の前記容器に固定する面に、  前記励振電極に電気的に接続されたパッド電極が配置され、
前記固定部材は導電性を有するとともに、前記パッド電極と前記容器に配置された接続電極とを電気的に接続することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の物理量検出モジュール。
【請求項５】
前記接続部には、
前記接続部の一辺を二分するようにスリットが設けられていることを特徴とする請求項４に記載の物理量検出モジュール。
【請求項６】
前記容器は、
前記物理量検出素子を実装する実装基板を有し、
前記実装基板上には凸部が配置され、
前記接続部は、
前記凸部の上面に支持されている
ことを特徴とする請求項４または５に記載の物理量検出モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量検出モジュールに関し、特に、測定環境由来のコンタミネーションを低減して安定的に物理量を測定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ダイアフラムに圧電振動片を接続し、圧電振動片がダイアフラムの撓み変形による応力を検知するタイプの圧力検出素子等の物理量検出素子が知られている。
図２０に、特許文献１に記載の圧力検出素子の模式図を示し、図２０（ａ）は分解斜視図、図２０（ｂ）は断面図を示す。特許文献１には、第１基板３０２と、圧電振動片（振動部３１０、基部３１２）を有する圧電振動基板３０８と、ダイアフラム３２４及びダイアフラム３２４に接続された一対の力伝達部３２６を有する第２基板３１８と、の３層構造からなる圧力検出素子３００が開示されている。圧電振動片は、振動部３１０と振動部３１０の長手方向の両端に配置された一対の基部３１２から構成される。振動部３１０は所定の共振周波数で振動可能なものであり、基部３１２は振動部３１０を支持するとともに振動部３１０に力を印加するものである。ここで、力伝達部３２６は、基部３１２に接続されている。
【０００３】
上記構成において、ダイアフラム３２４が外部から圧力を受けることにより、ダイアフラム３２４が圧力検出素子３００の内側に撓み変形する。そして、この撓み変形により力伝達部３２６同士の間隔が広がるため、基部３１２同士の間隔も広がることになる。よって、振動部３１０に対して引張応力が印加され、これにより振動部３１０の共振周波数が変化する。したがって、この共振周波数の変化をモニターすることにより圧力を検知することができる。
【０００４】
図２１に、特許文献２に記載の圧力検出素子の模式図を示し、図２１（ａ）は分解斜視図、図２１（ｂ）は上面図を示す。特許文献２の圧力検出素子４００は、特許文献１の圧力検出素子３００と同様に第１基板４０１、圧電振動基板４０２、第２基板４１２の３層構造を有し、全体的に平面矩形状に形成されている。圧電振動基板４０２の枠部４０４の一方の短辺には、その両端部に振動部４０８に電気的に接続する一対のパッド電極４１０が配置されている。また、第２基板４１２のパッド電極４１０に対向する部分にはパッド電極４１０を露出させる切欠き部４１４が形成されている。これにより、第１基板４０１、圧電振動基板４０２、第２基板４１２を積層することにより、切欠き部４１４に挟まれた領域に凸部４１６が露出されたパッド電極４１０を互いに隔離させた構造となる。
【０００５】
図２２に、従来技術の圧力検出モジュールを示し、図２２（ａ）は断面図、図２２（ｂ）は平面図（蓋体不図示）を示す。図２２に示すように、上述の同様の構成を有する圧力検出素子５０２を用いた圧力検出モジュール５００は、ダイアフラム５０４を上面に向けた状態で実装基板５０６上に圧力検出素子５０２を搭載し、圧力検出素子５０２を収容する蓋体５０８を実装基板５０６上に配置している。そして圧力検出素子５０２は接着剤５１２により実装基板５０６に支持されるとともに、パッド電極５１４はワイヤー５１６を介して実装基板５０６上の接続電極５１８に接続される。
【０００６】
一方、蓋体５０８のダイアフラム５０４に対向する面（上面）には、被測定環境の圧力を導入する圧力導入口５１０が配置されている。よって、圧力検出モジュール５００において、圧力検出素子５０２は、実装基板５０６及び蓋体５０８により形成され圧力導入口５１０を開口部とする内部空間に配置されることになる。そして、圧力導入口５１０を被測定環境に開放することにより、圧力検出素子５０２は被測定環境の圧力を測定することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２３０４０１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４３２０７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、被測定環境は必ずしも清浄であるとは限らず、上記構成の場合、ダイアフラム５０４に圧力導入口５１０から舞い込んだ砂や埃などが付着してダイアフラム５０４の感度が劣化する問題があった。
そこで本発明は上記問題に着目し、ダイアフラムの被測定環境由来のコンタミネーションを低減した物理量検出モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、以下の適用例として実現することが可能である。
［適用例１］変位部を有するダイアフラム基板と、ベース基板と、を有し、前記ダイアフラム基板と前記ベース基板とで設けられた気密空間を有する物理量検出素子と、前記物理量検出素子を収容するための容器と、を備え、前記容器の前記ベース基板と対向する部位に圧力導入口が配置され、前記ダイアフラム基板は、前記変位部の外側に、前記変位部と前記容器との間に隙間を設けるようにスペーサを備えたことを特徴とする物理量検出モジュール。
【００１０】
上記構成により、変位部（後述のダイアフラム）を実装先の実装基板に対向させ、かつスペーサを容器の内壁（後述の実装基板）に接触させた状態で物理量検出素子を容器内に実装することができる。よって、変位部は容器の内壁に対向することになるので、変位部の被測定環境由来のコンタミネーションを低減することが可能な物理量検出モジュールとなる。また、変位部と実装基板との間は、スペーサの高さと同じ間隔で隙間が形成され、さらにスペーサは変位部の外側となる配置されている。したがって、変位部、スペーサ、容器の内壁により閉空間を形成することはないので、変位部が被測定環境の圧力を確実に受けることが可能な物理量検出モジュールとなる。
【００１１】
［適用例２］物理量を検出する感圧部を有する圧電振動基板と、前記感圧部が接続され、外部からの力を受けて変位し、前記力を前記感圧部に伝達する変位部を有し、前記圧電振動基板の一方の主面を覆うダイアフラム基板と、前記圧電振動基板の他方の主面を覆うベース基板と、を有する物理量検出素子と、前記物理量検出素子を収容するための容器と、を備え、前記容器の前記ベース基板と対向する部位に圧力導入口が配置され、前記ダイアフラム基板は、前記変位部の外側に、前記変位部と前記容器との間に隙間を設けるようにスペーサを備えたことを特徴とする物理量検出モジュール。
上記構成により、適用例１と同様の作用効果を有し、圧電振動基板が有する感圧部が変位部からの力を検知する物理検出モジュールとなる。
【００１２】
［適用例３］前記感圧部は、振動部と、前記振動部の両端に配置された一対の基部と、を有し、前記圧電振動基板は、前記振動部と前記一対の基部の周囲とを囲み、前記一対の基部の梁を介して支持する枠部を有し、前記ダイアフラム基板は、前記圧電振動基板を覆う側の面に設けられた凹部と、前記凹部の底部に、前記一対の基部をそれぞれ支持するための設けられた一対の支持部と、を有し、前記底部が前記変位部であることを特徴とする適用例２に記載の物理量検出モジュール。
【００１３】
上記構成により、変位部が外部からの力により変位すると支持部同士の間隔が変化し、これにより基部同士の間隔が変化する。よって振動部には振動部の長さを変化させる応力が印加されるので振動部の共振周波数が変化する。したがってこの共振周波数の変化をモニターすることにより変位部が受けた圧力等の物理量を高精度に検知することができる。
【００１４】
［適用例４］前記物理量検出素子の外縁に接続部が設けられるとともに、前記接続部を前記容器に固定部材を用いて固定し、前記振動部に励振電極が設けられるとともに、前記接続部の前記容器に固定する面に、前記励振電極に電気的に接続されたパッド電極が配置され、前記固定部材は導電性を有するとともに、前記パッド電極と前記容器に配置された接続電極とを電気的に接続することを特徴とする適用例１乃至３のいずれか１例に記載の物理量検出モジュール。
【００１５】
上記構成により、ワイヤーを用いることなく、いわゆるフェイスダウンボンディングによりパッド電極と接続電極とを接続することになる。したがって、容器内において物理量検出素子の実装に必要とする高さを小さくすることができ、これにより容器の高さも小さくすることができる。したがって、低背化が可能な物理量検出モジュールとなる。
【００１６】
［適用例５］前記接続部には、前記接続部の一辺を二分するようにスリットが設けられていることを特徴とする適用例４に記載の物理量検出モジュール。
物理量検出素子を容器の内壁（後述の実装基板）に実装する場合、パッド電極と接続電極とを導電性の固定部材により接合する。上記構成においては、固定部材は接続部においてスリットを挟むように２箇所接合される。
【００１７】
このとき、物理量検出素子と容器の構成材料は一般的に熱膨張係数が異なるため、接合時の温度と冷却後の温度との相違により物理量検出素子の固定部材との２つの接合位置を互いに離間或いは近接させる熱応力を物理量検出素子が受けることになる。しかし、上記構成において接続部はスリットにより２つに分割され、その２つの接続部は接続部の枠部との接続位置を固定端として屈曲することができる。よって、接続部に発生した熱応力により接続部を屈曲させて熱応力を接続部と枠部との接続位置に集中させ、その分変位部に伝播する熱応力の成分を緩和させることができる。したがって、熱歪みに起因する変位部に印加される応力を緩和し、測定誤差を抑制した物理量検出モジュールとなる。
【００１８】
［適用例６］前記容器は、前記物理量検出素子を実装する実装基板を有し、前記実装基板上には凸部が配置され、前記接続部は、前記凸部の上面に支持されていることを特徴とする適用例４または５に記載の物理量検出モジュール。
上記構成により、固定部材の体積を削減してコストを抑制するとともに接合を安定的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態の物理量検出モジュールの模式図であり、図１（ａ）は断面図、図１（ｂ）は平面図（蓋体不図示）である。
【図２】第１実施形態の物理量検出素子の斜視図である。
【図３】第１実施形態の物理量検出素子の分解斜視図である。
【図４】図２のＡ―Ａ線断面図である。
【図５】第１実施形態の物理量検出素子の励振電極の模式図であり、図５（ａ）は上面図（図３の部分拡大図）、図５（ｂ）は下面図である。
【図６】本実施形態のウェーハの積層構造の分解斜視図と、これを積層したのちに個片化して得られる本実施形態の物理量検出素子（図中右下）の斜視図である。
【図７】図２の断面図であり、図７（ａ）は図２のＡ−Ａ線断面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）における圧電振動基板の拡大図、図７（ｃ）は図２のＢ−Ｂ線断面図（ダイアフラム基板）である。
【図８】本実施形態のウェーハの積層構造においてダイシングを行なう場合の模式図であり、図８（ａ）はダイシング前、図８（ｂ）はダイシング後である。
【図９】本実施形態のウェーハの積層構造において、折り取り部を形成した場合の模式図であり、図９（ａ）は、第１ウェーハ、圧電振動ウェーハ、第２ウェーハのそれぞれの折り取り部の平面図、図９（ｂ）は第１ウェーハ、圧電振動ウェーハ、第２ウェーハを積層した場合の各折り取り部の断面図（折り取り前）、図９（ｃ）は第１ウェーハ、圧電振動ウェーハ、第２ウェーハを積層した場合の各折り取り部の断面図（折り取り後）である。
【図１０】第２実施形態の物理量検出モジュールの模式図であり、図１０（ａ）は断面図、図１０（ｂ）は平面図（蓋体不図示）である。
【図１１】第２実施形態の物理量検出素子の分解斜視図である。
【図１２】第３実施形態の物理量検出モジュールの模式図であり、図１２（ａ）は断面図、図１２（ｂ）は平面図（蓋体不図示）である。
【図１３】本実施形態の圧電振動基板の振動部としてＡＴカット振動片を用いた場合の模式図であり、図１３（ａ）は上面図、図１３（ｂ）は下面図である。
【図１４】本実施形態の物理量検出素子において、振動部として音叉型振動片（その１）を用いた場合の分解斜視図と、圧電振動基板の下面の模式図である。
【図１５】本実施形態の物理量検出素子において、振動部として音叉型振動片（その２）を用いた場合の分解斜視図と、圧電振動基板の下面の模式図である。
【図１６】本実施形態の物理量検出素子において、振動部としてＡＴカット振動片を用いた場合の分解斜視図と、圧電振動基板の下面の模式図である。
【図１７】本実施形態の物理量検出素子を燃料電池システムに搭載した場合の系統図である。
【図１８】本実施形態の物理量検出素子を車両用情報記録装置に搭載した場合のブロック図である。
【図１９】本実施形態の物理量検出素子を側面衝突検出装置に搭載した場合の模式図である。
【図２０】特許文献１に記載の圧力検出素子の模式図であり、図２０（ａ）は分解斜視図、図２０（ｂ）は断面図である。
【図２１】特許文献２に記載の圧力検出素子の模式図であり、図２１（ａ）は分解斜視図、図２１（ｂ）は上面図である。
【図２２】従来技術の物理量検出モジュールの模式図であり、図２２（ａ）は断面図、図２２（ｂ）は平面図（蓋体不図示）である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００２１】
図１に、第１実施形態の物理量検出モジュールの模式図を示し、図１（ａ）は断面図、図１（ｂ）は平面図（蓋体不図示）である。図１に示すように、第１実施形態の物理量検出モジュール１１０は、実装基板１１２と、圧力導入口１２４を有する蓋体１２２と、により形成された容器内に物理量検出素子１０が収容された構成を有している。本実施形態では、この物理量検出モジュール１１０を構成する物理量検出素子１０について説明したのちに、物理量検出モジュール１１０について説明する。
【００２２】
図２に、第１実施形態の物理量検出素子の斜視図を示し、図３に、第１実施形態の物理量検出素子の分解斜視図を示し、図４に図２のＡ―Ａ線断面図を示す。第１実施形態の物理量検出素子１０は、ベース基板１４と、感圧部（振動部３４Ａ、３４Ｂ、第１基部３６、第２基部３８）を有する圧電振動基板２６と、ダイアフラム５６（変位部）を有するダイアフラム基板４８と、の積層構造を有するものである。そして、積層された後に壁面の一部がダイアフラム５６となり気密空間１３（図４）を有するパッケージ１２が形成されたものである。また、気密空間１３には、ダイアフラム５６に接続した感圧部（圧電振動片）が配置されることになる。そして、ダイアフラム５６が外部の圧力により撓み変形し、この撓み変形に伴う力を振動部３４Ａ（図３）、振動部３４Ｂ（図３、図４）が受けることにより、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂの共振周波数が変化する。よって、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂの共振周波数の変化をモニターすることにより外部の圧力等の物理量を測定可能な構成となっている。またベース基板１４、圧電振動基板２６、ダイアフラム基板４８は、それぞれ短辺と長辺を有する矩形の水晶基板により形成されている。
【００２３】
図３、図４に示すように、ベース基板１４は、物理量検出素子１０の基礎となる部分である。ベース基板１４の圧電振動基板２６に対向する面には第１の凹部１６が配置されている。第１の凹部１６は圧電振動基板２６を構成する後述の感圧部（振動部３４Ａ、振動部３４Ｂ、第１基部３６、第２基部３８）、梁４０Ａ、４０Ｂに対向する位置に配置され、これらの構成要素とベース基板１４との干渉を防止している。またベース基板１４において、この第１の凹部１６の周囲を囲むように第１の周縁部１８が配置される。第１の周縁部１８は、ベース基板１４の一方の短辺側に偏って配置される。また、第１の周縁部１８には圧電振動基板２６を構成する後述の枠部２８が積層される。一方、ベース基板１４の短辺の他方は接続部が配置される。さらに接続部のベース基板１４の短辺となる辺は、スリット２０により切り欠かれる。よって、接続部は、スリット２０により接続部２２Ａと、接続部２２Ｂと、に二分される。なお接続部２２Ａは後述の圧電振動基板２６の接続部３２Ａに接合され、接続部２２Ｂは圧電振動基板２６の接続部３２Ｂに接続される。
【００２４】
またベース基板１４の側面には第１の凸部２４が複数形成されている。第１の凸部２４は、ベース基板１４の長辺を形成する２つの側面に１つずつ、一方の短辺を形成する側面に２つずつ配置されている。ここで、ベース基板１４の接続部が配置された短辺においては、接続部２２Ａ及び接続部２２Ｂにそれぞれ第１の凸部２４が配置されている。そして、長辺に配置された第１の凸部２４は、後述の第１の梁６８Ａをダイシングで切断することにより形成され、短辺に配置された第１の凸部２４は、後述の第１の梁６８Ｂをダイシングで切断することにより形成される。
【００２５】
圧電振動基板２６は、水晶の結晶軸である、電気軸としてのＸ軸と、機械軸としてのＹ軸と、光学軸としてのＺ軸と、からなる直交座標系のＸ軸を回転軸として、Ｚ軸を＋Ｙ軸の方向へ約２度回転させた軸をＺ′軸とし、このＺ′軸を法線とした主面を有する水晶基板を用いている。そして、図３に示すように、圧電振動基板２６には、感圧部（振動部３４Ａ、振動部３４Ｂ、第１基部３６、第２基部３８）と、感圧部を囲むととともに、感圧部を、梁（梁４０Ａ、梁４０Ｂ）を介して支持する矩形の枠形状の枠部２８（図４）を有する。さらに、枠部２８の外側には枠部２８の一辺から延設するように接続部（接続部３２Ａ、接続部３２Ｂ）が配置される。枠部２８は、圧電振動基板２６の一方の短辺に偏った態様で配置され、前述の第１の周縁部１８上に積層される。一方、接続部（接続部３２Ａ、接続部３２Ｂ）は圧電振動基板２６の他方の短辺（枠部２８の外側）に偏った態様で配置される。よって、枠部２８と接続部は圧電振動基板２６の長辺方向に横並びに配置される。そして接続部の圧電振動基板２６の短辺となる辺はスリット３０により切り欠かれ、スリット３０により接続部は、接続部３２Ａと接続部３２Ｂとに二分される。なお、ベース基板１４と圧電振動基板２６との積層後は、このスリット３０と上述のスリット２０とが互いに連通してひとつのスリットとなる。したがって、接続部３２Ａは、ベース基板１４に配置された接続部２２Ａに接合し、接続部３２Ｂは、ベース基板１４に配置された接続部２２Ｂに接合する。
【００２６】
そして枠部２８内には、感圧部の構成要素（振動部３４Ａ、振動部３４Ｂ、第１基部３６、第２基部３８）と、梁４０Ａ、４０Ｂが配置される。振動部３４Ａ、振動部３４Ｂは、それぞれ圧電振動基板２６の長辺方向に長手方向を有する柱状ビームにより形成されるとともに互いに平行となるように配置され、この振動部３４Ａ、振動部３４Ｂにより双音叉型の振動片が形成される。即ち、圧電振動基板２６の前記長辺に沿って、前記柱状ビームは伸びており、これを長手方向としている。そして振動部３４Ａ、３４Ｂの長手方向の両端のうちの一方には第１基部３６が接続され、他方には第２基部３８が接続される。また枠部２８の長辺方向の内側側面の第１基部３６に対向する位置からは、梁４０Ａが第１基部３６を圧電振動基板２６の短辺方向から挟むように延出し、第１基部３６に接続される。同様に枠部２８の長辺方向の内側側面の第２基部３８に対向する位置からは、梁４０Ｂが第２基部３８を圧電振動基板２６の短辺方向から挟むように延出し、第２基部３８に接続される。よって振動部３４Ａ、振動部３４Ｂは、第１基部３６、第２基部３８、梁４０Ａ、梁４０Ｂを介して枠部２８に支持される。
【００２７】
第１基部３６及び第２基部３８は、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂを支持するものであるが、後述の支持部５４Ａ、５４Ｂからの力を受けて、圧電振動基板２６の長辺方向に相対位置を互いに変化させるものである。よってこの相対位置の変化により振動部３４Ａ、振動部３４Ｂに応力を印加することができる。梁４０Ａ、梁４０Ｂは、それぞれ圧電振動基板２６の短辺方向に長手方向を有している。そして梁４０Ａ、梁４０Ｂは、それぞれ枠部２８との接続位置を固定端とし、梁４０Ａは第１基部３６との接続位置を自由端とし、梁４０Ｂは第２基部３８との接続位置を自由端として圧電振動基板２６の長辺方向に屈曲する部材である。よって、梁４０Ａ、４０Ｂは、それぞれ第１基部３６、第２基部３８を支持するものの、第１基部３６、第２基部３８の変位に干渉しないようになっている。
【００２８】
一方、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂには、互いに絶縁した励振電極９６、励振電極９８がそれぞれ配置される。そして接続部３２Ａのダイアフラム基板４８に対向する面には、パッド電極４２Ａが配置され、接続部３２Ｂのダイアフラム基板４８に対向する面にはパッド電極４２Ｂが配置される。
【００２９】
そして圧電振動基板２６のダイアフラム基板４８に対向する面において、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂに配置された励振電極９６からは、引出電極４４Ａが引き出され、第１基部３６、梁４０Ａ、枠部２８、接続部３２Ａを経路してパッド電極４２Ａに接続される。同様に、圧電振動基板２６のダイアフラム基板４８に対向する面において、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂに配置された励振電極９８からは引出電極４４Ｂが引き出され、第１基部３６、梁４０Ａ、枠部２８、接続部３２Ｂを介してパッド電極４２Ｂに接続される。
【００３０】
図５に、物理量検出素子を構成する励振電極の詳細図を示し、図５（ａ）は上面図（図３の部分拡大図）、図５（ｂ）は下面図を示す。なお説明のため、図５（ａ）からみて表面となる方を上面と称し、図５（ｂ）からみて表面となる方を下面と称することにする。図５に示すように、励振電極９６は、電極９６ａ乃至電極９６ｐにより構成され、励振電極９８は、電極９８ａ乃至電極９８ｐにより構成されている。
【００３１】
図５（ａ）に示すように、電極９６ａは、振動部３４Ａの第１基部３６側の外側の側面に配置されるとともに引出電極４４Ａに接続されている。また電極９６ａは、振動部３４Ａの中央部の上面に配置された電極９６ｂ、及び振動部３４Ａの第１基部３６側の内側の側面に配置された電極９６ｃに接続されている。電極９６ｃは、第１基部３６の上面に配置された電極９６ｄに接続され、電極９６ｄは、振動部３４Ｂの第１基部３６側の上面に配置された電極９６ｅに接続されている。
【００３２】
図５（ｂ）に示すように、電極９６ａは、第１基部３６の下面に配置された電極９６ｆに接続され、電極９６ｆは、振動部３４Ｂの第１基部３６側の下面に配置された電極９６ｇに接続されている。そして電極９６ｇは、振動部３４Ｂの中央部の外側の側面に配置された電極９６ｈ、及び振動部３４Ｂの中央部の内側側面に配置された電極９６ｉに接続されている。
【００３３】
図５（ａ）に示すように、電極９６ｈ及び電極９６ｉは、振動部３４Ｂの第２基部３８側の上面に配置された電極９６ｊに接続され、電極９６ｊは、第２基部３８の上面に配置された電極９６ｋに接続されている。電極９６ｋは、振動部３４Ａの第２基部３８側の外側の側面に配置された電極９６ｌに接続されている。
【００３４】
図５（ｂ）に示すように、電極９６ｌは、振動部３４Ａの中央部の下面に配置された電極９６ｍ、及び振動部３４Ａの第２基部３８側の内側の側面に配置された電極９６ｎに接続されている。電極９６ｎは、第２基部３８の下面に配置された電極９６ｏに接続され、電極９６ｏは、振動部３４Ｂの第２基部３８側の下面に配置された電極９６ｐに接続されている。したがって、電極９６ａから電極９６ｐに至るまで電気的に接続され励振電極９６が形成される。
【００３５】
図５（ａ）に示すように、電極９８ａは、振動部３４Ｂの第１基部３６側の外側の側面に配置されるとともに、引出電極４４Ｂに接続されている。また、図５（ａ）に示すように、電極９８ａは、振動部３４Ｂの中央部の上面に配置された電極９８ｄ、及び振動部３４Ｂの第１基部３６側の内側の側面に配置された電極９８ｅに接続されている。図５（ａ）に示すように、電極９８ｂは、第１基部３６の上面に配置されるとともに引出電極４４Ｂに接続されている。また電極９８ｂは、振動部３４Ａの第１基部３６側の上面に配置された電極９８ｃに接続されている。
【００３６】
図５（ｂ）に示すように、電極９８ｅは、第１基部３６の下面に配置された電極９８ｆに接続され、電極９８ｆは、振動部３４Ａの第１基部３６側の下面に配置された電極９８ｇに接続されている。電極９８ｇは、振動部３４Ａの中央部の外側の側面に配置された電極９８ｈ、及び振動部３４Ａの中央部の内側の側面に配置された電極９８ｉに接続されている。
【００３７】
図５（ａ）に示すように、電極９８ｈ及び電極９８ｉは、振動部３４Ａの第２基部３８側の上面に配置された電極９８ｊに接続され、電極９８ｊは、第２基部３８の上面に配置された電極９８ｋに接続されている。電極９８ｋは、振動部３４Ｂの第２基部３８側の内側の側面に配置された電極９８ｌに接続されている。
【００３８】
図５（ｂ）に示すように、電極９８ｌは、振動部３４Ｂの中央部の下面に配置された電極９８ｍ、及び振動部３４Ｂの第２基部３８側の外側の側面に配置された電極９８ｎに接続されている。電極９８ｎは、第２基部３８の上面に配置された電極９８ｏに接続され、電極９８ｏは、振動部３４Ａの第２基部３８側の下面に配置された電極９８ｐに接続されている。したがって、電極９８ａから電極９９ｐに至るまで電気的に接続され励振電極９８が形成される。
【００３９】
よって、振動部３４Ａの第１基部３６側では、側面方向において電極９６ａと電極９６ｃとが対向し、上面・下面方向では電極９８ｃと電極９８ｇとが対向する。振動部３４Ａの中央部では、側面方向において電極９８ｈと電極９８ｉとが対向し、上面・下面方向では電極９６ｂと電極９６ｍとが対向する。振動部３４Ａの第２基部３８側では、側面方向において電極９６ｌと電極９６ｎとが対向し、上面・下面方向では電極９８ｊと電極９８ｐとが対向する。
【００４０】
また振動部３４Ｂの第１基部３６側では、側面方向において、電極９８ａと電極９８ｅとが対向し、上面・下面方向では電極９６ｅと電極９６ｇとが対向する。振動部３４Ｂの中央部では、側面方向において電極９６ｈと電極９６ｉとが対向し、上面・下面方向では電極９８ｄと電極９８ｍとが対向する。振動部３４Ｂの第２基部３８側では、側面方向において、電極９８ｌと電極９８ｎとが対向し、上面・下面方向では電極９６ｊと電極９６ｐとが対向する。
【００４１】
よって、励振電極９６は、振動部３４Ａの第１基部３６側及び第２基部３８側では側面方向に対向し、振動部３４Ａの中央部では上面・下面方向に対向する。また励振電極９６は、振動部３４Ｂの第１基部３６側及び第２基部３８側では上面・下面方向に対向し、振動部３４Ｂの中央部では側面方向に対向する。
【００４２】
一方、励振電極９８は、振動部３４Ａの第１基部３６側及び第２基部３８側では上面・下面方向に対向し、振動部３４Ａの中央部では側面方向に対向する。また励振電極９８は、振動部３４Ｂの第１基部３６側及び第２基部３８側では側面方向に対向し、振動部３４Ｂの中央部では上面・下面方向に対向する。
【００４３】
上述のように、励振電極９６は、パッド電極４２Ａに引出電極４４Ａを介して電気的に接続され、励振電極９８は、パッド電極４２Ｂに引出電極４４Ｂを介して電気的に接続される。したがって、励振電極９６、励振電極９８を上述のように振動部３４Ａ、振動部３４Ｂに配置した状態で、パッド電極４２Ａ、４２Ｂに交流電圧を印加することにより振動部３４Ａ、振動部３４Ｂは、所定の共振周波数で振動する。なお、励振電極９６、励振電極９８の振動部３４Ａ、振動部３４Ｂへの配置パターンは上述の方法に限らず様々なパターンを用いることができる。
【００４４】
ここで、第１基部３６、第２基部３８が圧電振動基板２６の長辺方向に互いに離れる方向に変位する力を受けた場合は、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂは引張応力を受けるので共振周波数は高くなり、逆に互いに近づく方向に変位する力を受けた場合は、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂは圧縮応力を受けるので共振周波数は低くなる。
【００４５】
また、図２乃至図４に示すように、圧電振動基板２６の側面には第２の凸部４６が複数形成されている。第２の凸部４６は、圧電振動基板２６の長辺（枠部２８の長辺）を形成する２つの側面に１つずつ、短辺を形成する２つの側面に２つずつ配置されている。ここで、圧電振動基板２６の接続部（接続部３２Ａ、接続部３２Ｂ）が配置された短辺においては、接続部３２Ａ、接続部３２Ｂにそれぞれ第２の凸部４６が配置されている。
【００４６】
なお、圧電振動基板２６の長辺に配置された第２の凸部４６は、後述の第２の梁７２Ａをダイシングで切断することにより形成され、短辺に配置された第２の凸部４６は後述の第２の梁７２Ｂをダイシングで切断することにより形成される。そして第２の凸部４６は第１の凸部２４に積層される。
【００４７】
図２乃至図４に示すように、ダイアフラム基板４８は、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂに力を伝達するダイアフラム５６を有する基板である。ダイアフラム基板４８は、圧電振動基板２６に対向する面に第２の凹部５０（図３、図４）を有する。この第２の凹部５０は振動部３４Ａ、振動部３４Ｂ、第１基部３６、第２基部３８、梁４０Ａ、４０Ｂに対向する位置に形成されている。この第２の凹部５０により第２の凹部５０の周囲には、ダイアフラム基板４８の周縁に沿って外形が形成された第２の周縁部５２（図３、図４）が配置され、第２の周縁部５２は、圧電振動基板２６の枠部２８に積層される。よって圧電振動基板２６を構成する接続部３２Ａ、接続部３２Ｂは、ダイアフラム基板４８の積層後も外部に露出することになる。
【００４８】
一方、第２の凹部５０の第１基部３６に対向する位置には凸状の支持部５４Ａ（図３、図４）が配置され、第２基部３８に対向する位置には凸状の支持部５４Ｂ（図３、図４）が配置される。そして、積層後に支持部５４Ａは第１基部３６と接合し、支持部５４Ｂは第２基部３８に接合する。さらに第２の凹部５０の底部は、外力により撓み変形するダイアフラム５６となっている。ダイアフラム５６は外部からの力（圧力）を支持部５４Ａ、５４Ｂを介して圧電振動片（第１基部３６、第２基部３８、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂ）に伝達する。なお、ダイアフラム５６は第２の凹部５０の底部のパッケージ１２の表面側が受圧面となっている。
【００４９】
また、ダイアフラム基板４８の側面には第３の凸部５８が配置されている。第３の凸部５８は、ダイアフラム基板４８の２つの長辺に１つずつ、ダイアフラム基板４８の短辺であって接続部（接続部３２Ａ、３２Ｂ）に対向する短辺に対向する短辺に２つ配置されている。この長辺に配置された第３の凸部５８は、後述の第３の梁７６Ａをダイシングで切断することにより形成され、短辺に配置された第３の凸部５８は、後述の第３の梁７６Ｂをダイシングで切断することにより形成される。そして第３の凸部５８は第２の凸部４６に積層される。
【００５０】
そして、ダイアフラム基板４８の接続部（接続部３２Ａ、接続部３２Ｂ）に対向する短辺には剥離痕６０（図２乃至図４）が形成されている。この剥離痕６０は、後述のように、第３の梁７６Ｂをこの剥離痕６０が形成される位置に形成して、積層時に第３の梁７６Ｂを剥離した際に生じるものである。なお第３の梁７６Ｂ（剥離痕６０）は、積層方向から見てスリット（スリット２０、スリット３０）を間に挟むように配置される。
【００５１】
さらに、ダイアフラム基板４８の圧電振動基板２６に対向する面の反対面であって、ダイアフラム５６の受圧面の外周となる位置にはスペーサ５７が配置されている。スペーサ５７は、図において、ダイアフラム基板４８の角の部分に配置されているが、前述の外周となる位置において、ダイアフラム５６に干渉しない位置であればどの位置でもよく、また任意の形状に設計することができる。またスペーサ５７は１つでも２つ以上でもよく、前述の外周となる位置を完全に埋めることなく、前述の外周の一部を占めるように配置される。また、スペーサ５７は、ダイアフラム基板４８と一体的に形成することができる。
【００５２】
図３、図４に示すように、物理量検出素子１０は、ベース基板１４、圧電振動基板２６、ダイアフラム基板４８の順に積層して形成される。しかし、図４に示すように、各基板間には接着剤による接着層６２が形成される。このとき、ベース基板１４の第１の周縁部１８と圧電振動基板２６の枠部２８とが接合し、接続部２２Ａと接続部３２Ａが接合し、接続部２２Ｂと接続部３２Ｂとが接合する。また圧電振動基板２６の枠部２８はダイアフラム基板４８の第２の周縁部５２と接合し、第１基部３６は支持部５４Ａに接合し、第２基部３８は支持部５４Ｂに接合する。そして第２の凸部４６は、第１の凸部２４及び第３の凸部５８に挟まれる形で、第１の凸部２４、第３の凸部５８に接合する。
【００５３】
このような積層構造６４の場合、これら構成要素の接合面が積層後に露出しないように設計することが好適である。これにより、層間の接着層６２を形成する接着剤が物理量検出素子１０の側面に流出することを防止し、この流出した接着剤による物理量検出素子１０全体応力分布のバラつきに起因する振動部３４Ａ、振動部３４Ｂの特性のバラつきを抑制し、物理量検出素子１０の特性のバラつきを抑制することができる。
【００５４】
そして、上述のように各基板を積層することにより、気密空間１３を有するパッケージ１２が形成され、上面にはダイアフラム５６が配置され、圧電振動基板２６が露出した位置には接続部３２Ａ（パッド電極４２Ａ）、接続部３２Ｂ（パッド電極４２Ｂ）が配置された物理量検出素子１０となる。よって、例えば気密空間１３を真空とすることにより、真空を基準とした圧力を測定可能な物理量検出素子１０となる。
【００５５】
上記構成において、ダイアフラム５６に圧力が印加されると、ダイアフラム５６は気密空間１３側に撓み変形する。これにより支持部５４Ａ、５４Ｂは互いに離間する方向に変位し、支持部５４Ａに接続された第１基部３６、支持部５４Ｂに接続された第２基部３８に互いに離間する方向に力を受ける。よって、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂには引張応力が印加され振動部３４Ａ、振動部３４Ｂの共振周波数が高くなる。したがって、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂの共振周波数の変化量をモニターすることによりダイアフラム５６に印加された圧力を検知可能な物理量検出素子１０となる。
【００５６】
なお、本実施形態では、振動部を２つの柱状ビーム（振動部３４Ａ、振動部３４Ｂ）により構成しているが、これを１つの柱状ビーム（シングルビーム）により構成することもできる。これにより、柱状ビームに対して第１基部３６、第２基部３８から印加される力が大きくなるので、共振周波数の変化量が大きくなり、物理量検出素子１０の感度を向上させることができる。また振動部を２つ以上の柱状ビームにより構成することが可能である。この場合、各柱状ビームの振動に対称性を持たせることにより、振動漏れを抑制してＱ値の高い物理量検出素子１０とすることができる。本実施形態のように柱状ビームが２つの場合は、柱状ビームの長手方向の中央部が互いに離れ、互いに近づくような振動とすることにより一対の振動ビームは対称性を有する振動となり、外部への振動漏れを抑制することができる。
【００５７】
図６に、本実施形態のウェーハの積層構造の分解斜視図と、これを積層したのちに個片化して得られる第１実施形態の物理量検出素子（図中右下）の斜視図を示す。本実施形態のウェーハの積層構造６４は、ベース基板１４をアレイ状に配置した第１ウェーハ６６と、圧電振動基板２６をアレイ状に配置し第１ウェーハ６６に積層された圧電振動ウェーハ７０と、ダイアフラム基板４８をアレイ状に配置し圧電振動ウェーハ７０に積層された第２ウェーハ７４と、を有している。そして、図６に示すようにこのウェーハの積層構造６４に対して二点鎖線で囲まれた範囲をダイシング領域（Ｄ）とするダイシングブレード９４（図８参照）によりダイシングを行なうことにより、複数の物理量検出素子１０を個片化することができる。
【００５８】
第１ウェーハ６６は、ベース基板１４と同一の厚みとなる水晶基板により形成され、ベース基板１４をアレイ状に配置した上で、互いに隣接するベース基板１４を第１の梁６８Ａ、６８Ｂで連結するように水晶基板を刳り貫いて形成される。ここで、互いに隣接するベース基板１４同士において、ベース基板１４の長辺同士が対向する位置では第１の梁６８Ａ（１本）で連結され、ベース基板１４の短辺同士が対向する位置では第１の梁６８Ｂ（２本）で連結される。
【００５９】
圧電振動ウェーハ７０は、上述のＺ′軸を法線に持つ主面を有し、圧電振動基板２６と同一の厚みとなる水晶基板により形成されている。そして、圧電振動基板２６をアレイ状に配置した上で、互いに隣接する圧電振動基板２６を第２の梁７２Ａ、７２Ｂで連結するように水晶基板を刳り貫いて形成される。ここで、互いに隣接する圧電振動基板２６において、圧電振動基板２６の長辺同士が対向する位置では第２の梁７２Ａ（１本）で連結され、圧電振動基板２６の短辺同士が対向する位置では第２の梁７２Ｂ（２本）で連結される。
【００６０】
第２ウェーハ７４は、スペーサ５７を有するダイアフラム基板４８の厚みとなる水晶基板により形成され、ダイアフラム基板４８をアレイ状に配置した上で、スペーサ５７を残して第２の周縁部５２の厚みとなるまで薄肉化し、互いに隣接するダイアフラム基板４８を第３の梁７６Ａ、７６Ｂで連結するように水晶基板を刳り貫いて形成される。ここで、互いに隣接するダイアフラム基板４８同士において、ダイアフラム基板４８の長辺同士が対向する位置では第３の梁７６Ａ（１本）で連結され、ダイアフラム基板４８の短辺同士が対向する位置では第３の梁７６Ｂ（２本）で連結される。
【００６１】
そして、第３の梁７６Ｂは、積層後に接続部３２Ａ、接続部３２Ｂに対向する位置及び、前記位置に連続しダイシングにより消失する部分の一部となる位置は、圧電振動基板２６に対向する面側から掘り込まれてダイアフラム基板４８より薄肉に形成されている（図６左上拡大図、図８参照）。よって第２ウェーハ７４を圧電振動ウェーハ７０に積層すると、第３の梁７６Ｂと接続部３２Ａ、接続部３２Ｂとの間には隙間７８（図８（ａ））が形成される。これにより、第３の梁７６Ｂが接続部３２Ａ、接続部３２Ｂに積層されることはない。よってパッド電極４２Ａ、４２Ｂの接続部（接続部３２Ａ、接続部３２Ｂ）における配置の自由度を高めることができる。
【００６２】
また第３の梁７６Ｂのダイアフラム基板４８との接続位置には厚み方向に切り込み８０が形成される（図８参照）。よって、後述のように第１ウェーハ６６、圧電振動ウェーハ７０、第２ウェーハ７４を積層後、第１の梁６８Ｂ、第２の梁７２Ｂ、第３の梁７６Ｂをダイシングしたとき、第３の梁７６Ｂは、切り込み８０において折り取ることが可能であるとともに、ダイシングの振動により第３の梁７６Ｂをダイアフラム基板４８から分離させることができる。
【００６３】
図７に、図２の断面図を示し、図７（ａ）は図１のＡ−Ａ線断面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）における圧電振動基板の拡大図、図７（ｃ）は図２のＢ−Ｂ線断面図（ダイアフラム基板）を示す。本実施形態において、第１ウェーハ６６、第２ウェーハ７４は、サンドブラストにより外形を形成し、圧電振動ウェーハ７０はエッチングにより外形を形成することが好適である。
【００６４】
ベース基板１４及び第１の梁６８Ａ、６８Ｂ（図７では不図示）は、ベース基板１４の母基板となる第１ウェーハ６６（図６参照）の両面から研削して外形を形成する。ダイアフラム基板４８及び第３の梁７６Ａ、７６Ｂ（図７では不図示）は、ダイアフラム基板４８の母基板となる第２ウェーハ７４（図６参照）の一方の面からスペーサ５７となる位置を残して第２の周縁部５２及び第３の梁７６Ａ、７６Ｂの厚みとなるまでサンドブラストにより研削して薄肉化する。そして、第２ウェーハ７４の反対面から研削してダイアフラム基板４８及び第３の梁７６Ａ、７６Ｂの外形を形成する。また第３の梁７６Ｂの積層後に接続部（接続部３２Ａ、接続部３２Ｂ）に対向する部分は、圧電振動基板２６に対向する面側からサンドブラストにより薄肉に形成する。
【００６５】
サンドブラストは、シリカ等の研削用粒子をエアとともに対象となる基板に吹き付けて機械的に基板を研削するものであるが、深さ方向を研削すると同時に横方向にも研削が進行する。例えば、サンドブラストにより基板に穴を形成すると、穴の底部から開口部に向かうにつれて内径が大きくなるテーパー状の穴が形成される。このため、基板の外形をサンドブラストにより形成すると、基板の側面は上述のテーパー状の穴を一方向に移動させて得られる軌跡として形成され、側面の法線は基板の法線と直交せず傾斜することになる。
【００６６】
よって、図７（ａ）に示すように、第１ウェーハ６６の両面からサンドブラストを行ってベース基板１４の外形を形成する場合は、ベース基板１４の側面は、厚み方向の中央部の側面が尖った形となる。また第１の梁６８Ａ、６８Ｂ（図７では不図示）も、ベース基板１４の厚み方向の中央部で側面が尖った形となる。
【００６７】
また、図７（ａ）に示すように、第２ウェーハ７４の圧電振動基板２６に対向する面側からサンドブラストを行なってダイアフラム基板４８の外形を形成する場合は、ダイアフラム基板４８の側面の法線が圧電振動基板２６に対向する面側に傾斜することになる。また第３の梁７６Ａ、７６Ｂ（図７では不図示）も、その側面の法線が圧電振動基板２６に対向する面側に傾斜することになる。また図７（ｃ）に示すように、スペーサ５７の外周側もダイアフラム基板４８の側面に倣って傾斜することになる。なお、ベース基板１４の第１の凹部１６は、上述のサンドブラストにより形成してもよく、またエッチングにより形成してよい。
【００６８】
ダイアフラム基板４８のダイアフラム５６は、サンドブラストにより形成されるが、サンドブラストによりダイアフラム５６の表面は粗く形成されるとともに残留応力を有している。よって、第２ウェーハ７４においては、ダイアフラム基板４８及び第３の梁７６Ａ、７６Ｂの外形を形成後、表面を短時間エッチングしてダイアフラム５６の表面を平坦化するとともに残留応力を除去する。
【００６９】
圧電振動基板２６及び第２の梁７２Ａ、７２Ｂ（図７では不図示）は、その母基板となる圧電振動ウェーハ７０（水晶基板）に対して、フッ酸等のエッチング液を用いて、その外形に合わせたエッチングを行なうことにより形成される。一方、水晶は結晶方位に起因したエッチング速度の異方性を有するため、エッチングの進行方向によりエッチングの進行速度が異なる。本実施形態の圧電振動基板２６は、上述のようにＺ′軸に平行な方向を主面の法線とするとともに、図７（ｂ）の断面図から分かるように、Ｙ′軸に平行な方向を長辺とし、Ｘ軸に平行な方向を短辺としている。よって圧電振動基板２６においては、図７（ｂ）に示すように、−Ｘ軸を向く側面及び＋Ｘ軸に向く側面において、平坦とはならずに複数の側面が形成される。即ち、−Ｘ軸を向く圧電振動基板２６の側面では、圧電振動基板２６の厚み方向の中央部を境界としてベース基板１４側に配置された第１側面８２とダイアフラム基板４８側に配置された第２側面８４と、の２つの側面が形成される。第１側面８２の法線は、ベース基板１４側に傾斜し、第２側面８４の法線は、ダイアフラム基板４８側に傾斜している。
【００７０】
また＋Ｘ軸を向く圧電振動基板２６の側面では、圧電振動基板２６の厚み方向の中央部を境界としてベース基板１４側に配置された第１側面８６及び第２側面８８、ダイアフラム基板４８側に配置された第３側面９０及び第４側面９２が形成される。第１側面８６は、第２側面８８よりもベース基板１４側に配置された側面であり、その法線がベース基板１４側に傾斜している。第２側面８８は、圧電振動基板２６の厚み方向の中央部に境界を有する側面であり、その法線が第１側面８６の法線よりもさらにベース基板１４側に傾斜している。第３側面９０は、第４側面９２よりもダイアフラム基板４８側に配置された側面であり、その法線がダイアフラム基板４８側に傾斜している。第４側面９２は前述の中央部に境界を有する側面であり、その法線が第３側面９０の法線よりもさらにダイアフラム基板４８側に傾斜している。よって圧電振動基板２６の＋Ｘ軸側の側面の厚み方向の中央部には、第２側面８８及び第４側面９２により幅方向が突出し＋Ｙ′軸方向に延びる稜線が形成されることになる。したがって、本実施形態では枠部２８、振動部３４、第１基部３６、第２基部３８、第２の凸部４６（第２の梁７２Ｂ）の＋Ｘ軸側の側面に上述の稜線が形成される（図２、図３、図７（ａ）参照）。
【００７１】
本実施形態の物理量検出素子１０を製造する基本的な工程としては、まず、互いに離間して配置された複数のベース基板１４と、隣り合うベース基板１４同士を連結する第１の梁６８Ａ、６８Ｂと、を有する上述の第１ウェーハ６６を形成する工程を有する。また、互いに離間して配置され、ベース基板１４に積層される複数の圧電振動基板２６と、隣り合う圧電振動基板２６同士を連結し、第１の梁６８Ａ、６８Ｂに積層される第２の梁７２Ａ、７２Ｂと、を有する上述の圧電振動ウェーハ７０を形成する工程を有する。さらに、圧電振動基板２６に積層され外部からの力を振動部３４Ａ、振動部３４Ｂに伝達するダイアフラム５６を有する複数のダイアフラム基板４８と、隣り合うダイアフラム基板４８同士を連結する第３の梁７６Ａ、７６Ｂと、を有する第２ウェーハ７４を形成する工程を有する。
【００７２】
そして、第１ウェーハ６６に圧電振動ウェーハ７０を積層し、圧電振動ウェーハ７０に第２ウェーハ７４を積層することにより、ベース基板１４、圧電振動基板２６、ダイアフラム基板４８の順に積層されて構成される複数の物理量検出素子１０を形成する工程を経る。最後に、第１の梁６８Ａ、６８Ｂ、第２の梁７２Ａ、７２Ｂ、第３の梁７６Ａ、７６Ｂを切断し、前記物理量検出素子１０を個片化する工程を経ることにより、物理量検出素子１０を複数製造することができる。
【００７３】
図８に、第１実施形態のウェーハの積層構造においてダイシングを行なう場合の模式図を示し、図８（ａ）はダイシング前、図８（ｂ）はダイシング後を示す。図８（ａ）（図６参照）に示すように、ウェーハの積層構造６４においては、積層後に二点鎖線で囲まれた範囲をダイシング領域（Ｄ）とするダイシングブレード９４によりダイシングを行なって、複数の物理量検出素子１０を個片化することができる。よって図８（ａ）（図６参照）に示すように、ダイシング領域（Ｄ）に沿ってダイシング（フルカット）を行なうと、第１の梁６８Ａ、６８Ｂ、第２の梁７２Ａ、７２Ｂ、第３の梁７６Ａ、７６Ｂをダイシングすることになる。
【００７４】
そして、図８（ａ）に示すように、第３の梁７６Ｂ（第１の梁６８Ｂ、第２の梁７２Ｂ）をダイシングする場合は、第３の梁７６Ｂの第２の梁７２Ｂに接合する領域と、第３の梁７６Ｂが薄肉に形成された部分とをダイシングすることになる。よって、ダイシング後の第３の梁７６Ｂは第２の梁７２Ｂから分離する。さらに第３の梁７６Ｂのダイアフラム基板４８に接続する部分には、ハーフダイシング等により切り込み８０が形成されているので、図８（ｂ）に示すように、上述のフルカット時の振動で第３の梁７６Ｂはダイアフラム基板４８から剥離し、ダイアフラム基板４８には剥離痕６０が形成される。またフルカット時の振動で第３の梁７６Ｂが剥離しなくても、切り込み８０において第３の梁７６Ｂを折り取ることができる。
【００７５】
上述のように本実施形態において、第１の梁６８Ａ、６８Ｂ、第２の梁７２Ａ、７２Ｂ、第３の梁７６Ａ、７６Ｂは、アレイ状に配置された物理量検出素子１０の間に配置されている。よって、ダイシングに用いるダイシングブレード９４を、物理量検出素子１０の間に沿って走らせ、第１の梁６８Ａ、６８Ｂ、第２の梁７２Ａ、７２Ｂ、第３の梁７６Ａ、７６Ｂを切断することにより物理量検出素子１０を個片化することができる。
【００７６】
このとき、第１の梁６８Ａの一部は、第１の凸部２４としてベース基板１４の長辺に配置され、第１の梁６８Ｂの一部は、第１の凸部２４としてベース基板１４の短辺（接続部２２Ａ、２２Ｂ）に配置される。また、第２の梁７２Ａの一部は、第２の凸部４６として圧電振動基板２６の長辺に配置され、第２の梁７２Ｂの一部は、第２の凸部４６として圧電振動基板２６の短辺（接続部３２Ａ、３２Ｂ）に配置される。さらに第３の梁７６Ｂの一部は、第３の凸部５８としてダイアフラム基板４８の長辺に配置される。そして、第３の梁７６Ｂは、上述のダイシングにより、ダイアフラム基板４８の短辺に第３の凸部５８として配置される部分と、ダイアフラム基板４８から分離するとともにダイアフラム基板４８の接続部（接続部３２Ａ、接続部３２Ｂ）に対向する側面に剥離痕６０を形成する部分と、に分離する。
【００７７】
上記構成において、第１の梁６８Ａ、６８Ｂ、第２の梁７２Ａ、７２Ｂ、第３の梁７６Ａ、７６Ｂは、それぞれベース基板１４、圧電振動基板２６、ダイアフラム基板４８の幅より十分細くなるように設計することができる。よって、ダイシングブレード９４の第１ウェーハ６６、圧電振動ウェーハ７０、第２ウェーハ７４との切断時の接触断面積を小さくすることができる。したがって、ダイシングにより発生する振動を抑制して層間の剥離や振動部３４Ａ、振動部３４Ｂの破損を防止して、歩留の高い物理量検出素子１０を量産することができる。また、ベース基板１４、圧電振動基板２６、ダイアフラム基板４８をダイシングすることはないので、ダイシング時の各基板のチッピングを回避することができる。
【００７８】
図９に、本実施形態のウェーハの積層構造において、折り取り部を形成した場合の模式図を示し、図９（ａ）は、第１ウェーハ、圧電振動ウェーハ、第２ウェーハのそれぞれの折り取り部の平面図、図９（ｂ）は第１ウェーハ、圧電振動ウェーハ、第２ウェーハを積層した場合の各折り取り部の断面図（折り取り前）、図９（ｃ）は第１ウェーハ、圧電振動ウェーハ、第２ウェーハを積層した場合の各折り取り部の断面図（折り取り後）を示す。本実施形態は、第１実施形態の物理量検出素子１０を例に説明するが後述の第２実施形態以降の物理量検出素子においても適用可能である。さらに本実施形態では、第１の梁６８Ｂ、第２の梁７２Ｂ、第３の梁７６Ｂに適用した場合について説明する。
【００７９】
第１実施形態においては、第１の梁６８Ａ、６８Ｂ、第２の梁７２Ａ、７２Ｂ、第３の梁７６Ａ、７６Ｂをダイシングすることにより物理量検出素子１０を個片化することを前提として述べてきたが、本実施形態により、折り取りによっても個片化することが可能である。
【００８０】
図９（ａ）に示すように、第１のウェーハ６６を構成しベース基板１４同士を連結する第１の梁６８Ｂには、第１の折り取り部１００が配置されている。また圧電振動ウェーハ７０を構成し圧電振動基板２６同士を連結する第２の梁７２Ｂには、第２の折り取り部１０２が配置されている。さらに第２ウェーハ７４を構成しダイアフラム基板４８同士を連結する第３の梁７６Ｂには、第３の折り取り部１０４が配置されている。第１の折り取り部１００は、第１の梁６８Ｂの中央部において、その幅方向及び厚み方向にサンドブラストを施すことにより形成することができる。第３の折り取り部１０４も、第３の梁７６Ｂの中央部において、その幅方向及び厚み方向にサンドブラストを施すことにより形成することができる。一方、第２の折り取り部１０２はエッチングにより形成することが可能である。すなわち、第２の折り取り部１０２を形成するための第２の梁７２Ｂの幅方向のエッチングは、圧電振動基板２６の外形（第２の梁７２Ｂを含む）をエッチングで形成する工程と同時に形成することができる。
【００８１】
一方、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂの発振効率を高めるため、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂを構成する柱状ビームに柱状ビームの厚み方向から溝を形成するハーフエッチングを施して柱状ビームの重量を軽減することが行なわれる。この工程は圧電振動基板２６の外形を形成したのち、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂの厚み方向の両面に行なう。したがって、第２の折り取り部１０２を形成するための第２の梁７２Ｂの厚み方向のハーフエッチングは、この溝の形成と同時に行うことができ、第２の梁７２Ｂの厚み方向の両面からハーフエッチングを行なうことができる。
【００８２】
このようにして形成された、第１の折り取り部１００、第２の折り取り部１０２、第３の折り取り部１０４は、図９（ｂ）に示すように、積層方向から見て重なるように配置される。したがって各折り取り部に力を印加することにより、図９（ｃ）に示すように、各折り取り部を破断させることができる。したがって、ダイシングによらず、第１の梁６８Ｂ、第２の梁７２Ｂ、第３の梁７６Ｂを折り取ることができる。同様に、第１の梁６８Ａにも第１の折り取り部１００を形成し、第２の梁７２Ａにも第２の折り取り部１０２を形成し、第３の梁７６Ａにも第３の折り取り部１０４を形成し、第１の梁６８Ａ、第２の梁７２Ａ、第３の梁７６Ａを破断することができる。これにより、物理量検出素子１０を個片化することができる。よって、層間の剥離や振動部３４Ａ、振動部３４Ｂの破損を効率的に防止して、歩留の高い物理量検出素子１０を量産することができる。次に第１実施形態の物理量検出モジュール１１０について説明する。
【００８３】
上述のように、第１実施形態の物理量検出モジュール１１０は、図１に示すように、実装基板１１２と蓋体１２２とにより形成された内部空間に物理量検出素子１０を収容した状態で実装基板１１２上に実装したものである。物理量検出モジュール１１０において、物理量検出素子１０は、ダイアフラム基板４８（ダイアフラム５６の受圧面）を実装基板１１２側に向け、スペーサ５７を実装基板１１２に接触させた状態で実装基板１１２に配置される。よってパッド電極４２Ａ、パッド電極４２Ｂは実装基板１１２に対向する。
【００８４】
蓋体１２２は、物理量検出素子１０を収容するとともに、実装基板１１２上に接合されるものである。蓋体１２２のベース基板１４に対向する部位には圧力導入口１２４が配置されている。よって、物理量検出素子１０は、実装基板１１２及び蓋体１２２により形成され圧力導入口１２４を開口部とする内部空間に配置されることになる。そして、物理量検出モジュール１１０は、圧力導入口１２４を被測定環境に対して開放（接続）することにより、被測定環境の圧力を測定することができる。ここで、ダイアフラム５６の受圧面と圧力導入口１２４とが対向することはないので、ダイアフラム５６の被測定環境由来のコンタミネーションを低減することができる。
【００８５】
また、ダイアフラム５６と実装基板１１２との間は、スペーサ５７の高さと同じ間隔で隙間が形成されており、さらにスペーサ５７はダイアフラム基板４８のダイアフラム５６の受圧面の外周となる位置の一部に配置されている。したがって、ダイアフラム５６、スペーサ５７、実装基板１１２により閉空間を形成することはないので、ダイアフラム５６は被測定環境の圧力を確実に受けることができる。
【００８６】
一方、実装基板１１２のパッド電極４２Ａ、パッド電極４２Ｂに対向する位置には接続電極１１４が配置される。そしてパッド電極４２Ａ、４２Ｂと接続電極１１４とは、固定部材１２０（導電性の接着剤）により接続される。これにより接続部３２Ａ、３２Ｂは実装基板１１２に接続される。固定部材１２０は、上述の接着剤のほかにＡｕ等のバンプを用いることができる。
【００８７】
接続電極１１４は実装基板１１２を貫通する貫通電極１１６を介して実装基板１１２の下面（実装面）に配置された外部電極１１８に接続されている。よって、物理量検出モジュール１１０において外部電極１１８は、貫通電極１１６、接続電極１１４、固定部材１２０（接着剤、バンプ）を介してパッド電極４２Ａ、パッド電極４２Ｂに接続している。
【００８８】
更にまた、バンプは、突起状の樹脂コア（コア部）と、樹脂コア部の表面に形成された導電膜とを備えたものであってもよい。樹脂コア部は、例えばフォトリソグラフィ技術やエッチング技術によって樹脂材料をパターニングした後、樹脂パターンを融解または熱収縮させることで断面形状が略半円状または台形形状に形成される。樹脂コア部は、例えばポリイミド樹脂やアクリル樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン変性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂などの感光性絶縁樹脂や熱硬化性絶縁樹脂から構成されている。
【００８９】
なお、導電膜は、例えばＡｕ（金）、ＴｉＷ（チタン／タングステン）、Ｃｕ（銅）、Ｃｒ（クロム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｔｉ、Ｗ、ＮｉＶ（ニッケル／バナジウム）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｐｄ（パラジウム）、鉛フリーハンダなどの金属や合金、これらの単層、或いは複数種を積層したもので形成してもよい。
【００９０】
ところで、図１（ｂ）に示すように、物理量検出素子１０の２つの互いに異なる位置において固定部材１２０が接合している。そして、物理量検出素子１０と実装基板１１２とでは熱膨張係数が互い相違するので、物理量検出素子１０の固定部材１２０の接合位置を互いに離間させる或いは互いに近接させる熱応力が発生する。この熱応力が物理量検出素子１０全体に伝播し、特にダイアフラム５６に伝播した場合は圧力誤差等が発生する。しかし、物理量検出素子１０において、固定部材１２０と固定部材１２０との間となる位置にはスリット（スリット２０、スリット３０）が配置されている。
【００９１】
そしてこのスリット（スリット２０、スリット３０）により、ベース基板１４に配置された接続部は接続部２２Ａ、接続部２２Ｂに分割され、圧電振動基板２６に配置された接続部は、接続部３２Ａ、接続部３２Ｂに分割されている。さらに、接続部３２Ａに固定部材１２０が接合し、接続部３２Ｂに固定部材１２０が接合している。よって、物理量検出素子１０の固定部材１２０との接合位置において熱応力が発生しても、その熱応力は、接続部３２Ａ（接続部２２Ａ）及び接続部３２Ｂ（接続部２２Ｂ）を、枠部２８（第２の周縁部５２）との接続位置を固定端として屈曲させる。すなわち上述の接続位置に熱応力を集中させ、その分だけ物理量検出素子１０全体へ伝播する熱応力の成分を緩和させることができる。したがって熱応力の影響を緩和して高精度な圧力等の物理量を測定可能な物理量検出モジュール１１０となる。
【００９２】
また、本実施形態において、接続部３２Ａ上は接続部２２Ａが接合され、接続部３２Ｂ上には接続部２２Ｂが接合されている。よって、接続部３２Ａは接続部２２Ａに補強され、接続部３２Ｂは接続部２２Ｂに補強されることになるので、物理量検出素子１０の実装基板１１２への接合時において、接続部３２Ａ、３２Ｂが破損することを抑制することができる。さらに固定部材１２０として上述のバンプを用いる場合は、接続部３２Ａ、３２Ｂと固定部材１２０との間の力が物理量検出素子１０の他の領域に逃げてしまうことを低減して接合効率を高めることができる。
【００９３】
図１０に、第２実施形態の物理量検出モジュールを示し、図１０（ａ）は断面図、図１０（ｂ）は平面図（蓋体不図示）を示す。なお、以下の実施形態において、実施形態同士で共通する構成要素は同一番号を付するものとし、必要な場合を除いてその説明を省略する。第２実施形態に係る物理量検出モジュール１３０は、基本構成は第１実施形態と共通し第１実施形態と同様の作用効果を有する。しかし、実装基板１３２には凸部１３３が配置される点で相違し、これにより実装基板１３２には段差を形成する上段部１３２ａ（凸部１３３の上面）と下段部１３２ｂとを有することになる。そして、物理量検出素子１０の接続部３２Ａ、接続部３２Ｂは上段部１３２ａに対向するように配置され、ダイアフラム基板４８は下段部１３２ｂに対向するように配置されている点で相違する。なお、接続電極１１４は、上段部１３２ａのパッド電極４２Ａ、４２Ｂに対向する位置に配置される。
【００９４】
上記構成により、固定部材１２０の体積を小さくすることができるので、コストを抑制することができる。また、固定部材１２０として導電性の接着剤を用いている場合は、接着剤の体積を小さくすることができるので、接着剤の接着時の拡がりを小さくして固定部材１２０同士の短絡を抑制することができる。
【００９５】
図１１に、第２実施形態の物理量検出素子の分解斜視図を示す。また図１２に、第３実施形態の物理量検出モジュールの模式図を示し、図１２（ａ）は断面図、図１２（ｂ）は平面図（蓋体不図示）を示す。第３実施形態の物理量検出モジュール１４８は、第２実施形態の物理量検出素子１４０を実装基板１１２に実装したものである。
【００９６】
第２実施形態の物理量検出素子１４０は、第１実施形態の物理量検出素子１０を構成する圧電振動基板２６を共通に用いるが、ベース基板１４には接続部を設けず、本実施形態では代わりにダイアフラム基板４８に接続部１４２Ａ、１４２Ｂを配置した点で相違する。さらに圧電振動基板２６は、パッド電極４２Ａ、４２Ｂが配置された側の面をベース基板１４に接合し、その反対面をダイアフラム基板４８に接合している点で相違する。よって、第２実施形態においてはダイアフラム５６の受圧面と、パッド電極４２Ａ、４２Ｂとが互いに逆方向を向くことになる。
【００９７】
第２実施形態の物理量検出素子１４０を上述の積層構造を用いて形成する場合、第１ウェーハ６６（図６参照）は、第１実施形態の接続部２２Ａ、２２Ｂを有しないベース基板１４をアレイ状に配置し、互いに隣接するベース基板１４を第１の梁６８Ａ、６８Ｂで連結するように形成する。そして図１２（ａ）の左部分拡大図に示すように、第１の梁６８Ｂの接続部３２Ａ、３２Ｂに対向する位置を、圧電振動基板２６に対向する面から掘り込んでベース基板１４より薄肉に形成し、薄肉に形成された第１の梁６８Ｂのベース基板１４との接続位置に切り込み１４４を形成する。そしてダイシング時の振動により切り込み１４４を破断させることにより、薄肉に形成された第１の梁６８Ｂをベース基板１４から分離する。この切り込み１４４による破断により、ベース基板１４の接続部３２Ａ、３２Ｂに対向する短辺には剥離痕１４５（図１１、図１２（ａ）右部分拡大図）が形成される。
【００９８】
また第２ウェーハ７４（図６参照）は、接続部３２Ａ、３２Ｂに対向する位置に接続部１４２Ａ、１４２Ｂを配置した状態でダイアフラム基板４８をアレイ状に配置し、互いに隣接するダイアフラム基板１４を第３の梁７６Ａ、７６Ｂで連結するように形成する。このとき第３の梁７６Ｂは、接続部１４２Ａ、１４２Ｂに配置される。そしてダイシングを行なうことにより、接続部１４２Ａ、１４２Ｂには第２の凸部４６に接合する第３の凸部５８が配置される。なお、接続部１４２Ａ、１４２Ｂは、物理量検出素子１４０の積層方向から見た外形が接続部３２Ａ、３２Ｂに倣った形状を有しているが、スペーサ５７と一体的に形成されている。
【００９９】
図１２に示すように、物理量検出モジュールに１４８おいて、物理量検出素子１４０は、スペーサ５７、接続部１４２Ａ、１４２Ｂが実装基板１１２に接触した状態で配置されている。このとき、接続部１４２Ａ、１４２Ｂと実装基板１１２とを接着剤により接着することが好ましい。また用いる接着剤が形成する接合層の厚みを考慮して、接続部１４２Ａ、１４２Ｂが実装基板１１２から接着剤の厚みの分だけ浮かせるように接続部１４２Ａ，１４２Ｂとスペーサ５７とで段差を形成してもよい。そして、パッド電極４２Ａ、４２Ｂはそれぞれワイヤー１４６により実装基板１１２上の接続電極１１４に電気的に接続される。よって、第３実施形態の物理量検出モジュール１４８は、ワイヤーボンディング型の物理量検出モジュール１４８となる。
【０１００】
図１３に、本実施形態の圧電振動基板の振動部としてＡＴカット振動片を用いた場合の模式図を示し、図１３（ａ）は上面図、図１３（ｂ）は下面図を示す。前述の実施形態において、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂは柱状ビームを用いたものであったが、図１３に示すように、本実施形態の圧電振動基板１６０の振動部１６２としてＡＴカット振動片を適用することができる。なお、その他の構成要素は、前述の圧電振動基板２６と同様となっている。振動部１６２の圧電振動基板１６０の長辺方向の両端には、圧電振動基板２６と同様に第１基部３６と第２基部３８が接続されている。
【０１０１】
図１３（ａ）に示すように、パッド電極４２Ａ、４２Ｂは、それぞれ接続部３２Ａ、接続部３２Ｂに配置されている。そして振動部１６２のパッド電極４２Ａ、４２Ｂが配置された面には励振電極１６４Ａが配置されている。そして、励振電極１６４Ａからは引出電極１６６Ａが引き出され、第１基部３６、梁４０Ａ、枠部２８、接続部３２Ａを経由してパッド電極４２Ａに接続されている。
【０１０２】
また、図１３（ｂ）に示すように、振動部１６２の励振電極１６４Ａが配置された面の反対面であって、励振電極１６４Ａに対向する位置には励振電極１６４Ｂが配置される。そして、励振電極１６４Ｂからは引出電極１６６Ｂが引き出され、引出電極１６６Ｂは第２基部３８に引き出され、第２基部３８の側面を経由して第２基部３８のパッド電極４２Ａ、４２Ｂとの同一面側に引き出され、第２基部３８、梁４０Ｂ、枠部２８、接続部３２Ｂを経由してパッド電極４２Ｂに接続される。
【０１０３】
よってパッド電極４２Ａ、４２Ｂに交流電圧を印加すると振動部１６２は励振電極１６４Ａ、１６４Ｂに印加された交流電圧により所定の共振周波数で厚みすべり振動を共振する。そして、この圧電振動基板１６０を圧電振動基板２６と同様にダイアフラム基板４８に接合すると、振動部１６２には振動部３４Ａ、３４Ｂと同様にダイアフラム５６が受けた圧力に応じた引張応力を第１基部３６及び第２基部３８を介して受けるため、この応力に応じて共振周波数が変化する。したがって、この共振周波数の変化をモニターすることによりダイアフラム５６に印加された圧力を検知することができる。なお、本実施形態の圧電振動基板１６０の振動部１６２には、励振効率を高めるため、中央部と周縁部とで厚みが互いに異なるメサ構造をハーフエッチングにより形成する場合がある。したがって、このハーフエッチングと同一の工程を用いて、前述の第２の折り取り部１０２を形成するための第２の梁７２Ｂの厚み方向のハーフエッチングを行うことができる。
【０１０４】
いずれの実施形態においても、第１ウェーハ６６、圧電振動ウェーハ７０、第２ウェーハ７４の積層構造６４を形成したのち、ダイシング（若しくは折り取り）して物理量検出素子１０等を個片化する旨説明したが、これに限定されない。即ち、上述の各ウェーハにおいて、ベース基板１４、圧電振動基板２６、ダイアフラム基板４８をそれぞれ個片化したのち、ベース基板１４、圧電振動基板２６、ダイアフラム基板４８を積層して物理量検出素子１０等を構築することができる。このとき第１の凸部２４、第２の凸部４６、第３の凸部５８が互いに重なるように配置されているので、各凸部を積層の際のアライメントの目印に用いることができ、積層を容易に行うことができる。
【０１０５】
またいずれの実施形態においても、接続部３２Ａ、３２Ｂを圧電振動基板２６の短辺に配置し、接続部２２Ａ、２２Ｂをベース基板１４の短辺に配置し、接続部１４２Ａ、１４２Ｂをダイアフラム基板４８の短辺に配置したが、これらを各基板の長辺にそれぞれ配置してもよい。また圧電振動基板２６、１６０においては第１基部３６、第２基部３８の並ぶ方向を圧電振動基板２６、１６０の長辺に平行な方向としているが、圧電振動基板２６、１６０の短辺に平行な方向に配置してもよい。この場合、振動部３４Ａ、３４Ｂは、圧電振動基板２６の短辺方向に長手方向を有するように配置してもよい。
【０１０６】
そして、いずれの実施形態においても、ベース基板１４、圧電振動基板２６、ダイアフラム基板４８の３層構造により物理量検出素子１０等を形成する旨説明してきたが、これに限定されない。すなわち、圧電振動基板２６から振動部３４Ａ、３４Ｂ、第１基部３６、第２基部３８からなる感圧部（圧電振動片）を取り出し、ダイアフラム基板４８の支持部５４Ａに第１基部３６を接合し、支持部５４Ｂに第２基部３８を接合し、ダイアフラム基板４８の第２の周縁部５２とベース基板１４の第１の周縁部１８とを接合して物理量検出素子を形成してもよい。このとき感圧部のベース基板１４に対向する主面はベース基板１４に覆われることになる。この場合、例えば、ダイアフラム基板４８の外縁に接続部３２Ａ、３２Ｂを配置し、支持部５４Ａ、５４Ｂに励振電極９６、９８に接続し外部に電気的に接続可能な貫通電極を配置し、接続部３２Ａ、３２Ｂに配置されたパッド電極４２Ａ、４２Ｂを貫通電極とワイヤー等により接続する。これによりパッド電極４２Ａ、４２Ｂと励振電極９６、９８とを電気的に接続することができる。
【０１０７】
さらに、いずれの実施形態においても、感圧部は振動部の共振周波数の変化により圧力等の物理量を検出することを前提に説明してきたが、これに限定されない。すなわち、ダイアフラム基板４８のダイアフラム５６のパッケージ１２の内側となる面にダイアフラム５６の変位（撓み変形）とともに変位する可動電極（不図示）を配置し、ベース基板１４のパッケージ１２の内側となる面であって、可動電極（不図示）と対向する位置に固定電極（不図示）を配置する。そしてダイアフラム５６による可動電極（不図示）と固定電極（不図示）との間の静電容量の変化をモニターすることにより圧力等の物理量を検出することができる。なお、ベース基板１４及びダイアフラム５６を導電性の部材（例えばシリコン）で形成して両者を絶縁性の固定部材で接合することにより、ダイアフラム５６を可動電極とし、ベース基板１４を固定電極とする物理量検出素子を構築することができる。
【０１０８】
また上述の物理量検出モジュール１１０、１３０、１４８において、物理量検出素子１０等に電気的に接続する回路（集積回路、不図示）、すなわち振動部３４Ａ、振動部３４Ｂ（振動部１６２）を駆動させるとともに振動部３４Ａ、振動部３４Ｂ（振動部１６２）の周波数の情報を取得可能な回路（集積回路、不図示）を搭載することが可能である。また上述の物理量検出素子１０等において、ダイアフラム基板４８を取り払った場合（またはダイアフラム基板４８の代わりに他のベース基板を枠部２８に取り付けた場合）は、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂ（振動部１６２）を発振源とする発振器として機能させることができる。したがって、自ら発振する発振器としての機能、または自ら圧力を測定する圧力センサーとしての機能を有する物理量検出モジュール１１０、１３０、１４８を構築することができる。なお、ダイアフラム５６は圧力以外にも、ダイアフラム５６に接触した物体のダイアフラム５６に印加する力なども検出することが可能である。
【０１０９】
図１４に、本実施形態の物理量検出素子において、振動部として音叉型振動片（その１）を用いた場合の分解斜視図と、圧電振動基板の下面の模式図を示す。また、図１５に、本実施形態の物理量検出素子において、振動部として音叉型振動片（その２）を用いた場合の分解斜視図と、圧電振動基板の下面の模式図を示す。さらに、図１６に、本実施形態の物理量検出素子において、振動部としてＡＴカット振動片を用いた場合の分解斜視図と、圧電振動基板の下面の模式図を示す。
【０１１０】
例えば、本発明は、３層以上の構造を有し且つ中間層として圧電振動基板が含まれる温度センサー、圧電振動子等の物理量検出素子に適用することができる。圧電振動基板の振動部としては、図１４、図１５に示すように音叉型振動片や、図１６に示すようにＡＴカット水晶振動片を適用することができる。また、水晶のＸ軸（電気軸）を中心にして所定の角度だけ回転して得られる回転Ｙ板を用いた水晶振動子、その他のカットで切断された水晶振動子、水晶以外の圧電材料を用いた圧電振動子、等を広く適用できる。
【０１１１】
図１４においては、第１の凹部１６を有するベース基板１４、振動部２００を有する圧電振動基板２６、第２の凹部５０を有する第２のベース基板２０１からなる３層構造の物理量検出素子１０ａとなっている。そして圧電振動基板２６の一辺はスリット３０により二分され、このスリット３０により接続部３２Ａ、３２Ｂが配置される。接続部３２Ａの第２のベース基板２０１に対向する面にはパッド電極４２Ａが配置され、接続部３２Ｂの第２のベース基板２０１に対向する面にはパッド電極４２Ｂが配置されている。また、圧電振動基板２６において、パッド電極４２Ａに接続された引出電極２０２Ａが振動部２００に配置された励振電極２０４Ａに接続され、パッド電極４２Ｂに接続された引出電極２０２Ｂが振動部２００に配置された励振電極２０４Ｂに接続されている。そして、パッド電極４２Ａ、４２Ｂに交流電圧を印加することにより振動部２００が屈曲振動をする。
【０１１２】
図１５においては、第１の凹部１６を有するベース基板１４、振動部２０６を有する圧電振動基板２６、第２の凹部５０を有する第２のベース基板２０１からなる３層構造の物理量検出素子１０ｂとなっている。圧電振動基板２６において、互いに平行な２つの振動部２０６は基部２０８から延出するように配置されている。基部２０８は、その幅方向の両端がクランク型の支持腕２１０Ａ、支持腕２１０Ｂによりそれぞれ支持されている。支持腕２１０Ａ、支持腕２１０Ｂは、それぞれ一方の端部が基部２０８に接続し、他方の端部が枠部２８の内側に接続されている。
【０１１３】
また圧電振動基板２６には、図１４に示される圧電振動基板２６と同様にスリット３０により接続部３２Ａ、３２Ｂが形成され、図１４の圧電振動基板２６と同様に接続部３２Ａにはパッド電極４２Ａが配置され、接続部３２Ｂにはパッド電極４２Ｂが配置されている。そして、振動部２０６には励振電極２１４Ａ、励振電極２１４Ｂが配置されている。励振電極２１４Ａからは引出電極２１２Ａが引き出され、基部２０８、支持腕２１０Ａ、枠部２８、接続部３２Ａを経由してパッド電極４２Ａに接続されている。励振電極２１４Ｂからは引出電極２１２Ｂが引き出され、基部２０８、支持腕２１０Ｂ、枠部２８、接続部３２Ｂを経由してパッド電極４２Ｂに接続されている。よって、パッド電極４２Ａ、４２Ｂに交流電圧を印加することにより振動部２０６が屈曲振動をする。
【０１１４】
上記構成において、支持腕２１０Ａ、支持腕２１０Ｂは、枠部２８に接続した位置を固定端とし、基部２０８に接続した位置を自由端として屈曲することができる。このような配置とすることにより、振動部２０６の振動系を枠部２８の振動系から分離することができる。したがって、振動部２０６の振動漏れを抑制してＱ値を向上させ、且つＣＩ値を低下させることができる。さらに枠部２８の支持腕２１０Ａ、支持腕２１０Ｂの自由端に対向する位置には緩衝部２８ａが配置され、外部からの力による支持腕２１０Ａ、支持腕２１０Ｂと、枠部２８との相対変位を抑制することにより耐衝撃性を高めることができる。
【０１１５】
図１６においては、第１の凹部１６を有するベース基板１４、振動部２１８を有する圧電振動基板２６、第２の凹部５０を有する第２のベース基板２０１からなる３層構造の物理量検出素子１０ｃとなっている。圧電振動基板２６において振動部２１８は、枠部２８と支持部２１９Ａ、２１９Ｂを介して接続されている。また圧電振動基板２６には、図１４、図１５に示される圧電振動基板２６と同様にスリット３０により接続部３２Ａ、３２Ｂが形成され、図１４、図１５の圧電振動基板２６と同様に接続部３２Ａにはパッド電極４２Ａが配置され、接続部３２Ｂにはパッド電極４２Ｂが配置されている。そして、振動部２１８の第２のベース基板２０１に対向する面には励振電極２２２Ａが配置され、その裏面であって励振電極２２２Ａに対向する位置には励振電極２２２Ｂが配置されている。ここで、励振電極２２２Ａから引き出された引出電極２２０Ａは、支持部２１９Ａを経由してパッド電極４２Ａに接続されている。また、励振電極２２２Ｂから引き出された引出電極２２０Ｂは、支持部２１９Ｂにおいてパッド電極４２Ｂが配置された面に引き回されパッド電極４２Ｂに接続されている。上記構成において、パッド電極４２Ａ、４２Ｂに交流電圧を印加することにより振動部２１８が厚みすべり振動をする。なお、図１４乃至図１６において、第２のベース基板２０１は、前述のダイアフラム基板４８に第２の凹部５０に支持部５４Ａ、支持部５４Ｂが形成していないものと同様であり、他の構成要素は物理量検出素子１０等と同様なので説明を省略する。
【０１１６】
本発明の物理量検出素子は、上述した物理量検出モジュール以外に、例えば携帯電話、ハードディスク、パーソナルコンピューター、ＢＳ及びＣＳ放送用の受信チューナー、同軸ケーブルや光ケーブル中を伝搬する高周波信号や光信号用の各種処理装置、広い温度範囲で高周波・高精度クロック（低ジッタ、低位相雑音）を必要とするサーバー・ネットワーク機器、無線通信用機器等の様々な電子機器、加速度センサー、回転速度センサー等の各種センサー装置にも広く適用することができる。
【０１１７】
このような各種センサー装置及び電子機器としては、例えば一般工業用計測機器、電子血圧計、高度・気圧・水深計測機能付き電子機器、携帯機器、自動車などが挙げられる。そして、上述のように外力によるダイアフラムの機械的な変形を電気的信号として計測するものとして圧力センサーは携帯電話機やパソコン等の小型の携帯機器での高度計測に前記圧力センサーを応用してマイクロホンとして利用可能である。
【０１１８】
更に、近年注目をされるようになった水素やメタノール等の燃料電池は、軽量化や利便性等に起因して、例えば、ビデオカメラ、ノート型パーソナルコンピューター、携帯用電話機、携帯情報端末機（Ｐｅｒｓｏｎ ａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ   Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ：ＰＤＡ）、オーディオプレーヤ、プロジェクタ載置台、カプセル型医療機器の通信機能を具備した電子機器といった各種情報処理装置の燃料電池としての用途が考えられる。
【０１１９】
図１７に、本実施形態の物理量検出素子を燃料電池システムに搭載した場合の系統図を示す。図１７に示すように、燃料電池システム２２４は、水素を燃料として電力を発生させる燃料電池セル２２６と、該燃料電池セル２２６に水素を供給する水素吸蔵合金容器２２８と、該水素吸蔵合金容器２２８と上記燃料電池セル２２６との間に配設された圧力検出用の圧力センサー２３０と、圧力調整弁２３２と安全弁２３４とを備えている。この燃料電池システム２２４において、本発明に係る物理量検出素子１０等を圧力センサー２３０として使用することができる。
【０１２０】
図１８に、本実施形態の物理量検出素子を車両用情報記録装置に搭載した場合のブロック図を示す。図１８に示すように、事故等のイベント発生時前後の必要な時間のみについて、デジタルタコグラフ２３８とドライブレコーダ２４８の双方が生成するデータを関連付けて記録し、その後の解析等に有用なデータを提供することが可能な車両用情報記録装置２３６がある。
【０１２１】
この車両用情報記録装置２３６において、前記デジタルタコグラフ２３８は、車両の走行状況を検出する走行状況検知手段２４０と、前記ドライブレコーダ２４８との間で情報を送受信するデジタルタコグラフ通信手段２４２と、情報を記録するデジタルタコグラフ記録手段２４４と、前記走行状況検知手段２４０から入力した走行状況および前記デジタルタコグラフ通信手段２４２から受信した情報を受けて、前記デジタルタコグラフ記録手段２４４に情報を記録するデジタルタコグラフ制御部２４６と、を有しているが、走行状況検知手段２４０として、高精度な圧力（高度）検出が可能な本発明に係る物理量検出素子１０を圧力センサーとして適用できる
【０１２２】
更に、被測定者にかかる負荷を検出する活動量計側システムにおいて、前記負荷を圧力として検出する場合においては、検出器として、本発明に係る圧力センサー（物理量検出素子１０等）を適用できる。
【０１２３】
また、警戒モードと、非警戒モードとに設定可能なセキュリティシステムであって、人体の少なくとも一部を検知可能な人体検知手段と、前記人体検知手段が前記人体の少なくとも一部を検知したことに応じて、信号を出力する出力手段と、前記出力手段からの出力信号を受けて、前記警戒モードを設定する警戒モード設定手段と、を備えるセキュリティシステムがある。このセキュリティシステムにおいて、外部からの侵入または異常を検知する異常検知センサーと、前記異常検知センサーが異常を検知したときに警報を発する警報手段とをさらに含み、前記警戒モード設定手段は、前記警戒モードに応じて、前記異常検知センサーと、前記警報手段とによる警戒動作を作動させる。このセキュリティシステムを構成する前記異常検知センサーとして、本発明に係る圧力センサー（物理量検出素子１０等）を適用できる。
【０１２４】
更に、本発明の電子機器の一例である腕時計型電子機器の本体には、本発明に係る圧力センサー（物理量検出素子１０等）を備えることができ、ダイナミックレンジやリニアリティなどの特性に優れた圧力センサー（物理量検出素子１０等）を備えた電気機器となる。
【０１２５】
更に、特に自動車においては、例えばインテークマニホールド圧若しくはチャージ圧、ブレーキ圧、エアサスペンション圧、タイヤ圧、ハイドロリック貯蔵圧、ショックアブソーバ圧、冷却媒体圧、自動変速機における変調圧、ブレーキ圧、タンク圧用の圧力検出に本発明に係る圧力センサー（物理量検出素子１０等）を適用できる。
【０１２６】
図１９に、本実施形態の物理量検出素子を側面衝突検出装置に搭載した場合の模式図（図中の拡大図に対応する断面図は図１（ａ）を参照）を示す。車両２５２のサイドドア２５４の内部に配設された圧力検出素子２５８により、車両２５２の側面に加わる衝撃を検出する側面衝突検出装置２５０を構成することができる。この側面衝突検出装置２５０において、前記圧力検出素子２５８は、圧力を検出するダイアフラム（ダイアフラム５６）を有し、そのダイアフラムの受圧面が前記サイドドア２５４の内部空間２５６の圧力変動により歪むことを検出することによって車両２５２の側面に加わる衝撃を検出することができる。そして、例えば、ダイアフラムの受圧面の法線と、水平な前記車両２５２の前後方向の直線とのなす角を６０度から９０度に設定することにより、衝突時に圧力検出素子２５８のダイアフラムが衝撃力を受けた場合に、これを圧力変化として検出する度合いを少なくして、圧力の変化をより高精度に検出することができる。この側面衝突検出装置２５０に用いる圧力検出素子２５８として本実施形態の物理量検出素子１０等（物理量検出モジュール１１０等）を適用することができる。
【符号の説明】
【０１２７】
１０………物理量検出素子、１２………パッケージ、１３………気密空間、１４………ベース基板、１６………第１の凹部、１８………第１の周縁部、２０………スリット、２２Ａ，２２Ｂ………接続部、２４………第１の凸部、２６………圧電振動基板、２８………枠部、３０………スリット、３２Ａ，３２Ｂ………接続部、３４Ａ，３４Ｂ………振動部、３６………第１基部、３８………第２基部、４０Ａ，４０Ｂ………梁、４２Ａ，４２Ｂ………パッド電極、４４Ａ，４４Ｂ………引出電極、４６………第２の凸部、４８………ダイアフラム基板、５０………第２の凹部、５２………第２の周縁部、５４Ａ，５４Ｂ………支持部、５６………ダイアフラム、５７………スペーサ、５８………第３の凸部、６０………剥離痕、６２………接着層、６４………積層構造、６６………第１ウェーハ、６８Ａ，６８Ｂ………第１の梁、７０………圧電振動ウェーハ、７２Ａ，７２Ｂ………第２の梁、７４………第２ウェーハ、７６Ａ，７６Ｂ………第３の梁、７８………隙間、８０………切り込み、８２………第１側面、８４………第２側面、８６………第１側面、８８………第２側面、９０………第３側面、９２………第４側面、９４………ダイシングブレード、９６………励振電極、９８………励振電極、１００………第１の折り取り部、１０２………第２の折り取り部、１０４………第３の折り取り部、１１０………物理量検出モジュール、１１２………実装基板、１１４………接続電極、１１６………貫通電極、１１８………外部電極、１２０………固定部材、１２２………蓋体、１２４………圧力導入口。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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