(57)【要約】      （修正有）【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物理量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】物理量を検出する圧電振動基板２６と、前記圧電振動基板２６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ダイアフラム５６を有し、前記圧電振動基板２６の一方の主面を支持する第２基板４８と、前記圧電振動基板２６の他方の主面を覆う第１基板１４と、を有する物理量検出素子１０と、実装基板１１２と、を備え、前記実装基板１１２と、ダイアフラム基板の外側主面とが対向するように前記物理量検出素子１０を配置し、前記実装基板１１２と前記ダイアフラム基板との間に隙間１２６を設け、前記物理量検出素子１０の外縁に設けられた接続部３２Ａ、３２Ｂを前記実装基板１１２に固定部材１２０を用いて固定したことを特徴とする。【選択図】図１
2013019727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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支持する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、
実装基板と、
を備え、
前記実装基板と、ダイアフラム基板の外側主面とが対向するように前記物理量検出素子を配置し、
前記実装基板と前記ダイアフラム基板との間に隙間を設け、
前記物理量検出素子の外縁に設けられた接続部を前記実装基板に固定部材を用いて固定したことを特徴とする物理量検出モジュール。
【請求項２】
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、
前記一対の基部を梁を介して支持する枠部を有し、
前記接続部は、前記枠部と前記ベース基板の外縁に設けられ、
前記ダイアフラム基板は、
前記圧電振動基板と積層される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に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１に記載の物理量検出モジュール。
【請求項３】
前記振動部に励振電極が設けられ、
前記接続部の前記実装基板に固定する面に、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、
導電性を有し、
前記パッド電極を前記実装基板に配置された接続電極に電気的に接続し、支持することを特徴とする請求項１または２に記載の物理量検出モジュール。
【請求項４】
前記接続部には、
前記接続部の一辺を二分するように切り欠くスリットが設けられていることを特徴とする請求項３に記載の物理量検出モジュール。
【請求項５】
前記実装基板は、
凸部を有し、
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１乃至４のいずれか１項に記載の物理量検出モジュール。
【請求項６】
前記実装基板には、
前記ダイアフラム基板の前記接続部側とは反対側の周縁と対向する位置に枕部が配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の物理量検出モジュール。
【請求項７】
前記実装基板上には、前記物理量検出素子を覆うように蓋体が配置され、
前記蓋体には圧力導入口が配置されたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の物理量検出モジュール。
【請求項８】
前記励振電極を駆動する回路を搭載したことを特徴とする請求項３乃至７のいずれか１項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、ダイアフラムに感圧素子を接続し、感圧素子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センサー素子、等の物理量センサー素子が知られている。
【０００３】
図１９に、特許文献１に記載の圧力センサー素子の模式図を示し、図１９（ａ）は分解斜視図、図１９（ｂ）は断面図を示す。特許文献１には、第１層３０２と、感圧素子３１０（振動部）を有する感圧素子層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層３１８と、の３層構造からなる圧力センサー素子３００が開示されている。ここで、力伝達部３２６は、感圧素子３１０を構成する一対の基部３１２に接続される。また感圧素子３１０（振動部）は所定の共振周波数で振動可能なものである。
【０００４】
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が圧力センサー素子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、感圧素子３１０に対して引張応力が印加され、これにより感圧素子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。
【０００５】
図２０に、特許文献２に記載の圧力センサー素子の模式図を示し、図２０（ａ）は分解斜視図、図２０（ｂ）は上面図を示す。特許文献２の圧力センサー素子４００は、特許文献１の圧力センサー素子３００と同様に第１層４０１、感圧素子層４０２、第２層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。感圧素子層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層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、図２０の配置に従って第１層４０１、感圧素子層４０２、第２層４１２を積層させると、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【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】
【０００７】
図２１に、従来技術の物理量検出モジュールを示し、図２１（ａ）は断面図、図２１（ｂ）は平面図（蓋体不図示）を示す。図２１に示すように、上述の同様の構成を有する圧力センサー素子５０２を用いた物理量検出モジュール５００は、ダイアフラム５０４を被測定圧力の圧力導入口５１０側である上面に向けた状態で実装基板５０６上に圧力センサー素子５０２を搭載し、圧力センサー素子５０２を収容する蓋体５０８を実装基板５０６上に配置している。そして圧力センサー素子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。
【０００８】
一方、蓋体５０８のダイアフラム５０４に対向する面には、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、物理量検出モジュール５００において、圧力センサー素子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、圧力センサー素子５０２は被測定環境の圧力を測定することになる。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、塵、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］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支持する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、実装基板と、を備え、前記実装基板と、ダイアフラム基板の外側主面とが対向するように前記物理量検出素子を配置し、前記実装基板と前記ダイアフラム基板との間に隙間を設け、前記物理量検出素子の外縁に設けられた接続部を前記実装基板に固定部材を用いて固定し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（ダイアフラム）は実装基板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素子となる。さらに変位部と実装基板との間には固定部材により隙間が形成されているので、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］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、前記一対の基部を梁を介して支持する枠部を有し、前記接続部は、前記枠部と前記ベース基板の外縁に設けられ、前記ダイアフラム基板は、前記圧電振動基板と積層される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に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１に記載の物理量検出モジュール。
上記構成により、圧力等の物理量を高精度に測定可能な物理量検出モジュールとなる。
【００１２】
［適用例３］前記振動部に励振電極が設けられ、前記接続部の前記実装基板に固定する面に、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、導電性を有し、前記パッド電極を前記実装基板に配置された接続電極に電気的に接続し、支持することを特徴とする適用例１または２に記載の物理量検出モジュール。
上記構成により、いわゆるフェイスダウンボンディング型の低背化された物理量検出モジュールとなる。
【００１３】
［適用例４］前記接続部には、前記接続部の一辺を二分するように切り欠くスリットが設けられていることを特徴とする適用例３に記載の物理量検出モジュール。
上記構成により、固定部材は、接続部においてスリットを挟むように２箇所配置することができる。このとき接続部において固定部材同士を結ぶ線の方向に熱歪みが発生するが、接続部はスリットにより接続部と枠部との接続位置において屈曲することができる。よって、前記熱歪みによる応力を前記接続位置に集中させ、その分変位部に印加される応力を緩和させ、測定誤差を抑制した物理量検出モジュールとなる。
【００１４】
［適用例５］前記実装基板は、凸部を有し、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１乃至４のいずれか１例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ことができる。
【００１５】
［適用例６］前記実装基板には、前記ダイアフラム基板の前記接続部側とは反対側の周縁と対向する位置に枕部が配置されていることを特徴とする適用例１乃至５のいずれか１例に記載の物理量検出モジュール。
上記構成により、物理量検出モジュールの耐衝撃性を高めることができる。
【００１６】
［適用例７］前記実装基板上には、前記物理量検出素子を覆うように蓋体が配置され、前記蓋体には圧力導入口が配置されたことを特徴とする適用例１乃至６のいずれか１例に記載の物理量検出モジュール。
【００１７】
上記構成により、圧力導入口と変位部が対向することはないので、被測定環境由来のコンタミネーションを低減しつつ被測定環境の圧力等の物理量を測定することができる。
【００１８】
［適用例８］前記励振電極を駆動する回路を搭載したことを特徴とする適用例３乃至７のいずれか１例に記載の物理量検出モジュール。
上記構成により、被測定環境由来のコンタミネーションを低減しつつ被測定環境の圧力等の物理量を測定可能な物理量検出モジュールとなる。
【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】本実施形態の物理量検出素子の拡大斜視図である。
【図３】図２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】物理量検出素子を構成する励振電極の詳細図であり、図５（ａ）は上面図（図２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Ｂ−Ｂ線断面図であり、図７（ａ）は第１基板、圧電振動基板、第２基板の断面図、図７（ｂ）は図７（ａ）における圧電振動基板の拡大図である。
【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側面図である。
【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３実施形態の物理量検出モジュールの模式図であり、図１１（ａ）は断面図、図１１（ｂ）は平面図（蓋体不図示）である。
【図１２】本実施形態のウェーハの積層構造及び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、物理量検出素子（図中右下）の斜視図を示す。また図中左上に圧電振動基板の下面の斜視図を示す。
【図１３】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１５】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１６】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１７】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１８】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１９】特許文献１に記載の圧力センサー素子の模式図であり、図１９（ａ）は分解斜視図、図１９（ｂ）は断面図である。
【図２０】特許文献２に記載の圧力センサー素子の模式図であり、図２０（ａ）は分解斜視図、図２０（ｂ）は上面図である。
【図２１】従来技術の物理量検出モジュールの模式図であり、図２１（ａ）は断面図、図２１（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】
本実施形態においては、先ず、物理量検出モジュールの構成を簡易的に説明したのち、物理量検出モジュールを構成する物理量検出素子と、物理量検出素子を複数製造する場合のウェーハの積層構造について説明し、再び物理量検出モジュールについて詳細に説明する。
【００２２】
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）を示す。第１実施形態の物理量検出モジュール１１０は、ダイアフラム５６（変位部）を有する第２基板４８（ダイアフラム基板）と、振動部３４Ａ、３４Ｂを有する圧電振動基板２６と、第１基板１４（ベース基板）との積層構造を有する物理量検出素子１０を、実装基板１１２上に片持ち支持状態で支持するとともに、物理量検出素子１０を蓋体１２２で覆った構成を有している。
【００２３】
物理量検出素子１０において、第２基板４８は、圧電振動基板２６に設けられたパッド電極４２Ａ、４２Ｂが露出するように、第１基板１４及び圧電振動基板２６より物理量検出素子１０の長手方向（図１（ａ）における左右の方向）において短くなるように設計されている。そして、圧電振動基板２６の実装基板１１２側に露出した部分には振動部３４Ａ、３４Ｂに電気的に接続するパッド電極４２Ａ、４２Ｂが配置されており、パッド電極４２Ａ、４２Ｂと実装基板１１２上の接続電極１１４とが導電性の固定部材１２０（接合部材）により接合され、物理量検出素子１０全体が実装基板１１２から浮いた状態で配置されている。そして蓋体１２２には圧力導入口１２４が配置され、この圧力導入口１２４を被測定環境に開放することにより、物理量検出素子１０が圧力等の物理量を検出することができる。
【００２４】
図２に、本実施形態の物理量検出素子の拡大斜視図を示す。また、図３に、図２の分解斜視図を示し、図４に、図２のＡ−Ａ線断面図を示す。図２、図３に示すように、物理量検出素子１０は、第１基板１４（ベース基板）と、感圧部（枠部２８、振動部３４Ａ、振動部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を有しダイアフラム５６が受圧した圧力に伴う力をダイアフラム５６に設けられた力伝達部５４Ａ（支持部）、５４Ｂ（支持部）から第１基部３６と第２基部３８を介して振動部３４Ａ、振動部３４Ｂに伝達する第２基板４８（ダイアフラム基板）と、の順に積層された構造を有し、積層された後に壁面の一部がダイアフラム５６となり内部空間１３（図４）を有するパッケージ１２が形成されたものである。
【００２５】
また、内部空間１３には、ダイアフラム５６に接続した振動部３４Ａ、振動部３４Ｂが配置されている。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受けて振動部３４Ａ、振動部３４Ｂに引っ張り応力（或いは圧縮応力）が生じることにより、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。また第１基板１４、圧電振動基板２６、第２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。
【００２６】
図３、図４に示すように、第１基板１４は、物理量検出素子１０のベースとなる部分である。第１基板１４の圧電振動基板２６に対向する面には凹部１６（図３、図４）が設けられている。凹部１６は圧電振動基板２６を構成する後述の振動部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第１基板１４との干渉を防止している。また第１基板１４において、この凹部１６の周囲を囲むように外周部１８（図３、図４）が配置される。外周部１８は、第１基板１４の一方の短辺側に偏って配置される。また、外周部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、第１基板１４の短辺の他方は張出部が配置される。さらに張出部の第１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、張出部は、スリット２０により張出部２２Ａと、張出部２２Ｂと、に分割される。なお張出部２２Ａは後述の接続部３２Ａに接合され、張出部２２Ｂは接続部３２Ｂに接続される。
【００２７】
また第１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、第１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、第１基板１４の張出部が配置された短辺においては、張出部２２Ａ及び張出部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。
【００２８】
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。そして圧電振動基板２６には、矩形の枠形状を有し、感圧部を構成する枠部２８（図３、図４）を有する。枠部２８は、圧電振動基板２６の一方の短辺に偏って配置され、外周部１８上に積層される。一方、圧電振動基板２６の他方の短辺（物理量検出素子１０の外縁であって、枠部２８と第１基板１４の外縁）には接続部が配置される。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を挟むように接続部３２Ａと接続部３２Ｂが形成される。なお、第１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。
【００２９】
そして枠部２８内には、感圧部の他の構成要素（振動部３４Ａ、振動部３４Ｂ、第１基部３６、第２基部３８、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。
【００３０】
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、後述の力伝達部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は圧電振動基板２６の短辺方向に長手方向を有し、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の変位には干渉しないようになっている。
【００３１】
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が配置される。
【００３２】
そして圧電振動基板２６の第２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の第２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。
【００３３】
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２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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
図５（ａ）、図５（ｂ）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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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基部側３８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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
また圧電振動基板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、スリット３０を挟むように第２の凸部４６が２つ配置されている。
【００４９】
なお、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。
【００５０】
図３、図４に示すように、第２基板４８（ダイアフラム基板）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。第２基板４８は、圧電振動基板２６に対向する面に凹部５０（図３、図４）を有する。この凹部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。この凹部５０により凹部５０の周囲には、第２基板４８の周縁に沿って外形が形成された外周部５２（図４）が配置され、外周部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、第２基板４８の積層後も外部に露出することになる。
【００５１】
一方、凹部５０の第１基部３６に対向する位置には凸状の力伝達部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力伝達部５４Ｂ（図３、図４）が配置される。そして、積層後に力伝達部５４Ａは第１基部３６と接合し、力伝達部５４Ｂは第２基部３８に接合する。さらに凹部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）を力伝達部５４Ａ、５４Ｂを介して感圧部（第１基部３６、第２基部３８、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂ）に伝達する。
【００５２】
また、第２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、第２基板４８の２つの長辺に１つずつ、第２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。
【００５３】
さらに、第２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、図３、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。
【００５４】
図３、図４に示すように、物理量検出素子１０は、第１基板１４、圧電振動基板２６、第２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、第１基板１４の外周部１８と圧電振動基板２６の枠部２８とが接合し、張出部２２Ａと接続部３２Ａが接合し、張出部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は第２基板４８の外周部５２と接合し、第１基部３６は力伝達部５４Ａに接合し、第２基部３８は力伝達部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。
【００５５】
このような積層構造の場合、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。
【００５６】
そして、上述のように各基板を積層することにより、内部空間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、例えば内部空間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。
【００５７】
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は内部空間１３側に撓み変形する。これにより力伝達部５４Ａ、５４Ｂは互いに離間する方向に変位し、力伝達部５４Ａに接続された第１基部３６、力伝達部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。
【００５８】
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。
【００５９】
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、第１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、第２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。
【００６０】
第１ウェーハ６６は、第１基板１４と同一の厚みとなる水晶基板により形成され、第１基板１４をアレイ状に配置した上で、互いに隣接する第１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、互いに隣接する第１基板１４同士において、第１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、第１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。
【００６１】
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。
【００６２】
第２ウェーハ７４は、第２基板４８と同一の厚みとなる水晶基板により形成され、第２基板４８をアレイ状に配置した上で、互いに隣接する第２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、互いに隣接する第２基板同士において、第２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、第２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。
【００６３】
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において、圧電振動基板２６に対向する面側から掘り込まれて第２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。
【００６４】
また第３の梁７６Ｂの第２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を第２基板４８から分離させることができる。
【００６５】
図７に、図２のＢ−Ｂ線断面図を示し、図７（ａ）は第１基板、圧電振動基板、第２基板の断面図、図７（ｂ）は図７（ａ）における圧電振動基板の拡大図を示す。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。
【００６６】
第１基板１４及び第１の梁６８Ａ、６８Ｂは、第１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。第２基板４８及び第３の梁７６Ａ、７６Ｂは、第２基板４８の母基板となる第２ウェーハ７４（図６参照）の片面から研削して外形を形成する。また積層後に接続部（接続部３２Ａ、接続部３２Ｂ）に対向する第３の梁７６Ｂ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。
【００６７】
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。
【００６８】
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第１基板１４の外形を形成する場合は、第１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も、第１基板１４の厚み方向の中央部で側面が尖った形となる。
【００６９】
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第２基板４８の外形を形成する場合は、第２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。なお、第１基板１４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。また第２基板４８の凹部５０（ダイアフラム５６）は、サンドブラストにより形成し、サンドブラストにより生じた凹部５０（ダイアフラム５６）への残留応力及び表面粗さを除去するため、短時間エッチングして凹部５０（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。
【００７０】
圧電振動基板２６及び第２の梁７２Ａ、７２Ｂ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第１基板１４側に配置された第１側面８２と第２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、第１基板１４側に傾斜し、第２側面８４の法線は、第２基板４８側に傾斜している。
【００７１】
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第１基板１４側に配置された第１側面８６及び第２側面８８、第２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よりも第１基板１４側に配置された側面であり、その法線が第１基板１４側に傾斜している。第２側面８８は中央部を境界とする側面であり、その法線が第１側面８６の法線よりもさらに第１基板１４側に傾斜している。第３側面９０は、第４側面９２よりも第２基板４８側に配置された側面であり、その法線が第２基板４８側に傾斜している。第４側面９２は中央部を境界とする側面であり、その法線が第３側面９０の法線よりもさらに第２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、振動腕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）。
【００７２】
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第１基板１４と、隣り合う第１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、第１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を有する複数の第２基板４８が互いに離間して配列され、隣り合う第２基板４８同士が第３の梁７６Ａ、７６Ｂで連結された上述の第２ウェーハ７４を形成する工程を有する。
【００７３】
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、第１基板１４、圧電振動基板２６、第２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を切断することにより、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。
【００７４】
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６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６、図８（ａ）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。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の第２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は第２基板４８から剥離し、第２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として第１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として第１基板１４の短辺に配置される。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として第２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、第２基板４８の短辺に第３の凸部５８として配置される部分と、第２基板４８から分離するとともに第２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、それぞれ第１基板１４、圧電振動基板２６、第２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、第１基板１４、圧電振動基板２６、第２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側面図を示す。本実施形態は、第１実施形態を例に説明するが第２実施形態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の梁６８Ｂには、第１の折り取り部１００が配置され、第２の梁７２Ｂには、第２の折り取り部１０２が配置され、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。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。
【００８１】
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、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に第２の折り取り部１０２を形成し、第３の梁７６Ａに第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。
【００８２】
次に、第１実施形態の物理量検出モジュール１１０について詳細に説明する。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において、物理量検出素子１０は、第２基板４８（ダイアフラム５６）を実装基板１１２側に向けて実装基板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。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、パッド電極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。
【００８３】
固定部材１２０は、物理量検出素子１０を実装基板１１２に配置した後でも、第２基板４８の厚みより厚くなるように配置される。これにより、第２基板４８のダイアフラム５６と実装基板１１２との間に隙間１２６が形成される。また固定部材１２０として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。また接続電極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。
【００８４】
また、物理量検出素子１０は長辺方向の端部の一方に張出部２２Ａ（接続部３２Ａ）、張出部２２Ｂ（接続部３２Ｂ）を有している。よって、上述のように物理量検出素子１０を実装基板１１２に接合することにより、物理量検出素子１０は長手方向の端部の一方（張出部、接続部が配置された方の端部）を固定端とし、その反対側の端部を自由端として片持ち支持状態で実装基板１１２に支持されることになる。
【００８５】
また、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。よって、物理量検出素子１０と実装基板１１２との熱膨張係数の相違に起因する熱歪み（応力）が、固定部材１２０同士とを結ぶ線上で発生し、これが物理量検出素子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。
【００８６】
そしてこのスリット（スリット２０、スリット３０）により、張出部は張出部２２Ａ、張出部２２Ｂに分割され、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応力が発生しても、接続部３２Ａ、３２Ｂ（張出部２２Ａ，２２Ｂ）は、枠部２８（外周部５２）との接続位置を固定端として屈曲することができる。すなわち上述の接続位置に応力を集中させ、その分だけダイアフラム５６（変位部）に伝播する応力を緩和させることができる。したがって熱歪み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。
【００８７】
また、本実施形態において、接続部３２Ａ上は張出部２２Ａが接合され、接続部３２Ｂ上には張出部２２Ｂが接合されている。よって物理量検出素子１０の固定部材１２０に対向する位置は、接続部３２Ａ、３２Ｂの厚みと張出部２２Ａ、２２Ｂの厚みが足し合わさった厚みとなる。よって、接続部３２Ａは張出部２２Ａに補強され、接続部３２Ｂは張出部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。
【００８８】
また実装基板１１２の第２基板４８（ダイアフラム基板）の周縁に対向する位置（外周部５２に対向する位置）には枕部１２８が配置されている。枕部１２８は、第２基板４８と実装基板１１２との隙間１２６よりやや低い高さを有している。また枕部１２８は、シリコン樹脂や、樹脂コアバンプ等の比較的柔らかい材料を用いることが好ましい。さらに、枕部１２８は第２基板４８の周縁（外周部５２）に対向する位置であればどの位置でも良いが、物理量検出素子１０の自由端側となる位置に配置することが好ましい。このように枕部１２８を配置することにより、物理量検出素子１０の外部からの衝撃による実装基板１１２に対する変位を受け止めることができるので、物理量検出モジュール１１０（物理量検出素子１０）の耐衝撃性を高めることができる。
【００８９】
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の第１基板１４に対向する面（上面）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、被測定環境の圧力等の物理量を測定することができる。ここで、ダイアフラム５６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。
【００９０】
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、第２実施形態、及び後述の第３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。
【００９１】
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が配置されている。この凸部１３３により実装基板１３２は、凸部１３３の上面を形成する上段部１３２ａと、実装基板１３２本来の表面となる下段部１３２ｂ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、第２基板４８は下段部１３２ｂに対向するように配置されている。
【００９２】
本実施形態の場合、枕部１２８は下段部１３２ｂの第２基板４８の周縁に対向する位置に配置され、ダイアフラム５６と下段部１３２ｂとの間には隙間１２６が形成される。また、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。
【００９３】
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。
【００９４】
図１１に、第３実施形態の物理量検出モジュールを示し、図１１（ａ）は断面図、図１１（ｂ）は平面図（蓋体不図示）を示す。図１１に示すように第３実施形態の物理量検出モジュール１４０において、物理量検出素子１４２の構成が物理量検出素子１０とは若干異なる。すなわち、物理量検出素子１４２において、圧電振動基板２６のパッド電極４２Ａ、パッド電極４２Ｂが配置された面に第１基板１４（物理量検出素子１０では第２基板４８）が接合され、その反対面に第２基板４８（物理量検出素子１０では第１基板１４）が接合されている。さらに第１基板１４においては張出部２２Ａ、張出部２２Ｂが取り払われている。
【００９５】
張出部２２Ａ、張出部２２Ｂが取り払われた第１基板１４は、第２基板４８と同様に以下のように形成する（図１１（ａ）中の部分拡大図参照）。まず、第２ウェーハ７４（図１参照）の張出部２２Ａ、張出部２２Ｂに対応する位置には、これらの代わりに外周部５２に接続する第１の梁１４４を形成する。そして、第１の梁１４４の圧電振動基板２６に対向する面からサンドブラストにより掘り込んで第１の梁１４４を薄肉に形成し（図１１（ａ）部分拡大図左）、その反対面の外周部５２との接続位置に切り込み１４６を形成する。そして、第１ウェーハ６６、圧電振動ウェーハ７０、第２ウェーハ７４を積層し（図１参照）、第１の梁１４４、第２の梁７２Ｂ、第３の梁７６Ｂの接合部分をダイシングにより切断して（図６、図８参照）、物理量検出素子１４２を個片化する。その際に、第３の梁７６Ｂと同様に第１の梁１４４も、ダイシング時の振動により切り込み１４６において切断して分離させる（図１１（ａ）部分拡大図右）。
【００９６】
このようにして形成された物理量検出素子１４２において、パッド電極４２Ａ、パッド電極４２Ｂは、圧電振動基板２６と第１基板１４とが接合しても外部に露出している。また、物理量検出素子１４２は、第２基板４８（ダイアフラム基板）を実装基板１３２側に向けられており、パッド電極４２Ａ、パッド電極４２Ｂは、接続部３２Ａ、接続部３２Ｂの実装基板１３２に対向する面の反対面に配置されることになる。そして、接続部３２Ａ、３２Ｂが固定部材１２０により実装基板１３２に接合され、パッド電極４２Ａ、パッド電極４２Ｂは、それぞれ接続電極１１４にワイヤー１４８を介して接続されている。第３実施形態において、固定部材１２０は導電性を有する必要はなく、固定部材１２０は物理量検出素子１４２と実装基板１３２との機械的接続を担い、ワイヤー１４８が物理量検出素子１４２（パッド電極４２Ａ、パッド電極４２Ｂ）と実装基板１３２（接続電極１１４）との電気的接続を担っている。
【００９７】
図１２に、本実施形態のウェーハの積層構造及び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、物理量検出素子（図中右下）の斜視図を示す。また図中左上に圧電振動基板の下面の斜視図を示す。
【００９８】
上記実施形態において、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１２に示すように、本実施形態の物理量検出素子１５０の振動部１５２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、例えば物理量検出素子１０と同様となっている。振動部１５２の圧電振動基板２６の長辺方向の両端には、物理量検出素子１０と同様に第１基部３６と第２基部３８が接続されている。そして振動部１５２の両面にはＡＴカット振動片において厚みすべり振動を励振する励振電極１５４Ａ、１５４Ｂが配置されている。
【００９９】
パッド電極４２Ａ、４２Ｂは、物理量検出素子１０と同様に接続部３２Ａ、接続部３２Ｂの第２基板４８に対向する面に配置されている。このうち、パッド電極４２Ａは、引出電極１５６Ａを介して振動部１５２の第２基板４８（ダイアフラム５６）に対向する面に配置された励振電極１５４Ａに接続される。引出電極１５６Ａは、振動部１５２の第２基板４８に対向する面に配置され、励振電極１５４Ａから延出して、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に接続する。
【０１００】
一方、パッド電極４２Ｂは、引出電極１５６Ｂを介して振動部１５２の第１基板１４に対向する面に配置された励振電極１５４Ｂに接続される。引出電極１５６Ｂは、振動部１５２の第１基板１４に対向する面において励振電極１５４Ｂから第２基部３８に延出し、第２基部３８の側面を経由して第２基部３８の第２基板４８に対向する面側に引き出され、梁４０Ｂ、枠部２８、接続部３２Ｂを経由してパッド電極４２Ｂに接続する。
【０１０１】
よってパッド電極４２Ａ、４２Ｂに交流電圧を印加すると振動部１５２は励振電極１５４Ａ、１５４Ｂ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。そして振動部１５２には物理量検出素子１０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。
【０１０２】
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、第１基板１４、圧電振動基板２６、第２基板４８をそれぞれ個片化したのち、第１基板１４、圧電振動基板２６、第２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。
【０１０３】
またいずれの実施形態においても、第１基板１４、圧電振動基板２６、第２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からなる圧電振動片を取り出し、第２基板４８の力伝達部５４Ａに第１基部３６を接合し、力伝達部５４Ｂに第２基部３８を接合し、第２基板４８の外周部５２と第１基板１４の外周部１８とを接合して物理量検出素子を形成してもよい。このとき圧電振動片の第１基板１４に対向する主面は第１基板１４に覆われることになる。この場合、例えば、第２基板４８の外縁に接続部３２Ａ、３２Ｂを配置し、力伝達部５４Ａ、５４Ｂに励振電極９６、９８を接続し、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。
【０１０４】
また上述の物理量検出モジュール１１０、１３０、１４０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１５２）を駆動させるとともに振動部３４Ａ、振動部３４Ｂ（振動部１５２）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、第２基板４８を取り払った場合は、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂ（振動部１５２）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、１４０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。
【０１０５】
図１３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。
【０１０６】
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１３、図１４に示すように音叉型振動片や、図１５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。
【０１０７】
図１３においては、凹部１６を有する第１基板１４、振動部２００を有する圧電振動基板２６、凹部５０を有する第２基板４８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の第２基板４８に対向する面にパッド電極４２Ａ、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。
【０１０８】
図１４においては、凹部１６を有する第１基板１４、振動部２０６を有する圧電振動基板２６、凹部５０を有する第２基板４８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。
【０１０９】
圧電振動基板２６の第２基板４８に対向する面には、パッド電極４２Ａ、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。
【０１１０】
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、支持部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。
【０１１１】
図１５においては、凹部１６を有する第１基板１４、振動部２１８を有する圧電振動基板２６、凹部５０を有する第２基板４８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２１９を介して接続されている。また、圧電振動基板２６の第２基板４８に対向する面には、パッド電極４２Ａ、パッド電極４２Ｂが配置されている。そして、振動部２１８の第２基板４８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２１９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２１９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１３乃至図１５において、第２基板４８の凹部５０に力伝達部５４Ａ、力伝達部５４Ｂが形成されていない点を除き、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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  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。
【０１１５】
図１６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１６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。
【０１１６】
図１７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１７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。
【０１１７】
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出手段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、前記走行状況検出手段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、走行状況検出手段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
【０１１８】
更に、被測定者にかかる負荷を検出する活動量計測システムにおいて、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、本発明に係る物理量検出モジュール（物理量検出素子１０等）を適用できる。
【０１１９】
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、本発明に係る物理量検出モジュール（物理量検出素子１０等）を適用できる。
【０１２０】
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、本発明に係る物理量検出素子１０等を圧力センサーとして備えることができ、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。
【０１２１】
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物理量検出モジュール（物理量検出素子１０等）を適用できる。
【０１２２】
図１８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９（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センサー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、前記圧力センサー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がなす角を６０度から９０度に設定することにより、衝突時に圧力センサー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に用いる圧力センサー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】
【０１２３】
１０………物理量検出素子、１２………パッケージ、１３………内部空間、１４………第１基板、１６………凹部、１８………外周部、２０………スリット、２２Ａ，２２Ｂ………張出部、２４………第１の凸部、２６………圧電振動基板、２８………枠部、２８ａ………緩衝部、３０………スリット、３２Ａ，３２Ｂ………接続部、３４………振動腕、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………第２基板、５０………凹部、５２………外周部、５４Ａ，５４Ｂ………力伝達部、５６………ダイアフラム、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、１２６………隙間、１２８………枕部、１３０………物理量検出モジュール、１３２………実装基板、１３２ａ………上段部、１３２ｂ………下段部、１３３………凸部、１４０………物理量検出モジュール、１４２………物理量検出素子、１４４………第１の梁、１４６………切り込み、１４８………ワイヤー、１５０………物理量検出素子、１５２………振動部、１５４Ａ，１５４Ｂ………励振電極、１５６Ａ，１５６Ｂ………引出電極、２００………振動部、２０２Ａ，２０２Ｂ………引出電極、２０４Ａ，２０４Ｂ………励振電極、２０６………振動部、２０８………基部、２１０Ａ，２１０Ｂ………支持腕、２１２Ａ，２１２Ｂ………引出電極、２１４Ａ，２１４Ｂ………励振電極、２１８………振動部、２１９………支持部、２２０Ａ，２２０Ｂ………引出電極、２２２Ａ，２２２Ｂ………励振電極、２２４………燃料電池システム、２２６………燃料電池セル、２２８………水素吸蔵合金容器、２３０………圧力センサー、２３２………圧力調整弁、２３４………安全弁、２３６………車両用情報記録装置、２３８………デジタルタコグラフ、２４０………走行状況検出手段、２４２………デジタルタコグラフ通信手段、２４４………デジタルタコグラフ記録手段、２４６………デジタルタコグラフ制御部、２４８………ドライブレコーダ、２５０………側面衝突検出装置、２５２………車両、２５４………サイドドア、２５６………内部空間、２５８………圧力センサー、３００………圧力センサー素子、３０２………第１層、３０８………感圧素子層、３１０………感圧素子、３１２………基部、３１８………第２層、３２４………ダイアフラム、３２６………力伝達部、４００………圧力センサー素子、４０１………第１層、４０２………感圧素子層、４０４………枠部、４０８………振動部、４１０………パッド電極、４１２………第２層、４１４………切欠き部、４１６………凸部、５００………物理量検出モジュール、５０２………圧力センサー素子、５０４………ダイアフラム、５０６………実装基板、５０８………蓋体、５１０………圧力導入口、５１２………接着剤、５１４………パッド電極、５１６………ワイヤー、５１８………接続電極。
【図２】
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【図７】
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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１】
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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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