(57)【要約】      （修正有）【課題】物理量の検出精度の低下を低減することのできる物理量センサー、電子機器および移動体を提供する。【解決手段】物理量センサー１は、ＩＰ基板２と、接着層１０１を介してＩＰ基板２上に配置された加速度センサー素子４と、接合部材１０２を介して加速度センサー素子４上に配置されたＩＣ３と、を有する。また、加速度センサー素子４は、センサー部と、これらセンサー部を支持するベース基板５１と、センサー部を覆うようにベース基板５１に接合された蓋部５２とを有する。そして、ＩＰ基板２のベース基板５１と重なる位置には貫通孔２３が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と、
前記第１の基板上に配置された物理量センサー素子と、を有し、
前記第１の基板は、前記物理量センサー素子と重なる位置に配置された貫通孔を有していることを特徴とする物理量センサー。
【請求項２】
前記物理量センサー素子は、接合部材を介して前記第１の基板に接合されている請求項１に記載の物理量センサー。
【請求項３】
前記物理量センサー素子は、
センサー部と、
前記センサー部を支持する第２の基板と、
前記センサー部を覆うように前記第２の基板に接合された蓋部と、を有する請求項１または２に記載の物理量センサー。
【請求項４】
前記第２の基板は、前記蓋部から突出する部分を有し、
前記貫通孔は、前記突出する部分と重なるように配置されている請求項３に記載の物理量センサー。
【請求項５】
前記第２の基板は、前記蓋部から突出する部分を有し、
前記貫通孔は、前記第２の基板の前記蓋部と重なる部分と前記蓋部から突出する部分との境界部のうちの前記第２の基板の外縁部に位置する部分と重なるように配置されている請求項３または４に記載の物理量センサー。
【請求項６】
前記貫通孔は、前記第２の基板の中央部と重なるように配置されている請求項３ないし５のいずれか１項に記載の物理量センサー。
【請求項７】
前記パッケージは、前記第２の基板と前記蓋部との隙間を封止する封止部を有し、
前記第２の基板は、光透過性を有する光透過部を有し、
前記貫通孔から前記光透過部を介して前記封止部が観察できる請求項３ないし６のいずれか１項に記載の物理量センサー。
【請求項８】
前記第２の基板は、光透過性を有する光透過部を有し、
前記貫通孔から前記光透過部を介して前記センサー部が観察できる請求項３ないし７のいずれか１項に記載の物理量センサー。
【請求項９】
前記センサー部は、
前記第１の基板の面内方向に含まれる第１の方向の加速度を検出する第１の加速度センサー部を有し、
前記第１の加速度センサー部は、
可動電極部と、
前記可動電極部を変位可能に前記パッケージに連結する連結部と、を有し、
前記貫通孔から前記光透過部を介して前記連結部が観察できる請求項８に記載の物理量センサー。
【請求項１０】
前記センサー部は、
前記第１の基板の厚さ方向に沿う第２の方向の加速度を検出する第２の加速度センサー部を有し、
前記第２の加速度センサー部は、
第１可動部および前記第２の方向の加速度が加わった時の回転モーメントが前記第１可動部よりも大きい第２可動部を備え、前記第１可動部および前記第２可動部が前記第２の基板に対してシーソー揺動するように構成された可動電極部を有し、
前記貫通孔から前記光透過部を介して前記可動電極部が観察できる請求項８または９に記載の物理量センサー。
【請求項１１】
前記貫通孔内に配置され、前記第１の基板よりもヤング率の低い充填材を有している請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の物理量センサー。
【請求項１２】
前記物理量センサー素子を覆うモールド部を有している請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の物理量センサー。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の物理量センサーを備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１４】
請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の物理量センサーを備えることを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量センサー、電子機器および移動体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、ベース基板上に加速度センサー素子を配置し、加速度センサー素子上にＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）を配置した物理量センサーが開示されている。しかしながら、このような構成では、ベース基板上に加速度センサー素子が配置されているため、ベース基板と加速度センサー素子の熱膨張係数の違いに起因する熱応力が加速度センサー素子に加わり易い。そのため、加速度センサー素子の検知精度が低下（温度によって変動）し、また、ひどい場合には加速度センサー素子にクラック等が発生して正常に作動しなくなるという問題ある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１８３１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、物理量の検出精度の低下を低減することのできる物理量センサー、電子機器および移動体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
【０００６】
本発明の物理量センサーは、第１の基板と、
前記第１の基板上に配置された物理量センサー素子と、を有し、
前記第１の基板は、前記物理量センサー素子と重なる位置に配置された貫通孔を有していることを特徴とする。
これにより、第１の基板と物理量センサー素子との熱膨張率の違いに起因して発生する熱応力を貫通孔によって緩和することができるため、物理量センサー素子に熱応力が伝わり難くなる。よって、物理量の検出精度の低下を低減することのできる物理量センサーが得られる。
【０００７】
本発明の物理量センサーでは、前記物理量センサー素子は、接合部材を介して前記第１の基板に接合されていることが好ましい。
これにより、物理量センサー素子を第１の基板に簡単かつ確実に接合することができる。また、接合部材によって熱応力を緩和することもできる。
【０００８】
本発明の物理量センサーでは、前記物理量センサー素子は、
センサー部と、
前記センサー部を支持する第２の基板と、
前記センサー部を覆うように前記第２の基板に接合された蓋部と、を有することが好ましい。
これにより物理量センサー素子の構成が容易となる。
【０００９】
本発明の物理量センサーでは、前記第２の基板は、前記蓋部から突出する部分を有し、
前記貫通孔は、前記突出する部分と重なるように配置されていることが好ましい。
第２の基板の蓋部から突出している部分は、他の部分（蓋部と重なっている部分）よりも機械的強度が低く、特に、クラック等が発生し易い領域である。そのため、このような部分と重なるように貫通孔を設けることで、突出する部分に熱応力が伝わり難くなり、物理量センサー素子の破損をより効果的に低減することができる。
【００１０】
本発明の物理量センサー素子では、前記第２の基板は、前記蓋部から突出する部分を有し、
前記貫通孔は、前記第２の基板の前記蓋部と重なる部分と前記蓋部から突出する部分との境界部のうちの前記第２の基板の外縁部に位置する部分と重なるように配置されていることが好ましい。
このような境界部は、特に、クラック（亀裂）の起点となり易い部分である。そのため、このような境界部と重なるように貫通孔を設けることで、境界部に熱応力が伝わり難くなり、物理量センサー素子の破損（特にクラックの発生）をより効果的に低減することができる。
【００１１】
本発明の物理量センサーでは、前記貫通孔は、前記第２の基板の中央部と重なるように配置されていることが好ましい。
仮に、第２の基板にクラックが発生した場合には、第２の基板の中央部をクラックが通る可能性が高い。そのため、第２の基板の中央部と重なるように貫通孔を配置することで、貫通孔を介して第２の基板にクラックが発生しているか否かをより的確に確認することができる。
【００１２】
本発明の物理量センサーでは、前記パッケージは、前記第２の基板と前記蓋部との隙間を封止する封止部を有し、
前記第２の基板は、光透過性を有する光透過部を有し、
前記貫通孔から前記光透過部を介して前記封止部が観察できることが好ましい。
これにより、封止部の状態を確認することができ、パッケージ内の気密封止が維持されているか否かを視覚的に判断することができる。
【００１３】
本発明の物理量センサーでは、前記第２の基板は、光透過性を有する光透過部を有し、
前記貫通孔から前記光透過部を介して前記センサー部が観察できることが好ましい。
これにより、センサー部の状態を視覚的に確認することができる。
【００１４】
本発明の物理量センサーでは、前記センサー部は、
前記第１の基板の面内方向に含まれる第１の方向の加速度を検出する第１の加速度センサー部を有し、
前記第１の加速度センサー部は、
可動電極部と、
前記可動電極部を変位可能に前記パッケージに連結する連結部と、を有し、
前記貫通孔から前記光透過部を介して前記連結部が観察できることが好ましい。
連結部は弾性を有しているため、特に、スティッキング等の異常が発生し易い部分である。そのため、光透過部を介して連結部を観察することができるようにすることで、第１の加速度センサー部の状態をより的確に確認することができる。
【００１５】
本発明の物理量センサーでは、前記センサー部は、
前記第１の基板の厚さ方向に沿う第２の方向の加速度を検出する第２の加速度センサー部を有し、
前記第２の加速度センサー部は、
第１可動部および前記第２の方向の加速度が加わった時の回転モーメントが前記第１可動部よりも大きい第２可動部を備え、前記第１可動部および前記第２可動部が前記第２の基板に対してシーソー揺動するように構成された可動電極部を有し、
前記貫通孔から前記光透過部を介して前記可動電極部が観察できることが好ましい。
可動部はシーソー揺動可能となっているため、特に、スティッキング等の異常が発生し易い部分である。そのため、光透過部を介して可動部を観察することができるようにすることで、第２の加速度センサー部の状態をより的確に確認することができる。
【００１６】
本発明の物理量センサーでは、前記貫通孔内に配置され、前記第１の基板よりもヤング率の低い充填材を有していることが好ましい。
これにより、貫通孔を埋めることができ、物理量センサー素子を保護することができる。
【００１７】
本発明の物理量センサーでは、前記物理量センサー素子を覆うモールド部を有していることが好ましい。
これにより、物理量センサーを保護することができる。
【００１８】
本発明の電子機器は、上記適用例の物理量センサーを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
【００１９】
本発明の移動体は、上記適用例の物理量センサーを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い移動体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る物理量センサーの側面図である。
【図２】図１に示す物理量センサーが有する加速度センサー素子を示す平面図である。
【図３】加速度センサー素子が有するセンサー部を示す平面図である。
【図４】加速度センサー素子が有するセンサー部を示す平面図である。
【図５】加速度センサー素子が有するセンサー部を示す平面図である。
【図６】図２中のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】貫通孔の配置を示す平面図である。
【図８】貫通孔を埋める充填材を示す断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る物理量センサーの平面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る物理量センサーの平面図である。
【図１１】本発明の第４実施形態に係る物理量センサーの平面図である。
【図１２】本発明の第５実施形態に係る物理量センサーの平面図である。
【図１３】本発明の第６実施形態に係る物理量センサーの平面図である。
【図１４】本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。
【図１５】本発明の電子機器を適用した携帯電話機（スマートフォン、ＰＨＳ等も含む）の構成を示す斜視図である。
【図１６】本発明の電子機器を適用したディジタルスチールカメラの構成を示す斜視図である。
【図１７】本発明の移動体を適用した自動車を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の物理量センサー、電子機器および移動体を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る物理量センサーの側面図である。図２は、図１に示す物理量センサーが有する加速度センサー素子を示す平面図である。図３ないし図５は、それぞれ、加速度センサー素子が有するセンサー部を示す平面図である。図６は、図２中のＡ−Ａ線断面図である。図７は、貫通孔の配置を示す平面図である。図８は、貫通孔を埋める充填材を示す断面図である。
【００２３】
なお、以下では、互いに直交する３つの軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸として説明する。また、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向」とも言う。また、Ｘ軸とＹ軸とを含む面を「ＸＹ面」とも言う。また、ＸＹ平面は、水平面と一致し、Ｚ軸方向は鉛直方向と一致する。
【００２４】
図１に示す物理量センサー１は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向のそれぞれの加速度を独立して検知することのできる３軸加速度センサーとして利用可能である。このような物理量センサー１は、インターポーザー基板（第１の基板。以下単に「ＩＰ基板」と言う。）２と、ＩＰ基板２上に配置された加速度センサー素子（物理量センサー素子）４と、加速度センサー素子４上に配置されたＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）３と、加速度センサー素子４およびＩＣ３を覆うモールド部９と、を有している。
【００２５】
［ＩＰ基板２］
図１に示すように、ＩＰ基板２の上面には複数の内部端子２１が配置されており、下面には複数の外部端子２２が配置されている。また、各内部端子２１は、ＩＰ基板２内に形成された図示しない内部配線やキャスタレーションを介して対応する外部端子２２に電気的に接続されている。
【００２６】
また、ＩＰ基板２は、厚さ方向に貫通する貫通孔２３を有している。また、貫通孔２３は、加速度センサー素子４と重なる位置に配置されている。このような貫通孔２３は、ＩＰ基板２と加速度センサー素子４の熱膨張の差に起因して発生する熱応力を緩和する応力緩和部としての機能と、加速度センサー素子４を観察する窓部としての機能と、を有している。なお、この貫通孔２３については、後に詳細に説明する。
【００２７】
このようなＩＰ基板２としては、特に限定されないが、例えば、シリコン基板、セラミック基板、樹脂基板、ガラス基板、ガラスエポキシ基板等を用いることができる。
【００２８】
［加速度センサー素子４］
図１に示すように、加速度センサー素子４は、接着層（接合部材）１０１を介してＩＰ基板２の上面に配置されている。なお、接着層１０１としては、ＩＰ基板２上に加速度センサー素子４を固定することができれば、特に限定されず、例えば、半田、銀ペースト、樹脂系接着剤（ダイアタッチ剤）等を用いることができるが、これらの中でも、樹脂系接着剤（ダイアタッチ剤）を用いることが好ましい。これにより、加速度センサー素子４をＩＰ基板２により簡単かつ強固に固定することができる。また、接着層１０１を柔らかくすることができるため、ＩＰ基板２と加速度センサー素子４の熱膨張率の差により発生する熱応力（ＩＰ基板２の反り等により発生する応力）を接着層１０１で緩和することができ、加速度センサー素子４に熱応力を伝わり難くすることができる。
【００２９】
このような加速度センサー素子４は、図２に示すように、ベース基板（第２の基板）５１および蓋部５２を有するパッケージ５と、パッケージ５内に収容された３つのセンサー部６、７、８と、を有している。このような加速度センサー素子４は、その構成および製造がより簡単なものとなる。また、このような加速度センサー素子４は、ベース基板５１をＩＰ基板２側に向けて配置されている。
【００３０】
−ベース基板５１−
ベース基板５１には上面に開口する凹部５１１、５１２、５１３が形成されている。これらのうち、凹部５１１は、その上方に配置されているセンサー部６とベース基板５１との接触を防止するための逃げ部として機能する。同様に、凹部５１２は、その上方に配置されているセンサー部７とベース基板５１との接触を防止するための逃げ部として機能する。また、凹部５１３は、その上方に配置されているセンサー部８とベース基板５１との接触を防止するための逃げ部として機能する。
【００３１】
また、ベース基板５１には上面に開口する凹部５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃ、凹部５１２ａ、５１２ｂ、５１２ｃおよび凹部５１３ａ、５１３ｂ、５１３ｃが形成されている。これらのうち、凹部５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃは、凹部５１１の周囲に配置されており、これら凹部５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃ内にはセンサー部６用の配線６９１、６９２、６９３が配置されている。また、凹部５１２ａ、５１２ｂ、５１２ｃは、凹部５１２の周囲に配置されており、凹部５１２ａ、５１２ｂ、５１２ｃ内にはセンサー部７用の配線７９１、７９２、７９３が配置されている。また、凹部５１３ａ、５１３ｂ、５１３ｃは、凹部５１３の周囲に配置されており、凹部５１３ａ、５１３ｂ、５１３ｃ内にはセンサー部８用の配線８９１、８９２、８９３が配置されている。
【００３２】
また、ベース基板５１は、平面視で蓋部５２から突出する突出部５１０を有し、この突出部５１０の上面は、パッケージ５の外部に露出している。そして、各配線６９１、６９２、６９３、７９１、７９２、７９３、８９１、８９２、８９３の端部は、突出部５１０まで引き出されており、端子Ｔとして機能する。
【００３３】
このようなベース基板５１は、例えば、アルカリ金属イオン（可動イオン）を含むガラス材料（例えば、パイレックスガラス（登録商標）のような硼珪酸ガラス）から形成されている。これにより、シリコン基板から形成されているセンサー部６、７、８をベース基板５１に対して陽極接合により強固に接合することができる。また、ベース基板５１に光透過性を付与することができるため、ベース基板５１を介してパッケージ５の内部を観察することができる。ただし、ベース基板５１の構成材料としては、ガラス材料に限定されず、例えば、高抵抗なシリコン材料を用いることができる。この場合、センサー部６、７、８との接合は、例えば、樹脂系接着剤、ガラスペースト、金属層等を介して行うことができる。
【００３４】
−センサー部６−
センサー部（第１の加速度センサー部）６は、Ｘ軸方向（第１の方向）の加速度を検出する部分である。このようなセンサー部６は、図３に示すように、支持部６１１、６１２と、可動部６２と、連結部６３１、６３２と、複数の第１固定電極指６４と、複数の第２固定電極指６５と、を有している。また、可動部６２は、基部６２１と、基部６２１からＹ軸方向両側に突出している複数の可動電極指６２２と、を有している。このようなセンサー部６は、例えば、リン、ボロン等の不純物がドープされたシリコン基板から形成されている。
【００３５】
支持部６１１、６１２は、ベース基板５１の上面に陽極接合され、支持部６１１が導電性バンプＢ１１を介して配線６９１と電気的に接続されている。そして、これら支持部６１１、６１２の間に可動部６２が設けられている。可動部６２は、連結部６３１、６３２を介して支持部６１１、６１２に連結されている。連結部６３１、６３２は、バネのようにＸ軸方向に弾性変形可能であるため、可動部６２が支持部６１１、６１２に対して矢印ａで示すようにＸ軸方向に変位可能となる。
【００３６】
複数の第１固定電極指６４は、可動電極指６２２のＸ軸方向一方側に配置され、対応する可動電極指６２２に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなして並んでいる。このような複数の第１固定電極指６４は、その基端部にてベース基板５１の上面に陽極接合され、導電性バンプＢ１２を介して配線６９２に電気的に接続されている。
【００３７】
これに対して、複数の第２固定電極指６５は、可動電極指６２２のＸ軸方向他方側に配置され、対応する可動電極指６２２に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなして並んでいる。このような複数の第２固定電極指６５は、その基端部にて、ベース基板５１の上面に陽極接合され、導電性バンプＢ１３を介して配線６９３に電気的に接続されている。
【００３８】
このようなセンサー部６を用いて、次のようにしてＸ軸方向角速度を検知する。すなわち、Ｘ軸方向の加速度が加わると、その加速度の大きさに基づいて、可動部６２が、連結部６３１、６３２を弾性変形させながら、Ｘ軸方向に変位する。当該変位に伴って、可動電極指６２２と第１固定電極指６４との間の静電容量および可動電極指６２２と第２固定電極指６５との間の静電容量の大きさがそれぞれ変化する。そして、当該静電容量の変化に基づいてＩＣ３にて加速度が求められる。
【００３９】
−センサー部７−
センサー部（第１の加速度センサー部）７は、Ｙ軸方向（第１の方向）の加速度を検出する部分である。このようなセンサー部７は、平面視で９０°回転した状態で配置されている以外は、センサー部６と同様の構成である。センサー部７は、図４に示すように、支持部７１１、７１２と、可動部７２と、連結部７３１、７３２と、複数の第１固定電極指７４と、複数の第２固定電極指７５と、を有している。また、可動部７２は、基部７２１と、基部７２１からＸ軸方向両側に突出している複数の可動電極指７２２と、を有している。
【００４０】
支持部７１１、７１２は、ベース基板５１の上面に陽極接合され、支持部７１１が導電性バンプＢ２１を介して配線７９１と電気的に接続されている。そして、これら支持部７１１、７１２の間に可動部７２が設けられている。可動部７２は、連結部７３１、７３２を介して支持部７１１、７１２に連結されている。連結部７３１、７３２は、バネのようにＹ軸方向に弾性変形可能であるため、可動部７２が支持部７１１、７１２に対して矢印ｂで示すようにＹ軸方向に変位可能となる。
【００４１】
複数の第１固定電極指７４は、可動電極指７２２のＹ軸方向一方側に配置され、対応する可動電極指７２２に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなして並んでいる。このような複数の第１固定電極指７４は、その基端部にてベース基板５１の上面に陽極接合され、導電性バンプＢ２２を介して配線７９２に電気的に接続されている。
【００４２】
これに対して、複数の第２固定電極指７５は、可動電極指７２２のＹ軸方向他方側に配置され、対応する可動電極指７２２に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなして並んでいる。このような複数の第２固定電極指７５は、その基端部にて、ベース基板５１の上面に陽極接合され、導電性バンプＢ２３を介して配線７９３に電気的に接続されている。
【００４３】
このようなセンサー部７を用いて、次のようにしてＹ軸方向角速度を検知する。すなわち、Ｙ軸方向の加速度が加わると、その加速度の大きさに基づいて、可動部７２が、連結部７３１、７３２を弾性変形させながら、Ｙ軸方向に変位する。当該変位に伴って、可動電極指７２２と第１固定電極指７４との間の静電容量および可動電極指７２２と第２固定電極指７５との間の静電容量の大きさがそれぞれ変化する。そして、当該静電容量の変化に基づいてＩＣ３にて加速度が求められる。
【００４４】
−センサー部８−
センサー部（第２の加速度センサー部）８は、Ｚ軸方向（第２の方向）の加速度を検出する部分である。このようなセンサー部８は、図５に示すように、一対の支持部８１１、８１２と、可動部８２と、可動部８２を支持部８１１、８１２に対して揺動可能に連結する一対の連結部８３１、８３２と、を有し、連結部８３１、８３２を軸Ｊとして、可動部８２が支持部８１１、８１２に対してシーソー揺動する。このようなセンサー部８は、例えば、リン、ボロン等の不純物がドープされたシリコン基板から形成されている。
【００４５】
支持部８１１、８１２は、ベース基板５１の上面に陽極接合され、支持部８１１が導電性バンプＢ３１を介して配線８９１と電気的に接続されている。そして、これら支持部８１１、８１２の間に可動部８２が設けられている。可動部８２は、軸Ｊよりも＋Ｙ方向側に位置する第１可動部８２１と、軸Ｊよりも−Ｙ方向側に位置し、第１可動部８２１よりも大きい第２可動部８２２とを有している。第２可動部８２２は、Ｚ軸方向の加速度が加わったときの回転モーメントが第１可動部８２１よりも大きく、加速度に応じて可動部８２に所定の傾きが生じるように設計されている。これにより、Ｚ軸方向の加速度が生じると、可動部８２が軸Ｊまわりにシーソー揺動する。
【００４６】
また、凹部５１３の底面の第１可動部８２１と対向する位置には配線８９２に電気的に接続された第１検出電極８８１が配置されており、第２可動部８２２と対向する位置には配線８９３に電気的に接続された第２検出電極８８２が配置されている。そのため、第１可動部８２１と第１検出電極８８１との間に静電容量が形成され、第２可動部８２２と第２検出電極８８２との間に静電容量が形成されている。なお、第１検出電極８８１および第２検出電極８８２は、例えば、ＩＴＯ等の透明な導電性材料で構成されていることが好ましい。
【００４７】
このようなセンサー部８を用いて、次のようにしてＺ軸方向の加速度を検出する。すなわち、Ｚ軸方向の加速度が加わると、可動部８２は、軸Ｊまわりにシーソー揺動する。このような可動部８２のシーソー揺動によって、第１可動部８２１と第１検出電極８８１の離間距離および第２可動部８２２と第２検出電極８８２の離間距離が変化し、これに応じてこれらの間の静電容量が変化する。そして、当該静電容量の変化に基づいてＩＣ３にて加速度が求められる。
【００４８】
−蓋部５２−
蓋部５２は、図６に示すように、下面に開口する凹部５２１を有し、凹部５２１が凹部５１１、５１２、５１３とで内部空間Ｓを形成するようにベース基板５１に接合されている。このような蓋部５２は、本実施形態ではシリコン基板で形成されている。これにより、蓋部５２とベース基板５１とを陽極接合によって強固に接合することができる。なお、蓋部５２をベース基板５１に接合した状態では、ベース基板５１に形成されている凹部５１１ａ〜５１１ｃ、５１２ａ〜５１２ｃ、５１３ａ〜５１３ｃを介して内部空間Ｓの内外が連通されている。そのため、例えば、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を用いたＣＶＤ法等で形成されたＳｉＯ２膜５３によって凹部５１１ａ〜５１１ｃ、５１２ａ〜５１２ｃ、５１３ａ〜５１３ｃを塞いでいる。
【００４９】
［ＩＣ３］
図１に示すように、ＩＣ３は、接着層１０２を介して加速度センサー素子４の上面（蓋部５２の上面）に配置されている。なお、接着層１０２としては、加速度センサー素子４上にＩＣ３を固定することができれば、特に限定されず、例えば、半田、銀ペースト、樹脂系接着剤（ダイアタッチ剤）等を用いることができる。
【００５０】
ＩＣ３には、例えば、加速度センサー素子４を駆動する駆動回路や、加速度センサー素子４からの信号に基づいてＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各軸方向の加速度を検出する検出回路や、検出回路からの信号を所定の信号に変換して出力する出力回路等が含まれている。このようなＩＣ３は、上面に複数の端子３１および複数の端子３２を有し、各端子３１がボンディングワイヤーＢＹ１を介してＩＰ基板２の内部端子２１に電気的に接続され、各端子３２がボンディングワイヤーＢＹ２を介して加速度センサー素子４の端子Ｔに電気的に接続されている。
【００５１】
［モールド部９］
モールド部９は、ＩＣ３および加速度センサー素子４を覆うように、ＩＰ基板２の上面に配置されている。これにより、ＩＣ３および加速度センサー素子４を湿気や衝撃から保護することができる。このようなモールド部９の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、熱硬化型のエポキシ樹脂を用いることができる。また、モールド部９の形成方法としては、特に限定されないが、例えば、トランスファーモールド法を用いて形成することができる。
以上、本実施形態の物理量センサー１の各部について説明した。
【００５２】
次に、ＩＰ基板２に形成された貫通孔２３について詳細に説明する。貫通孔２３は、図７に示すように、ＩＰ基板２の平面視で、加速度センサー素子４のベース基板５１と重なるように配置されている。このように、貫通孔２３をベース基板５１（物理量センサー１）と重なるように配置することで、第１に、ＩＰ基板２と加速度センサー素子４の熱膨張の差に起因して発生する熱応力を貫通孔２３で緩和することができる。そのため、加速度センサー素子４の検知精度の低下（温度による変動）を低減することができる。
【００５３】
特に、本実施形態では、貫通孔２３がベース基板５１の突出部５１０と重なるように配置されている。この突出部５１０は、ベース基板５１の他の部分（蓋部５２と重なっている部分）よりもパッケージ５としての厚さが薄いため、機械的強度が低く、特にクラック等が発生し易い領域でもある。そのため、突出部５１０と重なるように貫通孔２３を設けることで、突出部５１０に熱応力がより伝わり難くなり、加速度センサー素子４の破損をより効果的に低減することができる。
【００５４】
なお、本実施形態では、貫通孔２３を突出部５１０よりもひとまわり小さくし、貫通孔２３の上部開口を接着層１０１およびベース基板５１で塞ぐことで、貫通孔２３からのモールド部９を形成するモールド材の流出を防止しているが、貫通孔２３の配置としてはこれに限定されない。例えば、モールド部９を形成するモールド材の流出が他の方法によって防止されている場合やモールド部９を省略する場合等には、ＩＰ基板２の平面視で、突出部５１０の全域を内包するように、突出部５１０よりもひとまわり大きく配置されていてもよい。
【００５５】
第２に、モールド部９で加速度センサー素子４を覆った後でも、貫通孔２３を介して加速度センサー素子４のパッケージ５を観察することができる。ここで、モールド部９を設ける際（トランスファーモールド時）に加わる熱や、モールド部９から受ける応力（収縮応力）が原因となってパッケージ５にクラックが発生するおそれがある。そのため、本実施形態のようにモールド部９を配置した後でも、貫通孔２３を介してパッケージ５を観察可能とすることで、前述したようなクラックの有無等を簡単に確認することができる。なお、貫通孔２３を設けることで、貫通孔２３と重なる部分に接着層１０１が配置されなくなる（濡れ広がらなくなる）。そのため、貫通孔２３から覗くベース基板５１の底面が接着層１０１で覆われてしまうことが防止され、上述したような窓部の効果をより確実に発揮することができる。なお、このような窓部としての観点から言えば、本実施形態では、クラックが発生し易い突出部５１０が貫通孔２３を介して視認可能となっているため、パッケージ５の不具合（クラックの有無）をより確実に確認することができると言える。
【００５６】
また、本実施形態では、ベース基板５１は、ガラスで構成されており、光透過性を有している（すなわち、ベース基板５１が光透過性を有する光透過部を構成している）。そのため、貫通孔２３および突出部５１０を介して、ＳｉＯ２膜５３の状態を観察することができる。そのため、内部空間Ｓの気密状態が維持されているか否かを視覚的に確認することができる。
【００５７】
以上、貫通孔２３について説明したが、図８に示すように、貫通孔２３内にＩＰ基板２よりもヤング率の低い充填材１０３が充填され、貫通孔２３が充填材１０３で塞がれていてもよい。このように比較的柔らかい充填材１０３で貫通孔２３を塞ぐことで、貫通孔２３が発揮する熱応力緩和の効果を確実に発揮させつつ、加速度センサー素子４を効果的に保護することができる。このような充填材１０３としては、特に限定されず、例えば、各種樹脂材料等の柔軟な材料を用いることができる。また、充填材１０３は、光透過性を有していることが好ましく、実質的に無色透明であることがより好ましい。これにより、充填材１０３で貫通孔２３を塞いだ後でも、貫通孔２３が窓部としての機能を発揮することができる。なお、充填材１０３が光透過性を有していない場合には、充填材１０３を充填する前に、貫通孔２３を介して加速度センサー素子４の状態（クラックの有無やＳｉＯ２膜５３の状態）を確認しておけばよい。
【００５８】
また、貫通孔２３に替えて、有底の凹部としてもよい。有底の凹部とした場合には、加速度センサー素子４のパッケージ５を観察することができないが、ＩＰ基板２と加速度センサー素子４の熱膨張の差に起因して発生する熱応力を緩和することができる。なお、有底の凹部は、ＩＰ基板２のパッケージ５側の面に開口していることが好ましい。これにより、上述の効果がより顕著となる。
【００５９】
＜第２実施形態＞
図９は、本発明の第２実施形態に係る物理量センサーの平面図である。なお、図９では、説明の便宜上、加速度センサー素子からＳｉＯ２膜の図示を省略している。
【００６０】
以下、第２実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００６１】
第２実施形態は、貫通孔の配置が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【００６２】
図９に示すように、本実施形態の物理量センサー１の貫通孔２３Ａは、ベース基板５１の蓋部５２と重なる部分と突出部５１０との境界部５０のうちのベース基板５１の外縁部に位置する部分５０１と重なるように（部分５０１を内包するように）配置されている。このような部分５０１は、パッケージ５が熱応力を受けた際に、特にクラックの起点となり易い部分である。そのため、部分５０１と重なるように貫通孔２３Ａを設けることにより、当該部分に熱応力がより伝わり難くなり、前述したようなクラックの発生をより効果的に抑制することができる。なお、本実施形態では、貫通孔２３Ａがベース基板５１の両側に分かれて一対設けられているが、これら一対の貫通孔２３Ａは、互いに繋がっていてもよい。すなわち、貫通孔２３Ａは、境界部５０のほぼ全域を内包するように配置されていてもよい。
【００６３】
このような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００６４】
＜第３実施形態＞
図１０は、本発明の第３実施形態に係る物理量センサーの平面図である。
【００６５】
以下、第３実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００６６】
第３実施形態は、貫通孔の配置が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【００６７】
図１０に示すように、本実施形態の物理量センサー１の貫通孔２３Ｂは、ベース基板５１の中央部（蓋部５２と重っている部分の中央部）５１４と重なるように配置されている。中央部５１４は、パッケージ５が熱応力を受けた際に、特にクラックが発生し易い部分（発生したクラックが通過し易い部分）である。そのため、中央部５１４と重なるように貫通孔２３Ｂを設けることにより、当該部分に熱応力がより伝わり難くなり、前述したようなクラックの発生をより効果的に抑制することができる。
【００６８】
このような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００６９】
＜第４実施形態＞
図１１は、本発明の第４実施形態に係る物理量センサーの平面図である。
【００７０】
以下、第４実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００７１】
第４実施形態は、貫通孔の配置が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【００７２】
図１１に示すように、本実施形態の物理量センサー１の貫通孔２３Ｃは、センサー部６と重なるように配置されている。より具体的には、貫通孔２３Ｃは、センサー部６の連結部６３１、６３２および可動部６２と重なるように配置されている。ベース基板５１が光透過性を有しているため、貫通孔２３Ｃを上記のような配置とすることで、貫通孔２３Ｃおよびベース基板５１を介して連結部６３１、６３２および可動部６２が視認可能となる。連結部６３１、６３２は、弾性を有し変形し易い部分であるため、例えば、変形した状態で固定されてしまっている場合がある。また、可動部６２は、ベース基板５１へのスティッキングが生じ易い。そのため、貫通孔２３Ｃおよびベース基板５１を介して連結部６３１、６３２および可動部６２の状態を確認できるようにすることで、センサー部６の状態（正常に駆動するか否か）をより的確に確認することができる。なお、貫通孔２３Ｃの配置としては、これに限定されず、例えば、連結部６３１、６３２および可動部６２の一方と重なるように配置されていてもよい。
【００７３】
このような第４実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００７４】
＜第５実施形態＞
図１２は、本発明の第５実施形態に係る物理量センサーの平面図である。
【００７５】
以下、第５実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００７６】
第５実施形態は、貫通孔の配置が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【００７７】
図１２に示すように、本実施形態の物理量センサー１の貫通孔２３Ｄは、センサー部７と重なるように配置されている。より具体的には、貫通孔２３Ｄは、センサー部７の連結部７３１、７３２および可動部７２と重なるように配置されている。このような貫通孔２３Ｄの効果は、前述した第４実施形態と同様である。
【００７８】
このような第５実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００７９】
＜第６実施形態＞
図１３は、本発明の第６実施形態に係る物理量センサーの平面図である。
【００８０】
以下、第６実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００８１】
第６実施形態は、貫通孔の配置が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【００８２】
図１３に示すように、本実施形態の物理量センサー１の貫通孔２３Ｅは、センサー部８の可動部８２と重なるように配置されている。より具体的には、貫通孔２３Ｅは、可動部８２が備える第２可動部８２２の先端部と重なるように配置されている。可動部８２がベース基板５１に対してシーソー揺動可能に配置されていることと、第２可動部８２２の方が第１可動部８２１よりも長いことから、第２可動部８２２が凹部５１３の底面に接触し易く、第２可動部８２２の凹部５１３の底面へのスティッキングが発生し易い。そのため、貫通孔２３Ｅおよびベース基板５１を介して第２可動部８２２の状態を確認できるようにすることで、センサー部８の状態（正常に駆動するか否か）をより的確に確認することができる。
【００８３】
このような第６実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００８４】
（電子機器）
次に、本発明の電子機器を説明する。
【００８５】
図１４は、本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。
【００８６】
この図において、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部１１０８を備えた表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター１１００には、加速度センサーとして機能する物理量センサー１が内蔵されている。
【００８７】
図１５は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機（スマートフォン、ＰＨＳ等も含む）の構成を示す斜視図である。
【００８８】
この図において、携帯電話機１２００は、アンテナ（図示せず）、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１２０８が配置されている。このような携帯電話機１２００には、加速度センサーとして機能する物理量センサー１が内蔵されている。
【００８９】
図１６は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチールカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
【００９０】
ディジタルスチールカメラ１３００のケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部１３１０が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１３１０は、被写体を電子画像として表示するファインダーとしても機能する。また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
【００９１】
撮影者が表示部１３１０に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。また、このディジタルスチールカメラ１３００では、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニター１４３０が、データ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。このようなディジタルスチールカメラ１３００には、例えば、加速度センサーとして手振れ補正に用いられる物理量センサー１が内蔵されている。
【００９２】
このような電子機器は、物理量センサー１を備えているので、優れた信頼性を有している。
【００９３】
なお、本発明の電子機器は、図１４のパーソナルコンピューター、図１５の携帯電話機、図１６のディジタルスチールカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレータ等に適用することができる。
【００９４】
（移動体）
次に、本発明の移動体を説明する。
【００９５】
図１７は、本発明の移動体を適用した自動車を示す斜視図である。
図１７に示すように、自動車１５００には物理量センサー１が内蔵されており、例えば、物理量センサー１によって車体１５０１の姿勢を検出することができる。物理量センサー１の検出信号は、車体姿勢制御装置１５０２に供給され、車体姿勢制御装置１５０２は、その信号に基づいて車体１５０１の姿勢を検出し、検出結果に応じてサスペンションの硬軟を制御したり、個々の車輪１５０３のブレーキを制御したりすることができる。また、物理量センサー１は、他にもキーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）、エンジンコントロール、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター等の電子制御ユニット（ＥＣＵ：electronic control unit）に広く適用できる。
【００９６】
以上、本発明の物理量センサー、電子機器および移動体を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。すなわち、第１実施形態の貫通孔２３、第２実施形態の貫通孔２３Ａ、第３実施形態の貫通孔２３Ｂ、第４実施形態の貫通孔２３Ｃ、第５実施形態の貫通孔２３Ｄおよび第６実施形態の貫通孔２３Ｅのうちの少なくとも２つ以上をベース基板に共に配置してもよい。
【００９７】
また、前述した実施形態では、加速度センサー素子が３つのセンサー部を有している構成について説明したが、センサー部の数としては、これに限定されず、１つまたは２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。また、前述した実施形態では、物理量センサー素子として加速度センサー素子を用いているが、物理量センサーとしては、加速度センサー素子に限定されず、例えば、圧力センサー素子であってもよいし、角速度センサー素子であってもよい。また、例えば、加速度および角速度等の異なる物理量を同時に検出することのできる複合センサーであってもよい。
【符号の説明】
【００９８】
１……物理量センサー
１０１……接着層
１０２……接着層
１０３……充填材
２……ＩＰ基板
２１……内部端子
２２……外部端子
２３、２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄ、２３Ｅ……貫通孔
３……ＩＣ
３１……端子
３２……端子
４……加速度センサー素子
５……パッケージ
５０……境界部
５０１……部分
５１……ベース基板
５１０……突出部
５１１……凹部
５１１ａ〜５１１ｃ……凹部
５１２……凹部
５１２ａ〜５１２ｃ……凹部
５１３……凹部
５１３ａ〜５１３ｃ……凹部
５１４……中央部
５２……蓋部
５２１……凹部
５３……ＳｉＯ２膜
６……センサー部
６１１、６１２……支持部
６２……可動部
６２１……基部
６２２……可動電極指
６３１、６３２……連結部
６４……第１固定電極指
６５……第２固定電極指
６９１、６９２、６９３……配線
７……センサー部
７１１、７１２……支持部
７２……可動部
７２１……基部
７２２……可動電極指
７３１、７３２……連結部
７４……第１固定電極指
７５……第２固定電極指
７９１、７９２、７９３……配線
８……センサー部
８１１、８１２……支持部
８２……可動部
８２１……第１可動部
８２２……第２可動部
８３１、８３２……連結部
８８１……第１検出電極
８８２……第２検出電極
８９１、８９２、８９３……配線
９……モールド部
１１００……パーソナルコンピューター
１１０２……キーボード
１１０４……本体部
１１０６……表示ユニット
１１０８……表示部
１２００……携帯電話機
１２０２……操作ボタン
１２０４……受話口
１２０６……送話口
１２０８……表示部
１３００……ディジタルスチールカメラ
１３０２……ケース
１３０４……受光ユニット
１３０６……シャッターボタン
１３０８……メモリー
１３１０……表示部
１３１２……ビデオ信号出力端子
１３１４……入出力端子
１４３０……テレビモニター
１４４０……パーソナルコンピューター
１５００……自動車
１５０１……車体
１５０２……車体姿勢制御装置
１５０３……車輪
Ｂ１１、Ｂ１２、Ｂ１３……導電性バンプ
Ｂ２１、Ｂ２２、Ｂ２３……導電性バンプ
Ｂ３１……導電性バンプ
ＢＹ１、ＢＹ２……ボンディングワイヤー
Ｊ……軸
Ｓ……内部空間
Ｔ……端子
ａ、ｂ……矢印
【図１】
2016169950.tif 000003
【図２】
2016169950.tif 000004
【図３】
2016169950.tif 000005
【図４】
2016169950.tif 000006
【図５】
2016169950.tif 000007
【図６】
2016169950.tif 000008
【図７】
2016169950.tif 000009
【図８】
2016169950.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2016169950.tif 000012
【図１１】
2016169950.tif 000013
【図１２】
2016169950.tif 000014
【図１３】
2016169950.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2016169950.tif 000017
【図１６】
2016169950.tif 000018
【図１７】
2016169950.tif 000019