(57)【要約】【課題】組立てが容易で、外部からの振動や衝撃による誤検出が抑えられた、複数軸の慣性力を検出可能なセンサーデバイス、および、その製造方法を提供する。【解決手段】支持部材１０に固定され、第１方向（ｚ軸方向）に基づく方向の慣性力を検出する第１慣性センサー（第１センサーユニット）３０ｚ、および、第１方向と交差する第２方向（ｘ軸方向）に基づく方向の慣性力を検出する第２慣性センサー（第２センサーユニット）３０ｘを有するセンサーモジュール２と、センサーモジュール２を収容するパッケージ３と、を備え、センサーモジュール２は、第１方向を主たる弾性変形方向として支持部材１０に接続された第１弾性部材７０ｚを介してパッケージ３の第１内壁面６２ｚに支持され、第２方向を主たる弾性変形方向とする第２弾性部材７０ｘを介してパッケージ３の第２内壁面６２ｘに支持されていることを特徴とするセンサーデバイス１。【選択図】図２
2017058303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部材に固定され、第１方向に基づく方向の慣性力を検出する第１慣性センサー、および、前記第１方向と交差する第２方向に基づく方向の慣性力を検出する第２慣性センサーを有するセンサーモジュールと、
前記センサーモジュールを収容するパッケージと、を備え、
前記センサーモジュールは、前記第１方向を主たる弾性変形方向として前記支持部材に接続された第１弾性部材を介して前記パッケージの第１内壁面に支持され、前記第２方向を主たる弾性変形方向とする第２弾性部材を介して前記パッケージの第２内壁面に支持されていることを特徴とするセンサーデバイス。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサーデバイスにおいて、
前記センサーモジュールは、前記第１方向と前記第２方向とに沿う面と交差する第３方向を主たる弾性変形方向とする第３弾性部材を介して前記パッケージの第３内壁面に支持されていることを特徴とするセンサーデバイス。
【請求項３】
請求項２に記載のセンサーデバイスにおいて、
前記センサーモジュールは、前記支持部材に固定され、前記第３方向に基づく方向の慣性力を検出する第３慣性センサーをさらに備えたことを特徴とするセンサーデバイス。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のセンサーデバイスにおいて、
前記支持部材は、略直方体であることを特徴とするセンサーデバイス。
【請求項５】
請求項３または４に記載のセンサーデバイスにおいて、
前記支持部材は、前記第１慣性センサーおよび前記第２慣性センサー、または前記第１慣性センサー〜前記第３慣性センサーが固定される第１支持部材と、前記第１弾性部材および前記第２弾性部材、または前記第１弾性部材〜前記第３弾性部材が接続される第２支持部材とが接合されてなることを特徴とするセンサーデバイス。
【請求項６】
第１方向に基づく方向の慣性力を検出する第１慣性センサー、および、前記第１方向と交差する第２方向に基づく方向の慣性力を検出する第２慣性センサーとが固定された第１支持部材と、
前記第１支持部材と接続される第２支持部材に固定され、前記第１方向を主たる弾性変形方向とする第１弾性部材、および、前記第２方向を主たる弾性変形方向とする第２弾性部材とが接続されてなるセンサーモジュールと、
前記センサーモジュールを収容するパッケージと、を備え、
前記センサーモジュールは、前記第１弾性部材を介して前記パッケージの第１内壁面に支持されるとともに、前記第２弾性部材を介して前記パッケージの第２内壁面に支持されるセンサーデバイスの製造方法であって、
前記第１慣性センサーおよび前記第２慣性センサーを前記第１支持部材に固定することと、
前記第１弾性部材および前記第２弾性部材を前記第２支持部材に接続することと、
前記第２支持部材に接続された前記第１弾性部材および前記第２弾性部材を、前記第１内壁面および前記第２内壁面に接続することと、
前記第１弾性部材および前記第２弾性部材を介して前記パッケージに接続された前記第２支持部材に、前記第１慣性センサーおよび前記第２慣性センサーが固定された前記第１支持部材を接続することと、を含むことを特徴とするセンサーデバイスの製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載のセンサーデバイスの製造方法において、
前記第１慣性センサーおよび前記第２慣性センサーを前記第１支持部材に固定した後で、前記第１慣性センサーおよび前記第２慣性センサーのうち少なくとも一方の校正を行うことを特徴とするセンサーデバイスの製造方法。
【請求項８】
請求項６または７に記載のセンサーデバイスの製造方法において、
前記第１弾性部材および前記第２弾性部材を前記第２支持部材に接続したあとで、前記第１弾性部材および前記第２弾性部材のうち少なくとも一方の校正を行うことを特徴とするセンサーデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサーデバイス、および、センサーデバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車産業、精密機器産業、建設等の各種分野において、車体、各種精密機器、建造物の姿勢や傾きの変位などの慣性量を検出する慣性センサーを備えたセンサーデバイスが広く用いられている。近年、センサーデバイスには、より小さな慣性量を精度よく検出することが求められていることから、環境振動や衝撃印加による振動がセンサーデバイスに搭載されるセンサー素子に伝達することによる誤検出が起こりやすくなっているので、それを回避するために、振動伝達を抑制する技術が要求されている。
【０００３】
振動伝達を抑制する技術として、例えば、特許文献１に、鉛直方向に沿った方向（厚さ方向）への変形のための支点となる被押圧部（変形支点形成部）と、変形に伴う被加圧部材（センサー素子）に荷重を加える作用点となる押圧部（作用点形成部）と、中央プレートを介して押圧部と接続されるアーム部と、を有する板ばねが開示されている。特許文献１の板ばねにおいて、押圧部でセンサー素子を支持することにより、振動による荷重が加わった時に、被押圧部と押圧部とを接続するアーム部が変形して板ばねとして機能し、センサー素子への振動伝達を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１６０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、橋梁などの構造物に配置させた慣性センサーにより振動や傾斜を検出し、構造物の健全性を監視するストラクチャーヘルスモニタリングなどの、比較的長い期間の慣性検出情報のモニタリングにもセンサーデバイスが用いられている。このようなセンサーデバイスは、多様に変化する環境下に設置されるので、鉛直方向に沿った方向や、鉛直方向に直交する水平方向における様々な方向の振動や衝撃に曝されることになる。このような振動や衝撃により、慣性センサー素子に慣性量とは異なる振動が伝達されると誤検出の原因となるため、様々な方向からの振動伝達を抑制する措置を講ずる必要がある。特に、慣性センサーの検出軸に沿った方向の不要振動が慣性センサー素子に伝達されると検出精度の低下が著しくなるので、検出軸に沿った方向の振動伝達の抑制が必要になる。
しかしながら、特許文献１に記載の防振部材としての板ばねでは、一方向の振動伝達は抑制できるが、一方向と交差する方向に沿った様々な方向の振動の抑制はできない。このため、複数の慣性センサーを、検出軸が交差するように配置させた構成のセンサーデバイスに特許文献１の防振部材を搭載した場合に、慣性センサー素子に検出軸に沿った方向の振動が伝達することによる誤検出が起こったり、過大な振動（衝撃）の印加により慣性センサー素子が破壊されてしまったりする虞があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、鉛直方向に沿った方向、および、鉛直方向に交差する水平方向に沿った様々方向の振動のセンサー素子への伝達を抑制し、高精度に慣性力を検出することが可能な防振構造を備えたセンサーデバイス、および、センサーデバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
［適用例１］  本適用例にかかるセンサーデバイスは、支持部材に固定され、第１方向に基づく方向の慣性力を検出する第１慣性センサー、および、前記第１方向と交差する第２方向に基づく方向の慣性力を検出する第２慣性センサーを有するセンサーモジュールと、前記センサーモジュールを収容するパッケージと、を備え、前記センサーモジュールは、前記第１方向を主たる弾性変形方向として前記支持部材に接続された第１弾性部材を介して前記パッケージの第１内壁面に支持され、前記第２方向を主たる弾性変形方向とする第２弾性部材を介して前記パッケージの第２内壁面に支持されていることを特徴とする。
【０００８】
本適用例によれば、センサーモジュールは、第１慣性センサーの検出軸に基づく方向である第１方向を主たる弾性変形方向とする第１弾性部材により支持されると共に、第１方向と交差する方向であって、第２慣性センサーの検出軸に基づく方向である第２方向を主たる弾性変形方向とする第２弾性部材によりパッケージに支持される。これにより、互いに交差する検出軸に基づく２方向から印加される振動や衝撃を第１弾性部材および第２弾性部材によって減衰させて、第１慣性センサーおよび第２慣性センサーへの伝播を抑制することができる。
したがって、互いに交差する第１方向および第２方向の振動や衝撃による第１慣性センサーおよび第２慣性センサーの誤検出やセンサー素子の破壊が抑制され、信頼性や耐久性の高いセンサーデバイスを提供することができる。
【０００９】
［適用例２］  上記適用例にかかるセンサーデバイスにおいて、前記センサーモジュールは、前記第１方向と前記第２方向とに沿う面と交差する第３方向を主たる弾性変形方向とする第３弾性部材を介して前記パッケージの第３内壁面に支持されていることを特徴とする。
【００１０】
本適用例によれば、センサーモジュールに対して、平面上で交差する２方向（例えば、第１方向と第２方向）と、平面と交差する第３方向との三次元の各方向の振動や衝撃を、第１弾性部材〜第３弾性部材により減衰させることができる。したがって、より多様な方向の振動や衝撃による慣性センサーの誤検出や破損等を抑制することが可能なセンサーデバイスを提供することができる。
【００１１】
［適用例３］  上記適用例にかかるセンサーデバイスにおいて、前記センサーモジュールは、前記支持部材に固定され、前記第３方向に基づく方向の慣性力を検出する第３慣性センサーをさらに備えたことを特徴とする。
【００１２】
本適用例によれば、平面上で交差する２方向（例えば、第１方向と第２方向）と、平面で交差する第３方向との三次元の各方向の慣性を、センサーモジュールに印加される様々な方向の振動や衝撃の影響による誤検出やセンサー素子の破壊等を抑えながら、より精度よく検出するセンサーデバイスを提供することができる。
【００１３】
［適用例４］  上記適用例にかかるセンサーデバイスにおいて、前記支持部材は、略直方体であることを特徴とする。
【００１４】
本適用例によれば、直方体が有する６面を、各慣性センサー（例えば、第１慣性センサー、第２慣性センサー、および、第３慣性センサー）の保持面として利用することにより、各慣性センサーを、検出軸に基づいて、正確に、且つ、組立効率よく配置させることができる。
【００１５】
［適用例５］  上記適用例にかかるセンサーデバイスにおいて、前記支持部材は、前記第１慣性センサーおよび前記第２慣性センサー、または前記第１慣性センサー〜前記第３慣性センサーが固定される第１支持部材と、前記第１弾性部材および前記第２弾性部材、または前記第１弾性部材〜前記第３弾性部材が接続される第２支持部材とが接合されてなることを特徴とする。
【００１６】
本適用例によれば、互いに検出軸が交差する２つ、または３つの慣性センサーを第１支持部材に、また、主たる弾性変形方向が互いに交差する２つ、または３つの弾性部材を第２支持部材に、各々別個に固定・接続してから、第１支持部材と第２支持部材とを接合することによりセンサーデバイスを形成することができる。
これにより、各慣性センサーの支持部材への固定や、各弾性部材の支持部材への接続がしやすく、組立効率が向上するという効果を奏する。
また、第１支持部材に各慣性センサーを固定した状態で、各慣性センサーの校正をすることができるとともに、それとは別個に、第２支持部材に各弾性部材を接続した状態で、各弾性部材の弾性特性を把握することが可能になる。これにより、各慣性センサーによる検出をより適切に行うことを可能とできるとともに、把握した各弾性部材の特性によって、各慣性センサーにより検出した検出値を補正して、より正確な慣性検出データを得ることが可能になる。
【００１７】
［適用例６］  本適用例にかかるセンサーデバイスの製造方法は、第１方向に基づく方向の慣性力を検出する第１慣性センサー、および、前記第１方向と交差する第２方向に基づく方向の慣性力を検出する第２慣性センサーとが固定された第１支持部材と、前記第１支持部材と接続される第２支持部材に固定され、前記第１方向を主たる弾性変形方向とする第１弾性部材、および、前記第２方向を主たる弾性変形方向とする第２弾性部材とが接続されてなるセンサーモジュールと、前記センサーモジュールを収容するパッケージと、を備え、前記センサーモジュールは、前記第１弾性部材を介して前記パッケージの第１内壁面に支持されるとともに、前記第２弾性部材を介して前記パッケージの第２内壁面に支持されるセンサーデバイスの製造方法であって、前記第１慣性センサーおよび前記第２慣性センサーを前記第１支持部材に固定することと、前記第１弾性部材および前記第２弾性部材を前記第２支持部材に接続することと、前記第２支持部材に接続された前記第１弾性部材および前記第２弾性部材を、前記第１内壁面および前記第２内壁面に接続することと、前記第１弾性部材および前記第２弾性部材を介して前記パッケージに接続された前記第２支持部材に、前記第１慣性センサーおよび前記第２慣性センサーが固定された前記第１支持部材を接続することと、を含むことを特徴とする。
【００１８】
本適用例によれば、センサーモジュールを、第１慣性センサーの検出軸に基づく方向である第１方向を主たる弾性変形方向とする第１弾性部材により支持されると共に、第１方向と交差する方向であって、第２慣性センサーの検出軸に基づく方向である第２方向を主たる弾性変形方向とする第２弾性部材によりパッケージに支持することができる。これにより、互いに交差する検出軸に基づく２方向から印加される振動や衝撃を第１弾性部材および第２弾性部材によって減衰させて、第１慣性センサーおよび第２慣性センサーへの伝播を抑制することが可能なセンサーデバイスを製造することができる。
また、本適用例によれば、支持部材を、センサーモジュールが固定される第１支持部材と、第１および第２弾性部材が接続される第２支持部材とに分割し、第１支持部材へのセンサーモジュールの固定と、第２支持部材への第１および第２弾性部材の接続とを別々に行い、それらの後で第１支持部材と第２支持部材とを接合して一体の支持部材を構成した。これにより、組立の作業性が向上するので、パッケージ内の空間が比較的小さい場合でも組立てすることが可能になる。ゆえに、良好な作業性にて、小型・薄型のセンサーデバイスを製造することができる。
したがって、互いに交差する第１方向および第２方向の振動や衝撃による第１慣性センサーおよび第２慣性センサーの誤検出やセンサー素子の破壊が抑制され、信頼性や耐久性の高いセンサーデバイスを、良好な作業性にて製造することができる。
【００１９】
［適用例７］  上記適用例にかかるセンサーデバイスの製造方法において、前記第１慣性センサーおよび前記第２慣性センサーを前記第１支持部材に固定した後で、前記第１慣性センサーおよび前記第２慣性センサーのうち少なくとも一方の校正を行うことを特徴とする。
【００２０】
本適用例によれば、第１支持部材に固定された状態で、第１慣性センサーおよび第２慣性センサーの少なくとも一方が校正されるので、精度の高い慣性検出が可能なセンサーデバイスを提供することができる。
【００２１】
［適用例８］  上記適用例にかかるセンサーデバイスの製造方法において、前記第１弾性部材および前記第２弾性部材を前記第２支持部材に接続したあとで、前記第１弾性部材および前記第２弾性部材のうち少なくとも一方の校正を行うことを特徴とする。
【００２２】
本適用例において、弾性部材の校正とは、第２支持部材に接続された状態の弾性部材の弾性特性を把握することを含み、主たる弾性変形方向およびそれと交差する方向の弾性特性を把握することなどを含む。
本適用例によれば、第２支持部材に接続された状態で、第１弾性部材および第２弾性部材の少なくとも一方が校正される。これにより、把握した各弾性部材の特性によって、各慣性センサーにより検出した検出値を補正して、より正確な慣性検出データを得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態１に係るセンサーデバイスの概略構成をＸ軸方向からみて示す模式的断面図。
【図２】図１に示すセンサーデバイスの概略構成をＹ軸方向からみて示す模式的断面図。
【図３】センサーデバイスに備えられたセンサー素子の平面図。
【図４】実施形態２に係るセンサーデバイスの概略構成をＸ軸方向からみて示す模式的断面図。
【図５】図４に示すセンサーデバイスをＹ軸方向からみて示す模式的断面図。
【図６Ａ】実施形態２に係るセンサーデバイスに備えられた支持部材が一体に接合された状態を示す斜視図。
【図６Ｂ】実施形態２に係るセンサーデバイスに備えられた支持部材が二つの部材に分けられた状態を示す分解斜視図。
【図７】図４および図５に示すセンサーデバイスのフレキシブル配線基板の概略構成を展開した状態で示す模式平面図。
【図８】センサーデバイスの制御系を示すブロック図。
【図９】実施形態２のセンサーデバイスの製造方法の一例を示すフローチャート。
【図１０】実施形態２のセンサーデバイスの製造過程の一状態を示す斜視図。
【図１１】図１０に示すセンサーデバイスの製造過程の次の状態を示す斜視図。
【図１２】図１１に示すセンサーデバイスの製造過程の次の状態を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材について実際とは異なる尺度で示している場合がある。
【００２５】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係るセンサーデバイスの概略構成をＸ軸方向からみて示す模式的断面図、図２は、図１に示すセンサーデバイスの概略構成をＹ軸方向からみて示す模式的断面図、図３は、センサーデバイスに備えられたセンサー素子の平面図である。
【００２６】
なお、以下では、説明の便宜上、図１〜３では、互いに直交する３つの軸として、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を図示しており、その図示した矢印の先端側を「＋側」、基端側を「−側」とする。また、ｚ軸に平行な方向（上下方向）を第１方向としての「ｚ軸方向」、ｘ軸に平行な方向を第２方向としての「ｘ軸方向」、ｙ軸に平行な方向を第３方向としての「ｙ軸方向」と言い、＋ｚ側（図１中の上側）を「上」、−ｚ側（図１中の下側）を「下」と言う。ここで、第１方向（ｚ軸方向）は、＋ｚ方向と−ｚ側の方向との両方を含むｚ軸に沿う方向を意味している。また、図３では、水晶のＸ軸（電気軸）、Ｙ軸（機械軸）およびＺ軸（光学軸）を図示している。
【００２７】
（センサーデバイス）
まず、実施形態１に係るセンサーデバイス１の概略構成について説明する。
図１に示すセンサーデバイス１は、互いに直交するｘ軸、ｙ軸およびｚ軸の３軸（３つの検出軸）まわりの角速度をそれぞれ検出するジャイロセンサーである。
このようなセンサーデバイス１は、例えば、撮像機器の手ぶれ補正や、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）衛星信号を用いた移動体ナビゲーションシステムにおける車両などの姿勢検出、姿勢制御等に用いることができる。
このセンサーデバイス１は、図１に示すように、センサーモジュール２と、センサーモジュール２を収納するパッケージ３とを有する。
【００２８】
以下、センサーデバイス１を構成する各部を順次説明する。
（センサーモジュール）
図１および図２に示すように、センサーモジュール２は、支持部材１０と、ｚ軸（第１の検出軸）まわりの角速度を検知する第１慣性センサーとしての第１センサーユニット３０ｚと、ｘ軸（第２の検出軸）まわりの角速度を検知する第２慣性センサーとしての第２センサーユニット３０ｘと、ｙ軸（第３の検出軸）まわりの角速度を検知する第３慣性センサーとしての第３センサーユニット３０ｙとを備える。
【００２９】
各センサーユニット（３０ｚ，３０ｘ，３０ｙ）は、慣性力を検出するセンサー素子（不図示）を備えている。センサー素子の詳細については図３に沿って後述する。これら各センサーユニットに備わるセンサー素子は、駆動周波数、検出周波数および離調周波数が異なる以外は、互いに同様に構成されている。
なお、図示はしないが、センサーモジュール２は、３つのセンサーユニット（３０ｚ，３０ｘ，３０ｙ）の各センサー素子を駆動する機能とセンサー素子からの信号を検出する機能とを有するＩＣチップ、および、そのＩＣチップやその他の電子部品が実装されたフレキシブル配線基板を備えている。フレキシブル配線基板は、各センサーユニット（３０ｚ，３０ｘ，３０ｙ）に電気的に接続されるとともに、パッケージ３に電気的に接続され、センサーモジュール２とパッケージ３の外部との電気信号の入出力に供する。ＩＣチップおよびフレキシブル配線基板の構成については、後述する実施形態２において詳細に説明する。
このように、センサーモジュール２は、支持部材１０と、３軸まわりの角速度を検出する３つのセンサーユニット（第１センサーユニット３０ｚ、第２センサーユニット３０ｘ、および第３センサーユニット３０ｙ）と、ＩＣチップなどを搭載したフレキシブル配線基板とを備える。
【００３０】
［支持部材］
支持部材１０は、３つのセンサーユニット（３０ｚ，３０ｘ，３０ｙ）を支持する機能を有する。
この支持部材１０は、ｚ軸に直交する第１の支持面１０ｚ１と、ｘ軸に直交する第２の支持面１０ｘ１と、ｙ軸に直交する第３の支持面１０ｙ１とを有する。また、本実施形態の支持部材１０は略直方体の外形を有しており、第１の支持面１０ｚ１と対向する位置にある第４の支持面１０ｚ２、第２の支持面１０ｘ１と対向する位置にある第５の支持面１０ｘ２、および、第３の支持面１０ｙ１と対向する位置にある第６の支持面１０ｙ２を有している。
【００３１】
ここで、第１の支持面１０ｚ１と第２の支持面１０ｘ１とのなす角度、第２の支持面１０ｘ１と第３の支持面１０ｙ１とのなす角度、および、第１の支持面１０ｚ１と第３の支持面１０ｙ１とのなす角度が、それぞれ、９０度（直角）であるが、それぞれ、厳密に９０度でなくてもよく、センサーモジュール２のセンシング機能に影響を及ぼさない範囲で多少の誤差（０度〜２度程度）は許容される。
【００３２】
このような支持部材１０の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、構造用鋼、ステンレス鋼、銅、黄銅、燐青銅、洋伯等の金属を好適に用いることができる。
また、支持部材１０は、前述したような金属で構成された場合、かかる金属で構成された金属板を折り曲げ加工することにより形成することができる。なお、支持部材１０の形状は、図１および図２に示すものに限定されず、上述した位置関係にて各支持面（１０ｘ１，１０ｘ２，１０ｙ１，１０ｙ２，１０ｚ１，１０ｚ２）が配置されていればよく、例えば、多角形柱状、多角錘状等のブロック体や、後述する別の実施形態のような複数の部材を接合して形成したブロック体で構成されていてもよい。
【００３３】
（パッケージ）
図１および図２に示すように、パッケージ３は、平板状のベース部材６１と、凹部６２を有する蓋部材６３（キャップ）とを備える。
本実施形態では、ベース部材６１は、ｚ軸方向からみた平面視（以下、単に「平面視」ともいう）にて矩形状をなしている。
【００３４】
このベース部材６１は、例えば、酸化アルニウム質焼結体、水晶、ガラス等で構成されている。
また、ベース部材６１の上面６１ａには、内部端子（図示せず）が設けられている。この内部端子には、導電性接着剤、異方性導電膜、ハンダ等の導電性を有する接合部材（図示せず）を介して、センサーモジュール２のフレキシブル配線基板（図示せず）が電気的に接続される。
一方、ベース部材６１の下面（パッケージ３の底面であって、上面６１ａに沿った面）には、センサーデバイス１が組み込まれる機器（外部機器）に実装される際に用いられる複数の外部端子７４が設けられている。
【００３５】
この複数の外部端子７４は、図示しない内部配線を介して、前述した内部端子に電気的に接続されている。これにより、センサーモジュール２の各センサーユニット（３０ｚ，３０ｘ，３０ｙ）と複数の外部端子７４とが電気的に接続されている。
【００３６】
ベース部材６１の上面６１ａには、センサーモジュール２を覆うように、蓋部材６３が設けられている。蓋部材６３は、ベース部材６１側に開口する凹部６２を有する。これにより、ベース部材６１との間にセンサーモジュール２が収納される内部空間を形成されている。
蓋部材６３の凹部６２の開口の外周部には、フランジ６７が形成されている。
【００３７】
このフランジ６７は、平面視にて環状をなす。
この蓋部材６３は、例えば、ベース部材６１と同材料、または、コバール、４２アロイ、ステンレス鋼等の金属で構成されている。
このような蓋部材６３のフランジ６７は、ベース部材６１の上面６１ａに気密的に接合されている。これにより、パッケージ３内を気密封止することが可能になっている。
【００３８】
本実施形態では、フランジ６７とベース部材６１とが金属で構成された接合部材６４を介して接合されている。具体的には、例えば、接合部材６４は、ベース部材６１の上面６１ａに対してろう接により接合されるとともに、蓋部材６３のフランジ６７に対してシーム溶接、エネルギー線溶接（レーザー溶接、電子線溶接等）等により接合されている。
なお、ベース部材６１がシーム溶接やエネルギー線溶接等によりフランジ６７に対して拡散接合し得る金属で構成されている場合には、接合部材６４を省略することができる。この場合、蓋部材６３のフランジ６７は、ベース部材６１の上面６１ａにシーム溶接やエネルギー線溶接等により直接的に接合される。
この接合部材６４は、蓋部材６３のフランジ６７に沿った四角環状をなしている。
【００３９】
＜パッケージ内におけるセンサーモジュールの支持構造＞
図１および図２に示すように、パッケージ３において、ベース部材６１と、そのベース部材６１側に開口する凹部６２とを有する蓋部材６３とが接合されることにより形成された内部空間に、センサーモジュール２は、センサーモジュール２の３つの検出軸に対応する方向に接続された３つの弾性部材（７０ｚ，７０ｘ，７０ｙ）を介してパッケージ３に支持されている。
【００４０】
詳細には、まず、センサーモジュール２の支持部材１０において、ｚ軸回りの角速度を検出する第１センサーユニット３０ｚが固定された第１の支持面１０ｚ１と対向する第４の支持面１０ｚ２には、主たる弾性変形方向がｚ軸方向（第１方向）に沿うように配置された第１弾性部材７０ｚの一端側が接続され、その第１弾性部材７０ｚの他端側がパッケージ３の蓋部材６３の第１内壁面（凹部６２の凹底面）６２ｚに支持されている。
【００４１】
また、支持部材１０において、ｘ軸回りの角速度を検出する第２センサーユニット３０ｘが固定された第２の支持面１０ｘ１と対向する第５の支持面１０ｘ２には、主たる弾性変形方向がｘ軸方向（第２方向）に沿うように配置された第２弾性部材７０ｘの一端側が接続され、その第２弾性部材７０ｘの他端側がパッケージ３の蓋部材６３の第２内壁面（凹部６２の一側壁）６２ｘに支持されている。
【００４２】
また、支持部材１０において、ｙ軸回りの角速度を検出する第３センサーユニット３０ｙが固定された第３の支持面１０ｙ１と対向する第６の支持面１０ｙ２には、主たる弾性変形方向がｙ軸方向（第３方向）に沿うように配置された第３弾性部材７０ｙの一端側が接続され、その第３弾性部材７０ｙの他端側がパッケージ３の蓋部材６３の第３内壁面（凹部６２の他側壁）６２ｙに支持されている。
【００４３】
これにより、パッケージ３内において、センサーモジュール２は、第１センサーユニット３０ｚの検出軸に基づくｚ軸方向を主たる弾性変形方向とする第１弾性部材７０ｚにより支持され、第２センサーユニット３０ｘの検出軸に基づくｘ軸方向を主たる弾性変形方向とする第２弾性部材７０ｘにより支持され、第３センサーユニット３０ｙの検出軸に基づくｙ軸方向を主たる弾性変形方向とする第３弾性部材７０ｙにより支持される。
ここで、第１〜第３弾性部材７０ｚ、７０ｘ、７０ｙの「主たる弾性変形方向」とは、各弾性部材（７０ｘ，７０ｘ，７０ｙ）が最も弾性変形し易い方向のことを云い、その主たる弾性変形方向と異なる方向、例えば、主たる弾性変形方向と交差する方向（直交する方向）にも若干弾性変形することが可能になっている。
【００４４】
なお、本実施形態では、第１弾性部材７０ｚ、第２弾性部材７０ｘ、および第３弾性部材７０ｙとして、渦巻き状のコイルばねである所謂円錐コイルばねを用いた例を図示しているが、上記した主たる弾性変形方向にてパッケージ３内にセンサーモジュール２を支持できるものであれば、他の弾性部材を用いてもよい。例えば、円盤状の板を円錐状にして中央に開口部を設けた皿ばねや、皿ばねの端部に円筒部を設けたもの（とつばねということがある）などを適用することができる。
【００４５】
［センサー素子］
以上述べた構成のセンサーデバイス１において、第１センサーユニット３０ｚ、第２センサーユニット３０ｘ、および第３センサーユニット３０ｙが各々備えるセンサー素子（センサー素子片）は、１つの軸まわりの角速度を検出するジャイロセンサー素子である。具体的には、第１センサーユニット３０ｚのセンサー素子は、ｚ軸（第１の検出軸）まわりの角速度を検出し、第２センサーユニット３０ｘのセンサー素子は、ｘ軸（第２の検出軸）まわりの角速度を検出し、第３センサーユニット３０ｙのセンサー素子（第３のセンサー素子）は、ｙ軸（第３の検出軸）まわりの角速度を検出する。
【００４６】
このように、第１センサーユニット３０ｚ、第２センサーユニット３０ｘ、および第３センサーユニット３０ｙの各センサー素子の検出軸が互いに直交することにより、検出信号の処理が簡単となる。そのため、簡単な構成で、互い直交する３つの検出軸まわりの角速度を高精度に検出することができる。以下、各センサーユニット（３０ｚ，３０ｘ，３０ｙ）に備わるセンサー素子について詳細に説明する。
【００４７】
図３において、センサー素子３０は、その主要部分（基材）が圧電材料である水晶で構成されている。水晶は、互いに直交するＸ軸（電気軸）、Ｙ軸（機械軸）およびＺ軸（光学軸）を有する。センサー素子３０は、水晶のＸ軸およびＹ軸に平行な板面を有する板状をなしている。また、センサー素子３０は、その厚さ方向に沿って水晶のＺ軸が存在している。このようなセンサー素子３０の厚さは、発振周波数（共振周波数）、外形サイズ、加工性等に応じて適宜設定される。
【００４８】
本実施形態のセンサーデバイス１において、第１センサーユニット３０ｚのセンサー素子３０は、水晶のＺ軸がｚ軸に対して平行となるように配置される。また、第２センサーユニット３０ｘのセンサー素子３０は、水晶のＺ軸がｘ軸に対して平行となるように配置される。また、第３センサーユニット３０ｙのセンサー素子３０は、水晶のＺ軸がｙ軸に対して平行となるように配置される。
また、センサー素子３０における水晶のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の向きは、それぞれ、水晶からの切り出し時における誤差を多少の範囲（０度〜７度）で許容することができる。
また、センサー素子３０は、フォトリソグラフィー技術を用いたエッチング（ウェットエッチングまたはドライエッチング）により形成されている。
【００４９】
図３に示すように、本実施形態におけるセンサー素子３０は、いわゆるダブルＴ型と呼ばれる構造を有する。
具体的に説明すると、センサー素子３０は、基部３１と、基部３１を支持する支持部３２と、基部３１から延出した２つの検出用振動腕３３、３４および４つの駆動用振動腕３５〜３８とを有する。
【００５０】
基部３１は、本体部３１１と、本体部３１１からｘ軸方向に沿って互いに反対側へ延出する１対の連結腕３１２、３１３とを有する。
支持部３２は、１対の固定部３２１、３２２と、固定部３２１と基部３１の本体部３１１とを連結する１対の梁部３２３、３２４と、固定部３２２と基部３１の本体部３１１とを連結する１対の梁部３２５、３２６とを有する。
【００５１】
検出用振動腕３３、３４は、基部３１の本体部３１１からｙ軸方向に沿って互いに反対側へ延出している。
駆動用振動腕３５、３６は、基部３１の連結腕３１２の先端部からｙ軸方向に沿って互いに反対側へ延出している。
駆動用振動腕３７、３８は、基部３１の連結腕３１３の先端部からｙ軸方向に沿って互いに反対方向へ延出している。
【００５２】
本実施形態では、検出用振動腕３３の先端部には、基端部よりも幅が大きい錘部（ハンマーヘッド）３３１が設けられている。同様に、検出用振動腕３４の先端部には、錘部３４１が設けられ、駆動用振動腕３５の先端部には、錘部３５１が設けられ、駆動用振動腕３６の先端部には、錘部３６１が設けられ、駆動用振動腕３７の先端部には、錘部３７１が設けられ、駆動用振動腕３８の先端部には、錘部３８１が設けられている。このような錘部を設けることにより、センサー素子３０の周波数を調整することができる。
【００５３】
また、検出用振動腕３３の先端部（錘部３３１）には、質量調整用膜３３２が設けられている。同様に、検出用振動腕３４の先端部（錘部３４１）には、質量調整用膜３４２が設けられている。また、駆動用振動腕３５の先端部（錘部３５１）には、質量調整用膜３５２が設けられている。また、駆動用振動腕３６の先端部（錘部３６１）には、質量調整用膜３６２が設けられている。また、駆動用振動腕３７の先端部（錘部３７１）には、質量調整用膜３７２が設けられている。また、駆動用振動腕３８の先端部（錘部３８１）には、質量調整用膜３８２が設けられている。
【００５４】
このような質量調整用膜３３２、３４２、３５２、３６２、３７２、３８２を有するセンサー素子３０では、質量調整用膜３３２、３４２、３５２、３６２、３７２、３８２の少なくとも一部を除去することにより、駆動周波数、検出周波数および離調周波数の調整を容易に行うことができる。
また、検出用振動腕３３、３４および駆動用振動腕３５〜３８を有するセンサー素子３０では、製造工程において周波数調整を行う場合に、駆動周波数および検出周波数を個別に調整することができる。そのため、離調周波数の調整を容易に行うことができる。
【００５５】
この質量調整用膜３３２、３４２、３５２、３６２、３７２、３８２の構成材料としては、特に限定されず、例えば、金属、無機化合物、樹脂等を用いることができるが、金属または金属化合物を用いるのが好ましい。
金属または無機化合物は、気相成膜法により簡単かつ高精度に成膜することができる。また、金属または無機化合物で構成された質量調整用膜（錘膜）は、エネルギー線（特にレーザー）の照射により簡単かつ高精度に除去することができる。このようなことから、質量調整用膜を金属または無機化合物で成膜することにより形成することで、製造工程において周波数調整を行う場合に、周波数調整がより簡単かつ高精度なものとなる。
【００５６】
かかる金属材料としては、例えば、金（Ａｕ）、金合金、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、銀（Ａｇ）、銀合金、クロム（Ｃｒ）、クロム合金、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）等挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。中でも、駆動電極や検出電極と一括形成できるという観点から、かかる金属材料としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔまたはこれらのうちの少なくとも１種を含む合金を用いるのが好ましい。
【００５７】
また、かかる無機化合物としては、アルミナ（酸化アルミニウム）、シリカ（酸化シリコン）、チタニア（酸化チタン）、ジルコニア、イットリア、リン酸カルシウム等の酸化物セラミックス、窒化珪素、窒化アルミ、窒化チタン、窒化ボロン等の窒化物セラミックス、グラファイト、タングステンカーバイト等の炭化物系セラミックス、その他、例えばチタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、ＰＺＴ、ＰＬＺＴ、ＰＬＬＺＴ等の強誘電体材料などが挙げられる。中でも、かかるセラミックスとしては、酸化シリコン（ＳｉＯ2）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）等の絶縁材料を用いるのが好ましい。
【００５８】
また、質量調整用膜３３２、３４２、３５２、３６２、３７２、３８２の厚さ（平均厚さ）は、それぞれ、特に限定されないが、１〜１０００ｎｍ程度であるのが好ましい。これにより、高精度に厚さを規定した質量調整用膜３３２、３４２、３５２、３６２、３７２、３８２を容易に得ることができる。
さらに、センサー素子３０は、検出用振動腕３３、３４にそれぞれ設けられた検出電極（図示せず）と、駆動用振動腕３５〜３８にそれぞれ設けられた駆動電極（図示せず）と、支持部３２の固定部３２１、３２２に設けられた複数の端子３９ａ〜３９ｆとを有する。端子３９ａ、３９ｄは、駆動用振動腕３５〜３８の駆動電極に電気的に接続され、端子３９ｂ、３９ｃは、検出用振動腕３３の検出電極に電気的に接続され、端子３９ｅ、３９ｆは、検出用振動腕３４の検出電極に電気的に接続されている。
【００５９】
このようなセンサー素子３０は、その板面が各センサーユニット（３０ｚ，３０ｘ，３０ｙ）の支持面（支持部材１０の第１の支持面１０ｚ１、第２の支持面１０ｘ１、および第３の支持面１０ｙ１）に沿う（略平行になる）ように設置されている（図１および図２参照）。これにより、図１および図２に示すセンサーデバイス１において、第１センサーユニット３０ｚでは、センサー素子３０の板面がｚ軸に直交する。また、第２センサーユニット３０ｘでは、センサー素子３０の板面がｘ軸に直交する。また、第３センサーユニット３０ｙでは、センサー素子３０の板面がｙ軸に直交する。
【００６０】
このように構成されたセンサー素子３０では、後述する駆動回路（不図示）から端子３９ａ、３９ｄを介して駆動電極に駆動信号が印加されることにより、駆動用振動腕３５と駆動用振動腕３７とが互いに接近・離間するように屈曲振動（駆動振動）するとともに、駆動用振動腕３６と駆動用振動腕３８とが上記屈曲振動と同方向に互いに接近・離間するように屈曲振動（駆動振動）する。
【００６１】
このように駆動用振動腕３５〜３８を駆動振動させた状態で、センサー素子３０にその重心Ｇを通る法線まわりの角速度ωが加わると、駆動用振動腕３５〜３８には、コリオリ力が働く。これにより、連結腕３１２、３１３を屈曲振動させながら本体部３１１を重心Ｇが通る法線（検出軸）まわりに回動振動させ、これに伴い、検出用振動腕３３、３４の屈曲振動（検出振動）が励振される。
【００６２】
このような検出用振動腕３３、３４の検出振動により検出電極に生じた電荷（検出信号）を端子３９ｂ、３９ｃ、３９ｅ、３９ｆを介してＩＣチップ２０の検出回路で検出する。これにより、センサー素子３０に加わった角速度ωを求めることができる。
具体的には、図１および図２に示すセンサーデバイス１において、第１センサーユニット３０ｚのセンサー素子３０は、その板面がｚ軸に直交することから、ｚ軸まわりの角速度を検出することができる。また、第２センサーユニット３０ｘのセンサー素子３０は、その板面がｘ軸に直交することから、ｘ軸まわりの角速度を検出することができる。また、第３センサーユニット３０ｙのセンサー素子３０は、その板面がｙ軸に直交することから、ｙ軸まわりの角速度を検出することができる。
【００６３】
以上述べたように、本実施形態に係るセンサーデバイス１によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態のセンサーデバイス１によれば、センサーモジュール２は、各センサーユニット（３０ｚ，３０ｘ，３０ｙ）の各々が備えるセンサー素子（慣性センサー）３０の検出軸に基づく方向を主たる弾性変形方向とする第１弾性部材７０ｚ、第２弾性部材７０ｘ、および第３弾性部材７０ｙによりパッケージ３内に支持される。これにより、互いに交差（直交を含む）する検出軸に基づく３方向から印加される振動や衝撃を、第１弾性部材７０ｚ、第２弾性部材７０ｘ、および第３弾性部材７０ｙによって減衰させ、各センサー素子３０への振動や衝撃の伝播を抑制することができる。
したがって、各センサー素子３０に外部からの振動や衝撃が伝播することによる誤検出やセンサー素子３０の破壊を防止することができ、信頼性や耐久性の高いセンサーデバイス１を提供することができる。
【００６４】
また、本実施形態で説明したように構成されたセンサーモジュール２によれば、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸まわりのそれぞれの角速度を精度よく検出することができる。
【００６５】
また、本実施形態のセンサーモジュール２は、パッケージ３内に収納されることにより、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸まわりのそれぞれの角速度を精度よく検出可能なセンサーデバイス１を提供することができる。
【００６６】
また、センサーモジュール２は、１つの軸まわりの角速度を検出するセンサーデバイスを３つ組み合わせたもの（すなわち、３つのセンサーデバイスを個別に機器に組み込むもの）と比較して、実装スペースを相当程度小さくすることができることから、センサーデバイス１が組み込まれる機器の小型化を図ったり、機器に組み込む際の配置、設計等の自由度を高めたりすることができる。
【００６７】
また、センサーモジュール２は、１つの軸まわりの角速度を検出するセンサーデバイスを３つ組み合わせたものと比較して、パッケージの数が少なくて済むことから、小型化、および低コスト化を図ることができる。
また、センサーモジュール２は、１つの軸まわりの角速度を検出するセンサーデバイスを３つ組み合わせたものと比較して、取付姿勢を本来の安定なものとすることができることから、耐衝撃性を向上させることが可能となる。
【００６８】
また、本実施形態のセンサーモジュールにおいて、支持部材１０は、略直方体（６面体）のブロックからなるものを用いた。これにより、センサーモジュール２は、３つのセンサーユニット（３０ｚ，３０ｘ，３０ｙ）の各センサー素子３０の検出軸の直交度が、支持部材１０の加工精度で決まることから、センサーデバイス１が組み込まれる機器における実装精度（パッケージの取付角度の精度）に３つの検出軸の直交度が依存することがなく、簡単に検出精度の高精度化を図ることができる。また、組立をし易くする効果も奏する。
【００６９】
（実施形態２）
図４は、実施形態２に係るセンサーデバイスの概略構成をＸ軸方向からみて示す模式的断面図、図５は、図４に示すセンサーデバイスをＹ軸方向からみて示す模式的断面図、図６Ａおよび図６Ｂは、実施形態２に係るセンサーデバイスに備えられた支持部材を示すものであり、図６Ａは一体に接合された状態を示す斜視図、図６Ｂは二つの部材に分けられた状態を示す分解斜視図である。また、図７は、図４および図５に示すセンサーデバイスのフレキシブル配線基板の概略構成を展開した状態で示す模式平面図であり、図８は、センサーデバイスの制御系を示すブロック図である。
以下、実施形態２に係るセンサーデバイスについて、これらの図を参照して説明する。なお、実施形態１と同一の構成部位については、同一の番号を使用し、重複する説明は省略する。
【００７０】
図４に示すように、実施形態２に係るセンサーデバイス１０１は、ベース部材６１と凹部６２とを有する蓋部材６３とが接合されることにより形成されたパッケージ３の内部空間に、センサーモジュール１０２が、実施形態１と同様に、３つの検出軸に対応する方向に接続された３つの弾性部材（７０ｚ，７０ｘ，７０ｙ）を介してパッケージ３に支持されている。
【００７１】
［支持部材（第１支持部材、第２支持部材）］
図６Ａおよび図６Ｂに示すように、本実施形態のセンサーモジュール１０２の支持部材１１０は、第１センサーユニット３０ｚ、第２センサーユニット３０ｘ、および第３センサーユニット３０ｙが固定される第１支持部材１１１と、第１弾性部材７０ｚ、第２弾性部材７０ｘ、および第３弾性部材７０ｙが接続される第２支持部材１１２とが接合されてなるブロック体で構成されている。
【００７２】
第１支持部材１１１と、第２支持部材１１２とが接合されてなる支持部材１１０の略直方体の外形は、実施形態１の支持部材１０と同一であり、各センサーユニット（３０ｚ，３０ｘ，３０ｙ）および各弾性部材（７０ｚ，７０ｘ，７０ｙ）が支持される各支持面（１０ｚ１，１０ｚ２，１０ｘ１，１０ｘ２，１０ｙ１，１０ｙ２）が、実施形態１の支持部材１０の各支持面と同様に配置される。
【００７３】
詳述すると、図６Ａに示す本実施形態の支持部材１１０は、図６Ｂに示すように、略直方体の外形を有する第１支持部材１１１と、その第１支持部材１１１が嵌め合されると実施形態１の支持部材１０（図１および図２を参照）と同じ略直方体の外形になる形状の第２支持部材との２部材が接合されてなる。
第１支持部材１１１は、第１〜第３センサーユニット３０ｚ、３０ｘ、３０ｙを支持する第１の支持面１０ｚ１、第２の支持面１０ｘ１、および第３の支持面１０ｙ１と、第２支持部材１１２との接合面となる接合面１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃとを有している。
第２支持部材は、第１〜第３弾性部材７０ｚ，７０ｘ，７０ｙが接続される第４の支持面１０ｚ２、第５の支持面１０ｘ２、および第６の支持面１０ｙ２と、第１支持部材１１１の接合面１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃの各々と接合される接合面１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃとを有している。
【００７４】
［フレキシブル配線基板］
図４および図５に戻り、本実施形態のセンサーデバイス１０１は、上記実施形態１で図示を省略したフレキシブル配線基板４０を備えている。フレキシブル配線基板４０には、センサーモジュール１０２の３つのセンサーユニット（３０ｚ，３０ｘ，３０ｙ）の各センサー素子を駆動する機能とセンサー素子からの信号を検出する機能とを有するＩＣチップ、および、そのＩＣチップやその他の電子部品が実装されており、各センサーユニット（３０ｚ，３０ｘ，３０ｙ）に接続されている。
【００７５】
以下、図７および図８を参照しながら、フレキシブル配線基板４０の構成、および、それを用いたセンサーデバイス１０１の制御系について説明する。
フレキシブル配線基板４０は、第１センサーユニット３０ｚとの接続部を有する第１配線部４０ｚ、第２センサーユニット３０ｘとの接続部を有する第２配線部４０ｘ、第３センサーユニット３０ｙとの接続部を有する第３配線部４０ｙ、第１配線部４０ｚと第２配線部４０ｘとの中継配線部である第１中継部４１ｘｚ、第２配線部４０ｘと第３配線部４０ｙとの中継配線部である第２中継部４１ｘｙ、および、第１配線部４０ｚに一端が接続され他端に形成された入出力端子４５に接続された第３中継部４１ｚｏを有している。フレキシブル配線基板４０は、例えば、ポリイミド等の可撓性を有する樹脂を主体としたベース層（図示せず）と、そのベース層に接合された配線パターン層（図示せず）とを備えている。
【００７６】
第１配線部４０ｚは、第１センサーユニット３０ｚのセンサー素子３０を駆動する駆動回路２０１ｚと、センサー素子３０からの信号を検出する機能を有する検出回路２０２ｚとを備えたＩＣチップ２０ｚを有している。
また、第２配線部４０ｘは、第２センサーユニット３０ｘのセンサー素子３０を駆動する駆動回路２０１ｘと、センサー素子３０からの信号を検出する機能を有する検出回路２０２ｘとを備えたＩＣチップ２０ｘを有している。
また、第３配線部４０ｙは、第２センサーユニット３０ｙのセンサー素子３０を駆動する駆動回路２０１ｙと、センサー素子３０からの信号を検出する機能を有する検出回路２０２ｙとを備えたＩＣチップ２０ｙを有している。
【００７７】
また、フレキシブル配線基板４０は、記憶部５１および処理部５２を含む制御部５０を備えている。制御部５０は、各センサーユニット（３０ｚ，３０ｘ，３０ｙ）に対応する第１配線部４０ｚ、第２配線部４０ｘ、および第３配線部４０ｙに接続されている。
記憶部５１は、センサーデバイス１を動作させる各種プログラムや、後述するセンサーユニットおよび弾性部材の校正結果などのデータを格納している。
処理部５２は、記憶部５１に格納された各種プログラムに基づいて、ＩＣチップ２０ｚ，２０ｘ，２０ｙの駆動回路２０１ｚ，２０１ｘ，２０１ｙにより各センサー素子３０を駆動させる。
【００７８】
駆動回路２０１ｚ、２０１ｘ、２０１ｙから出力される駆動信号は、互いに同じであっても異なっていてもよい。駆動回路２０１ｚ、２０１ｘ、２０１ｙから出力される駆動信号が互いに同じである場合、３つの駆動周波数のうちの中間の駆動周波数に合わせた駆動信号を用いることにより、第１センサーユニット３０ｚ、第２センサーユニット３０ｘ、および第３センサーユニット３０ｙの各センサー素子３０をそれぞれの共振周波数で駆動することができる。また、駆動回路２０１ｚ、２０１ｘ、２０１ｙから出力される駆動信号が互いに異なる場合、各センサーユニット（３０ｚ，３０ｘ，３０ｙ）のセンサー素子３０それぞれの共振周波数に合わせた駆動信号を用いることができる。
【００７９】
駆動回路２０１ｚは、第１センサーユニット３０ｚのセンサー素子３０が駆動周波数ｆｄ１で駆動するように、駆動信号を出力する。同様に、駆動回路２０１ｘは、第２センサーユニット３０ｘのセンサー素子３０が駆動周波数ｆｄ２で駆動するように、駆動信号を出力する。また、駆動回路２０１ｙは、第３センサーユニット３０ｙのセンサー素子３０が駆動周波数ｆｄ３で駆動するように、駆動信号を出力する。
【００８０】
検出回路２０２ｚ、２０２ｘ、２０２ｙは、各センサーユニット（３０ｚ，３０ｘ，３０ｙ）のセンサー素子３０からの検出信号（検出周波数ｆｓ１，ｆｓ２，ｆｓ３）を必要に応じて増幅してセンサー出力として制御部５０に出力する。例えば、検出回路２０２ｚ、２０２ｘ、２０２ｙは、３つのセンサーユニット（３０ｚ，３０ｘ，３０ｙ）の各センサー素子３０からのセンサー出力の信号量が互いに等しくなるように検出信号を増幅する。
制御部５０の処理部５２は、各検出回路２０２ｚ、２０２ｘ、２０２ｙからのセンサー出力を、記憶部５１に記憶された上述の校正結果のデータを参照し、必要に応じて補正して入出力部５５に出力する。
【００８１】
入出力部５５は、フレキシブル配線基板４０の入出力端子４５に接続されている。入出力部５５は、制御部５０から入力されたセンサー出力を、入出力端子４５から外部に出力したり、入出力端子４５から入力される外部からの信号を制御部５０に出力したりする機能を有する。
【００８２】
図４および図５に示すように、センサーデバイス１０１において、センサーモジュール１０２の各センサーユニット（３０ｚ，３０ｘ，３０ｙ）に接続されたフレキシブル配線基板４０は、一端が第１配線部４０ｚに接続され、他端に入出力端子４５が形成された第３中継部４１ｚｏを介してパッケージ３と電気的に接続される。具体的には、フレキシブル配線基板４０の第３中継部４１ｚｏに設けられた入出力端子４５と、パッケージ３のベース部材６１の上面６１ａに設けられた内部端子７５とが、導電性接着剤、異方性導電膜、ハンダ等の導電性を有する接合部材（図示せず）を介して電気的に接続される。このように、パッケージ３に対して、第１弾性部材７０ｚ、第２弾性部材７０ｘ、および第３弾性部材７０ｙを介して支持されたセンサーモジュール１０２と、パッケージ３との電気的接続が、柔軟性に富んだフレキシブル配線基板４０の第３中継部４１ｚｏを介して行われていることにより、例えば、所謂リジット基板によりセンサーモジュール１０２とパッケージ３との電気的接続をはかる構造よりも、外部からの振動や衝撃がセンサーモジュール１０２の各センサー素子３０に伝わり難くする効果が得られる。
【００８３】
内部端子７５は、ベース部材６１の下面（パッケージ３の底面であって、上面６１ａに沿った面）に設けられた複数の外部端子７４に、図示しない内部配線を介して電気的に接続されている。これにより、センサーモジュール１０２の各センサーユニット（３０ｚ，３０ｘ，３０ｙ）と複数の外部端子７４とが電気的に接続されている。これらの外部端子７４は、センサーデバイス１０１が組み込まれる機器（外部機器）に実装される際に用いられる。
【００８４】
（センサーデバイスの製造方法）
次に、本発明のセンサーデバイスの製造方法について、上述した実施形態２のセンサーデバイス１０１の製造方法を例に、図面に沿って説明する。図９は、実施形態２のセンサーデバイス１０１の製造方法の一例を示すフローチャート、図１０は、センサーデバイス１０１の製造過程の一状態を示す斜視図、図１１は、図１０に示すセンサーデバイスの製造過程の次の状態を示す斜視図、図１２は、図１１に示すセンサーデバイス１０１の製造過程の次の状態を示す斜視図である。
【００８５】
センサーデバイス１０１の製造方法は、第１支持部材１１１に３つのセンサーユニット（３０ｚ，３０ｘ，３０ｙ）を固定する工程と、第２支持部材１１２に３つの弾性部材（７０ｚ，７０ｘ，７０ｙを接続する工程と、を有し、これらの工程はどちらから始めてもよい。本実施形態では、前者から行う製造方法について説明する。
まず、ステップＳ１において、第１支持部材１１１の所定の支持面に、例えば接着剤などの接合部材を介して、第１センサーユニット３０ｚ、第２センサーユニット３０ｘ、および第３センサーユニット３０ｙを接合する。具体的には、図１０に示すように、第１支持部材１１１の第１の支持面１０ｚ１に第１センサーユニット３０ｚを接合し、第２の支持面１０ｘ１に第２センサーユニット３０ｘを接合し、第３の支持面１０ｙ１に第３センサーユニット３０ｙを接合する。
【００８６】
次に、ステップＳ２において、第１支持部材１１１に接合された第１センサーユニット３０ｚ、第２センサーユニット３０ｘ、および第３センサーユニット３０ｙに、導電性接着剤、異方性導電膜、ハンダ等の導電性を有する接合部材を介してフレキシブル配線基板４０を電気的および機械的に接続する。具体的には、フレキシブル配線基板４０の第１配線部４０ｚを第１センサーユニット３０ｚに接続し、第２配線部４０ｘを第２センサーユニット３０ｘに接続し、第３配線部４０ｙを第３センサーユニット３０ｙに接続する。（図４および図５を参照）。
【００８７】
次に、ステップＳ３において、第１支持部材１１１に固定された第１センサーユニット３０ｚ、第２センサーユニット３０ｘ、および第３センサーユニット３０ｙのセンサー素子３０のうち、少なくとも１つのセンサー素子３０の校正（センサーの校正）を行う。第１支持部材１１１に固定された各センサーユニット（３０ｚ，３０ｘ，３０ｙ）は、図１０に示すように、互いに直交するＺ軸、Ｘ軸、Ｙ軸まわりの角速度を検出するように配置するが、各センサー素子３０ごとの検出特性のばらつきや、第１支持部材１１１の各支持面（１０ｚ１，１０ｘ１，１０ｙ１）の加工ばらつき、また、各支持面に所定のセンサーユニットを固定したときの位置合わせのばらつき、あるいは、各センサーユニット（３０ｚ，３０ｘ，３０ｙ）におけるセンサー素子３０の搭載位置や各部材の組立における位置や形状のばらつきなどにより、各センサー素子３０の検出特性が理論値からずれる虞がある。センサーの校正工程では、第１支持部材１１１に固定された状態の各センサーユニット（３０ｚ，３０ｘ，３０ｙ）の各センサー素子３０の角速度検出特性の真値とのずれを把握して、その校正結果を制御部５０の記憶部５１に記憶させておく。
【００８８】
次に、第２支持部材１１２への組立工程に入る。
まず、ステップＳ１１において、第２支持部材１１２の所定の支持面に、第１弾性部材７０ｚ、第２弾性部材７０ｘ、および第３弾性部材７０ｙを接合する。具体的には、図１１に示すように、第２支持部材１１２の第４の支持面１０ｚ２に第１弾性部材７０ｚを接合し、第５の支持面１０ｘ２に第２弾性部材７０ｘを接合し、第６の支持面１０ｙ２に第３弾性部材７０ｙを接合する。なお、第２支持部材１１２への各弾性部材（７０ｚ，７０ｘ，７０ｙ）の接合は、ねじ留めやろう接、あるいは接着剤による接合など、種々の接合方法を適宜に用いて行うことができる。
【００８９】
次に、ステップＳ１３において、第２支持部材１１２に固定された第１弾性部材７０ｚ、第２弾性部材７０ｘ、および第３弾性部材７０ｙのうち、少なくとも１つの弾性部材の校正を行う。第２支持部材１１２に固定された各弾性部材（７０ｚ，７０ｘ，７０ｙ）は、図１１に示すように、互いに直交するＺ軸、Ｘ軸、Ｙ軸の方向に、主たる弾性変形方向を合わせて配置するが、各弾性部材ごとの弾性特性の製造ばらつきや、第２支持部材１１２の各支持面（１０ｚ２，１０ｘ２，１０ｙ２）の加工ばらつき、また、各支持面に所定の弾性部材を固定したときの位置合わせのばらつきなどにより、各弾性部材の弾性変形方向を含む弾性特性が理論値からずれる虞がある。弾性部材の校正工程では、第２支持部材１１２に接続された状態の各弾性部材（７０ｚ，７０ｘ，７０ｙ）の弾性変形方向を含む弾性特性の真値とのずれを把握して、その校正結果を制御部５０の記憶部５１に記憶させておく。
【００９０】
次に、ステップＳ１５において、第２支持部材１１２に接続された第１弾性部材７０ｚ、第２弾性部材７０ｘ、および第３弾性部材７０ｙを、蓋部材６３の対応する内壁面に接続する（図４および図５を参照）。具体的には、第１弾性部材７０ｚが第１内壁面６２ｚに接続され、第２弾性部材７０ｘが第２内壁面６２ｘに接続され、第３弾性部材７０ｙが第３内壁面６２ｙに接続される。蓋部材６３と各弾性部材７０ｚ，７０ｘ，７０ｙとの接続方法としては、例えば、ねじを用いたねじ留めや、接着剤やろう材などの接合部材による接合を用いることができる。
【００９１】
次に、ステップＳ１７において、ステップＳ１５により各弾性部材（７０ｚ，７０ｘ，７０ｙ）を介して蓋部材６３に接続された第２支持部材１１２に、ステップＳ３までの工程を経てセンサーユニット（３０ｚ，３０ｘ，３０ｙ）が固定された第１支持部材１１１を接続する。具体的には、第１支持部材１１１の接合面１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ（図１０を参照）と、第２支持部材１１２の対応する接合面１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ（図１１を参照）とが接続される。これにより、蓋部材６３の凹部６２内において、図１２に示すセンサーモジュール１０２が、３つの弾性部材（７０ｚ，７０ｘ，７０ｙ）を介して支持される。なお、図１２では、各センサーユニット（３０ｚ，３０ｘ，３０ｙ）に接続されるフレキシブル配線基板４０は図示を省略している。
【００９２】
次に、ステップＳ１９において、蓋部材６３に３つの弾性部材（７０ｚ，７０ｘ，７０ｙ）を介して支持されたセンサーモジュール１０２から引き出されたフレキシブル配線基板４０の第３中継部４１ｚｏ先端に設けられた入出力端子４５と、ベース部材６１の内部端子７５とを、導電性接着剤、異方性導電膜、ハンダ等の導電性を有する接合部材を介して電気的に接続する（図４および図５を参照）。なお、ベース部材６１の内部端子７５にフレキシブル配線基板用のコネクターを実装しておき、そのコネクターにフレキシブル配線基板４０の入出力端子４５形成部分を挿入してロックする接続方法を採ってもよい。
そして、次に、ステップＳ２１において、蓋部材６３のフランジ６７とベース部材６１とを接合部材６４を介して接合することにより、パッケージ３内に３つの弾性部材７０ｚ，７０ｘ，７０ｙを介して支持されたセンサーモジュール１０２を気密封止する。
以上説明したような工程を経て、センサーデバイス１０１を得る。
【００９３】
以上説明した実施形態２のセンサーデバイス１０１、および、その製造方法によれば、実施形態１での効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
本実施形態のセンサーデバイス１０１、および、その製造方法によれば、支持部材１１０を、各センサーユニット（３０ｚ，３０ｘ，３０ｙ）が固定される第１支持部材１１１と、各弾性部材（７０ｚ，７０ｘ，７０ｙ）が接続される第２支持部材１１２とに分割し、第１支持部材１１１へのセンサーユニット（３０ｚ，３０ｘ，３０ｙ）の固定と、第２支持部材１１２への各弾性部材（７０ｚ，７０ｘ，７０ｙ）の接続とを別々に行ってから、第１支持部材１１１と第２支持部材１１２とを接合して一体の支持部材１１０に組み立てる構成とした。これにより、組立の作業性が向上するので、パッケージ３内の空間が比較的小さい場合でも組立てすることが可能になり、良好な作業性にて、小型・薄型のセンサーデバイスを製造することができる。
また、実施形態１と同様な弾性部材による支持構造をとっているので、外部から印加される振動や衝撃が各センサーユニット（３０ｚ，３０ｘ，３０ｙ）のセンサー素子３０に伝播するのが抑えられるので、センサー素子３０による慣性の誤検出や、センサー素子３０の破壊が抑えられる効果が得られる
【００９４】
また、本実施形態では、各センサーユニット（３０ｚ，３０ｘ，３０ｙ）を第１支持部材１１１に固定した後で、各センサーユニットのセンサー素子３０のうち少なくとも一つの校正を行う構成とした。
これにより、第１支持部材１１１に固定された状態で、センサー素子３０のうち少なくとも１つが校正されるので、精度の高い慣性検出が可能なセンサーデバイス１０１を提供することができる。
【００９５】
また、本実施形態では、各弾性部材（７０ｚ，７０ｘ，７０ｙ）を第２支持部材１１２に接続したあとで、複数の弾性部材のうち少なくとも１つの校正を行う構成とした。
ここで、弾性部材の校正とは、第２支持部材１１２に接続された状態の弾性部材の弾性特性を把握することを含み、主たる弾性変形方向およびそれと交差する方向の弾性特性を把握することなどを含む。
本実施形態によれば、第２支持部材１１２に接続された状態で、複数の弾性部材（７０ｚ，７０ｘ，７０ｙ）のうち少なくとも１つが校正されるので、校正により把握された各弾性部材の特性によって、各センサーユニット（３０ｚ，３０ｘ，３０ｙ）により検出した検出値を補正して、より正確な慣性検出データを得ることが可能になる。
【００９６】
以上、発明者によってなされた本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。
【００９７】
例えば、上記実施形態では、ｚ軸、ｘ軸、ｙ軸の３軸の直交配置にて、３つのセンサーユニット３０ｚ，３０ｘ，３０ｙを配置させた支持部材１０，１１０を、上記３軸と同じ方向に主たる弾性変形方向を合わせて配置した３つの弾性部材７０ｚ，７０ｘ，７０ｙによりパッケージ３内に支持する構成について説明した。
これに限らず、本発明は、第１方向および第１方向と交差する第２方向の２方向を検出軸として配置される慣性センサーを、第１方向を主たる弾性変形方向として配置される第１弾性部材と、第２方向を主たる弾性変形方向として配置される第２弾性部材とによりパッケージ内に支持する構造を最小単位の構成として、上述した各実施形態の効果を得ることができる。
【００９８】
また、上記実施形態２の第１支持部材１１１および第２支持部材１１２が接合されてなる支持部材１１０において、第１支持部材１１１の接合面１１１ａ〜１１１ｃ、および第２支持部材１１２の接合面１１２ａ〜１１２ｃの各々が、支持部材１１０の第１〜第６の支持面１０ｚ１，１０ｘ１，１０ｙ１，１０ｚ２，１０ｘ２，１０ｙ２のいずれかの面と平行な面である構成について説明したが、これに限られない。
支持部材１１０において、第１〜第６支持面１０ｚ１，１０ｘ１，１０ｙ１，１０ｚ２，１０ｘ２，１０ｙ２の交差（直交）し合う位置関係が形成されれば、第１支持部材１１１と第２支持部材１１２との接合面は、どのような形状であっても構わない。例えば、曲面を含む接合面どうしで接合されてもよく、凹形状と凸形状の接合面同士が嵌合される構成であってもよい。
【符号の説明】
【００９９】
１，１０１…センサーデバイス、２，１０２…センサーモジュール、３…パッケージ、１０，１１０…支持部材、１０ｚ１…第１の支持面、１０ｘ１…第２の支持面、１０ｙ１…第３の支持面、１０ｚ２…第４の支持面、１０ｘ２…第５の支持面、１０ｙ２…第６の支持面、２０ｚ，２０ｘ，２０ｙ…ＩＣチップ、３０…慣性センサーとしてのセンサー素子、３０ｚ…第１センサーユニット、３０ｘ…第２センサーユニット、３０ｙ…第３センサーユニット、３１…基部、３２…支持部、３３，３４…検出用振動腕、３５〜３８…駆動用振動腕、３９ａ〜３９ｆ…端子、４０…フレキシブル配線基板、４０ｚ…第１配線部、４０ｘ…第２配線部、４０ｙ…第３配線部、４１ｘｚ…第１中継部、４１ｘｙ…第２中継部、４１ｚｏ…第３中継部、４５…入出力端子、５０…制御部、５１…記憶部、５２…処理部、５５…入出力部、６１…ベース部材、６１ａ…上面、６２…凹部、６２ｚ…第１内壁面、６２ｘ…第２内壁面、６２ｙ…第３内壁面、６３…蓋部材、６４…接合部材、６７…フランジ、７０ｚ…第１弾性部材、７０ｘ…第２弾性部材、７０ｙ…第３弾性部材、７４…外部端子、７５…内部端子、１１１…第１支持部材、１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ…接合面、１１２…第２支持部材、１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ…接合面、２０１ｘ，２０１ｙ，２０１ｚ…駆動回路、２０２ｘ，２０２ｙ，２０２ｚ…検出回路、３１１…本体部、３１２，３１３…連結腕、３２１，３２２…固定部、３２３，３２４，３２５，３２６…梁部、３３１，３４１，３５１，３６１，３７１，３８１…錘部、３３２，３４２，３５２，３６２，３７２，３８２…質量調整用膜。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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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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