物理量検出デバイス、物理量検出器、および電子機器
【課題】高い検出感度を有する物理量検出デバイスを提供する。
【解決手段】本発明に係る物理量検出デバイス１００は、基部１０と、基部１０に継ぎ手部２０を介して設けられており、物理量の変化に応じて変位する可動部３０を備えている検出部３５と、基部１０から延出しており、可動部３０と間隙を介して可動部３０の周囲に設けられている枠部５０と、を含み、基部１０は、第１固定部８０を備えている第１脚部１２と、第２固定部８２を備えている第２脚部１６と、を含み、枠部５０は、枠固定部８４を備えており、平面視において、第１固定部８０、第２固定部８２、および枠固定部８４に囲まれた範囲Ａ内に、重心Ｇがある。
【解決手段】本発明に係る物理量検出デバイス１００は、基部１０と、基部１０に継ぎ手部２０を介して設けられており、物理量の変化に応じて変位する可動部３０を備えている検出部３５と、基部１０から延出しており、可動部３０と間隙を介して可動部３０の周囲に設けられている枠部５０と、を含み、基部１０は、第１固定部８０を備えている第１脚部１２と、第２固定部８２を備えている第２脚部１６と、を含み、枠部５０は、枠固定部８４を備えており、平面視において、第１固定部８０、第２固定部８２、および枠固定部８４に囲まれた範囲Ａ内に、重心Ｇがある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量検出デバイス、物理量検出器、および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、振動子などの物理量検出素子を用いた物理量検出デバイス（例えば、加速度センサー）が知られている。このような物理量検出デバイスは、検出軸方向へ力が作用することによって物理量検出素子の共振周波数が変化したときに、当該共振周波数の変化から物理量検出デバイスに印加される力（加速度）を検出するように構成されている。
【０００３】
特許文献１には、ベース・アッセンブリ、たわみ、および保証質量を有する支持構造体に、両頭クリスタル音叉変換器（物理量検出素子）の両端を固定させたセンサーが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表平４−５０５５０９号公報
【特許文献２】米国特許第５３３１８５４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、支持構造体をパッケージに固定した場合、支持構造体とパッケージとの線膨張係数の差によって支持構造体に応力が生じ、該応力が支持構造体を介して物理量検出素子に伝達することがある。これにより、物理量検出素子の共振周波数が変動してしまい、物理量検出デバイスの検出感度が低下することがある。
【０００６】
このような応力の伝達を抑制する方法として、特許文献２に開示されているように、物理量検出素子を支持する支持構造体に、保証質量を挟む梁状の屈曲部（脚部）を設け、該支持部によって応力を緩和することが考えられる。
【０００７】
しかしながら、特許文献２に開示された技術では、２つの屈曲部で支持構造体を支持している。そのため、例えば、加速度の印加によって保証質量が変位した際に、屈曲部の根元に捻じれや撓みが生じてしまう場合がある。このような捻じれや撓みが生じると、加速度を検出する感度が低下する場合がある。
【０００８】
本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、高い検出感度を有する物理量検出デバイスを提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、上記物理量検出デバイスを有する物理量検出器および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は前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、以下の態様または適用例として実現することができる。
【００１０】
［適用例１］
本発明に係る物理量検出デバイスは、
基部と、
前記基部に継ぎ手部を介して設けられており、物理量の変化に応じて変位する可動部を備えている検出部と、
前記基部から延出しており、前記可動部と間隙を介して前記可動部の周囲に設けられている枠部と、
を含み、
前記基部は、
第１固定部を備えている第１脚部と、
第２固定部を備えている第２脚部と、を含み、
前記枠部は、枠固定部を備えており、
平面視において、前記第１固定部、前記第２固定部、および前記枠固定部に囲まれた範囲内に、重心がある。
【００１１】
このような物理量検出デバイスによれば、物理量検出デバイスの重心は、平面視において、第１固定部、第２固定部、および枠固定部に囲まれた範囲内にある。これにより、例えば、枠固定部を備えておらず第１固定部および第２固定部のみによって外部部材に固定される場合に比べて、可動部が変位した際に、第１脚部および第２脚部に捻じれや撓みが生じることを抑制できる。その結果、このような物理量検出デバイスは、高い検出感度を有することができる。
【００１２】
さらに、このような物理量検出デバイスによれば、基部は、第１脚部および第２脚部を含み、第１脚部が第１固定部を備え、第２脚部が第２固定部を備えている。そのため、例えば、物理量検出素子が固定されている基部の第１部分に固定部が設けられている場合に比べて、第１固定部および第２固定部がパッケージなどの外部部材に固定されることに起因して第１固定部および第２固定部に発生する応力が、検出部に伝達されることを抑制できる。したがって、このような物理量検出デバイスは、より高い検出感度を有することができる。
【００１３】
［適用例２］
本発明に係る物理量検出デバイスにおいて、
前記枠部は、第３脚部を含み、
前記第３脚部は、前記枠固定部を備えていてもよい。
【００１４】
このような物理量検出デバイスによれば、高い検出感度を有することができる。
【００１５】
［適用例３］
本発明に係る物理量検出デバイスにおいて、
前記枠部は、複数の前記枠固定部を備えており、
前記枠部は、
少なくとも一つの前記枠固定部を備えている第４脚部と、
少なくとも一つの他の前記枠固定部を備えている第５脚部と、を含んでもよい。
【００１６】
このような物理量検出デバイスによれば、高い検出感度を有することができる。
【００１７】
［適用例４］
本発明に係る物理量検出デバイスにおいて、
前記枠部は、前記第４脚部から前記第５脚部まで延出する間が曲がっていてもよい。
【００１８】
このような物理量検出デバイスによれば、第４固定部および第５固定部がパッケージなどの外部部材に固定されることに起因して第４固定部および第５固定部に発生する応力を、検出部に伝達される前に、緩和することができる。
【００１９】
［適用例５］
本発明に係る物理量検出デバイスにおいて、
前記第１脚部は、該第１脚部の根元の部分から前記第１固定部まで延出する間が曲がっており、
前記第２脚部は、該第２脚部の根元の部分から前記第２固定部まで延出する間が曲がっていてもよい。
【００２０】
このような物理量検出デバイスによれば、第１固定部および第２固定部がパッケージなどの外部部材に固定されることに起因して第１固定部および第２固定部に発生する応力を、検出部に伝達される前に緩和することができる。
【００２１】
［適用例６］
本発明に係る物理量検出デバイスにおいて、
前記検出部は、前記基部と前記可動部とに掛け渡されている物理量検出素子を、さらに備えていてもよい。
【００２２】
このような物理量検出デバイスによれば、高い検出感度を有することができる。
【００２３】
［適用例７］
本発明に係る物理量検出器は、
本発明に係る物理量検出デバイスと、
前記物理量検出デバイスを収容しているパッケージと、
を含む。
【００２４】
このような物理量検出機器は、本発明に係る物理量検出デバイスを含むので、高い検出感度を有することができる。
【００２５】
［適用例８］
本発明に係る電子機器は、
本発明に係る物理量検出デバイスを含む。
【００２６】
このような電子機器は、本発明に係る物理量検出デバイスを含むので、高い検出感度を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１の実施形態に係る物理量検出デバイスを模式的に示す斜視図。
【図２】第１の実施形態に係る物理量検出デバイスを模式的に示す平面図。
【図３】第１の実施形態に係る物理量検出デバイスを模式的に示す断面図。
【図４】第１の実施形態に係る物理量検出デバイスの動作を説明するための断面図。
【図５】第１の実施形態に係る物理量検出デバイスの動作を説明するための断面図。
【図６】第１の実施形態の変形例に係る物理量検出デバイスを模式的に示す平面図。
【図７】第２の実施形態に係る物理量検出デバイスを模式的に示す斜視図。
【図８】第２の実施形態に係る物理量検出デバイスを模式的に示す平面図。
【図９】第２の実施形態の第１変形例に係る物理量検出デバイスを模式的に示す平面図。
【図１０】第２の実施形態の第２変形例に係る物理量検出デバイスを模式的に示す平面図。
【図１１】第３の実施形態に係る物理量検出器を模式的に示す平面図。
【図１２】第３の実施形態に係る物理量検出器を模式的に示す断面図。
【図１３】第４の実施形態に係る電子機器を模式的に示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００２９】
１． 第１の実施形態
１．１． 物理量検出デバイス
まず、第１の実施形態に係る物理量検出デバイスについて、図面を参照しながら説明する。図１は、第１の実施形態に係る物理量検出デバイス１００を模式的に示す斜視図である。図２は、第１の実施形態に係る物理量検出デバイス１００を模式的に示す平面図である。図３は、第１の実施形態に係る物理量検出デバイス１００を模式的に示す図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。なお、便宜上、図１〜図３および後述する図４〜図１０では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示している。
【００３０】
物理量検出デバイス１００は、図１〜図３に示すように、基部１０と、継ぎ手部２０と、可動部３０および物理量検出素子４０を備えている検出部３５と、を含むことができる。さらに、物理量検出デバイス１００は、例えば、質量部６０，６２，６４，６６を含むことができる。なお、図２では、質量部６０，６２を透視し、質量部６４，６６を省略して図示している。
【００３１】
基部１０は、第１部分１１と、第２部分１２（第１脚部１２ともいえる）と、第３部分（第２脚部１６ともいえる）と、を含む。
【００３２】
第１部分１１は、継ぎ手部２０が接続され、さらに物理量検出素子４０のベース部４２ａが固定されている部分である。第１部分１１の平面形状は、特に限定されないが、図２に示す例では、長方形である。
【００３３】
第１脚部１２は、第１部分１１から延出している。第１脚部１２は、第１部分１１を支持することができる。
【００３４】
第１脚部１２は、第１固定部８０を備えている。第１固定部８０は、第１脚部１２の先端近傍に設けられている。第１脚部１２は、第１固定部８０において、パッケージや回路基板などの外部部材に固定されることができる。すなわち、第１固定部８０は、第１脚部１２を外部部材に固定するための部分である。第１固定部８０は、平面視において、第１脚部１２を外部部材に固定するために設けられる接合部材と重なる部分であってもよい。第１固定部８０の平面形状は、特に限定されないが、図２に示す例では、円形である。
【００３５】
第１脚部１２は、例えば、第１部分１１から−Ｘ方向に延出している延出部１３ａと、延出部１３ａから＋Ｙ方向に延出している延出部１３ｂと、を備えている。延出部１３ｂは、第１固定部８０を備えることができる。
【００３６】
図示の例では、第１脚部１２は、延出部１３ａと延出部１３ｂとが接続することにより形成された屈曲部１４を備え、曲がった構造となっている。すなわち、第１脚部１２は、第１部分１１から第１固定部８０まで延出する間が曲がっている。つまり、第１脚部１２は、第１脚部１２の根元の部分１５から第１固定部８０まで延出する間が曲がっている。なお、曲がった構造とは、折れ曲がった形、曲線的な形など、真っ直ぐではない形を意味する。
【００３７】
第２脚部１６は、第１部分１１から延出している。第２脚部１６は、第１部分１１を支持することができる。
【００３８】
第２脚部１６は、第２固定部８２を備えている。第２固定部８２は、第２脚部１６の先端近傍に設けられている。第２脚部１６は、第２固定部８２において、パッケージや回路基板などの外部部材に固定されることができる。すなわち、第２固定部８２は、第２脚部１６を外部部材に固定するための部分である。第２固定部８２は、平面視において、第２脚部１６を外部部材に固定するために設けられる接合部材と重なる部分であってもよい。第２固定部８２の平面形状は、特に限定されないが、図２に示す例では、円形である。
【００３９】
第２脚部１６は、例えば、第１部分１１から＋Ｘ方向に延出している延出部１７ａと、延出部１７ａから＋Ｙ方向に延出している延出部１７ｂと、を備えている。延出部１７ｂは、第２固定部８２を備えることができる。
【００４０】
図示の例では、第２脚部１６は、延出部１７ａと延出部１７ｂとが接続することにより形成された屈曲部１８を備え、曲がった構造となっている。すなわち、第２脚部１６は、第１部分１１から第２固定部８２まで延出する間が曲がっている。つまり、第２脚部１６は、第２脚部１６の根元の部分１９から第２固定部８２まで延出する間が曲がっている。
【００４１】
図示の例では、脚部１２，１６は、物理量検出デバイス１００の重心Ｇを通るＹ軸と平行な軸である中心軸（図示せず）に関して、対称に設けられている。また、固定部８０，８２は、重心Ｇを通るＹ軸と平行な軸である中心軸（図示せず）に関して、対称に設けられている。
【００４２】
継ぎ手部２０は、基部１０の第１部分１１と可動部３０との間に設けられ、第１部分１１および可動部３０に接続されている。継ぎ手部２０の厚みは、基部１０の厚み、および可動部３０の厚みよりも小さい。例えば、水晶基板の両主面側からハーフエッチングによって溝部２０ａ，２０ｂ（図３参照）を形成して、継ぎ手部２０を形成することができる。図示の例では、溝部２０ａ，２０ｂは、Ｘ軸に沿って形成されている。継ぎ手部２０は、可動部３０が基部１０に対して変位（回動）する際に、支点（中間ヒンジ）としてＸ軸に沿った回転軸となることができる。
【００４３】
可動部３０は、基部１０の第１部分１１に継ぎ手部２０を介して接続されている。すなわち、可動部３０は、基部１０の第１部分１１に継ぎ手部２０を介して設けられている。図示の例では、可動部３０は、基部１０の第１部分１１から継ぎ手部２０を介して、Ｙ軸に沿って（＋Ｙ方向に）延出している。可動部３０の平面形状は、例えば、四角形である。可動部３０は、板状であり、互いに反対を向く（対向する）主面３０ａ，３０ｂを備えている。可動部３０は、主面３０ａ（３０ｂ）と交差する方向（Ｚ軸方向）に加わる物理量（加速度）の変化に応じて、継ぎ手部２０を支点（回転軸）として主面３０ａと交差する方向（Ｚ軸方向）に変位（回動）可能である。
【００４４】
枠部５０は、基部１０から延出しており、可動部３０と間隙を介して可動部３０の周囲に設けられている。図示の例では、枠部５０は、脚部１２，１６から延出している。
【００４５】
より具体的には、枠部５０は、第１脚部１２から＋Ｙ方向に延出している延出部５１ａと、延出部５１ａから＋Ｘ方向に延出している延出部５１ｂと、延出部５１ｂから−Ｙ方向に延出し第２脚部１６に接続されている延出部５１ｃと、を備えている。基部１０の第１部分１１と延出部５１ｂとの間に可動部３０が配置され、かつ延出部５１ａと延出部５１ｃとの間に可動部３０が配置されている。
【００４６】
枠部５０は、曲がった構造として屈曲した屈曲部５２ａ，５２ｂを備えることができる。図示の例では、屈曲部５２ａは、延出部５１ａと延出部５１ｂとが接続することにより形成されている。屈曲部５２ｂは、延出部５１ｂと延出部５１ｃとが接続することにより形成されている。
【００４７】
枠部５０は、第３固定部（枠固定部）８４を備えている。図示の例では、第３固定部８４は、枠部５０の延出部５１ｂに設けられている。第３固定部８４は、物理量検出デバイス１００の重心Ｇを通るＹ軸と平行な軸である中心軸（図示せず）上に設けられていてもよい。
【００４８】
枠部５０は、第３固定部８４において、パッケージや回路基板などの外部部材に固定されることができる。すなわち、第３固定部８４は、枠部５０を外部部材に固定するための部分である。第３固定部８４は、平面視において、枠部５０を外部部材に固定するために設けられる接合部材と重なる部分であってもよい。第３固定部８４の平面形状は、特に限定されないが、図２に示す例では、円形である。
【００４９】
なお、枠部５０の形状は、基部１０から延出し可動部３０を囲んでいれば、特に限定されず、例えば、図示はしないが、枠部５０は、基部１０の第１部分１１から延出していてもよい。
【００５０】
物理量検出デバイス１００の重心Ｇは、図２に示すように平面視において、固定部８０，８２，８４に囲まれた範囲Ａ内にある。より具体的には、重心Ｇは、平面視において、第１固定部８０の中心と第２固定部８２の中心を結ぶ直線、第２固定部８２の中心と第３固定部８４の中心を結ぶ直線、および第３固定部８４の中心と第１固定部８０の中心を結ぶ直線に囲まれた範囲Ａ（領域Ａ）内に位置している。図２に示す例では、領域Ａの形状は、二等辺三角形であり、重心Ｇは、可動部３０と（より具体的には、物理量検出素子４０のベース部４２ｂと）重なっている。重心Ｇは、平面視において、可動部３０の中心を通るＹ軸に平行な軸（図示せず）上に設けられていてもよい。
【００５１】
なお、物理量検出デバイス１００の重心Ｇが範囲Ａ内に位置していれば、脚部１２，１６の形状、および固定部８０，８２，８４の位置は、特に限定されない。
【００５２】
また、図示はしないが、第１脚部１２は、複数の第１固定部８０を備え、第２脚部１６は、複数の第２固定部８２を備えていてもよい。このような形態では、複数の第１固定部８０、複数の第２固定部８２、および第３固定部８４に囲まれた範囲内に、物理量検出デバイス１００の重心Ｇが位置するように、複数の固定部を配置することができる。このような形態では、例えば質量部６０，６２，６４，６６を備えたことで可動部３０側を積極的に重く構成することが要求される物理量検出デバイス１００に対して、外部部材との固定強度を高めることができ、例えば、耐衝撃性などの信頼性において有効である。
【００５３】
基部１０、継ぎ手部２０、可動部３０、および枠部５０は、例えば、水晶の原石などから所定の角度で切り出された水晶基板を、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によってパターニングすることにより、一体的に形成されている。なお、基部１０、継ぎ手部２０、可動部３０、および枠部５０の材質は、水晶に限定されるものではなく、ガラスやシリコンなどの半導体材料であってもよい。
【００５４】
物理量検出素子４０は、基部１０と可動部３０とに掛け渡されて設けられている。より具体的には、物理量検出素子４０は、基部１０の第１部分１１と可動部３０とに掛け渡されて設けられている。物理量検出素子４０と可動部３０とは、検出部３５を構成することができる。検出部３５は、例えば加速度が印加されることで、検出部３５に発生する物理検出情報が変化する構成であれば、特に限定されない。
【００５５】
例えば、物理量検出素子４０は、振動梁部４１ａ，４１ｂと、ベース部４２ａ，４２ｂと、を少なくとも有することができる。例えば、可動部３０が変位することで、振動梁部４１ａ，４１ｂに力が生じ、振動梁部４１ａ，４１ｂに発生する物理検出情報が変化する。
【００５６】
図示の例では、例えば振動梁部４１ａ，４１ｂは、可動部３０の延出方向に沿って（Ｙ軸に沿って）、ベース部４２ａからベース部４２ｂまで延出している。振動梁部４１ａ，４１ｂの形状は、例えば、角柱状である。振動梁部４１ａ，４１ｂは、振動梁部４１ａ，４１ｂに設けられた励振電極（図示せず）に駆動信号（交流の電圧）が印加されると、Ｘ軸に沿って、互いに離間または近接するように屈曲振動することができる。
【００５７】
ベース部４２ａ，４２ｂは、振動梁部４１ａ，４１ｂの両端に接続されている。図示の例では、ベース部４２ａは、基部１０の主面１０ａ（より具体的には第１部分１１の主面）に接合部材７０を介して固定され、ベース部４２ｂは、可動部３０の主面３０ａ（基部１０の主面１０ａと同じ側の主面）に接合部材７０を介して固定されている。接合部材７０としては、例えば、低融点ガラス、共晶接合可能なＡｕ／Ｓｎ合金被膜を用いる。
【００５８】
なお、振動梁部４１ａ，４１ｂと、基部１０および可動部３０と、の間には、可動部３０の変位時に、振動梁部４１ａ，４１ｂと、基部１０および可動部３０と、が接触しないように、所定の間隙が設けられている。この間隙は、例えば、接合部材７０の厚みで管理されていてもよい。
【００５９】
また、図示はしないが、可動部３０の主面３０ａであって、平面視おいて接合部材７０と振動梁部４１ａ，４１ｂとの間の位置に、可動部３０をハーフエッチングすることにより形成された凹部が形成されていてもよい。例えば、接合部材７０が所定の位置からはみ出した場合に、該凹部によって接合部材７０を受け止めることができ、接合部材７０が振動梁部４１ａ，４１ｂに付着することを抑制できる。
【００６０】
物理量検出素子４０は、上記のように、２本の振動梁部４１ａ，４１ｂと、一対のベース部４２ａ，４２ｂと、を有している。すなわち、物理量検出素子４０は、双音叉素子（双音叉型振動素子）である。
【００６１】
物理量検出素子４０は、例えば、水晶の原石などから所定の角度で切り出された水晶基板を、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によってパターニングすることにより形成される。これにより、振動梁部４１ａ，４１ｂおよびベース部４２ａ，４２ｂを、一体的に形成することができる。
【００６２】
なお、物理量検出素子４０の材質は、水晶に限定されるものではなく、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの圧電材料、または酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの圧電体を皮膜として備えたシリコンなどの半導体材料であってもよい。ただし、物理量検出素子４０は、基部１０および可動部３０との線膨張係数との差を小さくすることを考慮すれば、基部１０および可動部３０の材質と同質にすることが望ましい。
【００６３】
物理量検出素子４０のベース部４２ａ上には、例えば、引き出し電極４４ａ，４４ｂが設けられている。引き出し電極４４ａ，４４ｂは、振動梁部４１ａ，４１ｂに設けられた励振電極（図示せず）と電気的に接続されている。
【００６４】
引き出し電極４４ａ，４４ｂは、例えばＡｕ、Ａｌなどの金属ワイヤー４８によって、第１部分１１の主面１０ａに設けられた接続端子４６ａ，４６ｂと電気的に接続されている。より具体的には、引き出し電極４４ａは、接続端子４６ａと電気的に接続され、引き出し電極４４ｂは、接続端子４６ｂと電気的に接続されている。接続端子４６ａ，４６ｂは、図示しない配線によって、外部接続端子４９ａ，４９ｂと電気的に接続されている。より具体的には、接続端子４６ａは、外部接続端子４９ａと電気的に接続され、接続端子４６ｂは、接続端子４９ｂと電気的に接続されている。外部接続端子４９ａ，４９ｂは、例えば、脚部１２，１６のパッケージなどに実装される側の面（主面１０ａと反対側の基部１０の主面１０ｂ側の面）であって、平面視において、それぞれ固定部８０，８２と重なる位置に設けられている。
【００６５】
励振電極、引き出し電極４４ａ，４４ｂ、接続端子部４６ａ，４６ｂ、および外部接続端子４９ａ，４９ｂとしては、例えば、Ｃｒ層を下地として、その上にＡｕ層を積層した積層体を用いる。励振電極、引き出し電極４４ａ，４４ｂ、接続端子部４６ａ，４６ｂ、および外部接続端子４９ａ，４９ｂは、例えば、スパッタ法などによって導電層（図示せず）を成膜し、該導電層をパターニングすることによって形成される。
【００６６】
質量部６０，６２，６４，６６は、例えば、接合部材７２を介して、可動部３０の主面３０ａ，３０ｂに設けられている。より具体的には、質量部６０，６２は、主面３０ａに設けられ、質量部６４，６６は、主面３０ｂに設けられている。質量部６０，６２，６４，６６の材質としては、例えば、Ｃｕ、Ａｕなどの金属が挙げられる。なお、便宜上、図２では、接合部材７２を透視して図示している。
【００６７】
平面視において、例えば、質量部６０，６２，６４，６６の形状は、長方形であり、質量部６０，６２，６４，６６と固定部８０，８２，８４とは、重なっていない。質量部６０，６２，６４，６６によって、物理量検出デバイス１００に加わる加速度の検出感度を向上させることができる。
【００６８】
接合部材７２としては、例えば、シリコーン樹脂系の熱硬化型接着剤を用いる。接合部材７２は、熱応力抑制の観点から、可動部３０および質量部６０，６２，６４，６６の一部の範囲を接着するように塗布されることが好ましい。
【００６９】
なお、図示はしないが、質量部６０，６２は一体的に形成されることにより、１つの質量部を構成していてもよい。同様に、質量部６４，６６は一体的に形成されることにより、１つの質量部を構成していてもよい。また、主面３０ａ，３０ｂのうち、いずれか一方の主面にのみ、質量部が設けられていてもよい。
【００７０】
次に、物理量検出デバイス１００の動作について説明する。図４および図５は、物理量検出デバイス１００の動作を説明するための断面図である。
【００７１】
図４に示すように、物理量検出デバイス１００に、矢印α１方向の（＋Ｚ方向の）加速度が印加されると、可動部３０には−Ｚ方向に力が作用し、可動部３０は継ぎ手部２０を支点として−Ｚ方向に変位する。これにより、物理量検出素子４０には、Ｙ軸に沿って基部４２ａと基部４２ｂとが互いに離れる方向の力が加わり、振動梁部４１ａ，４１ｂには引っ張り応力が生じる。そのため、振動梁部４１ａ，４１ｂの振動周波数（共振周波数）は、高くなる。
【００７２】
一方、図５に示すように、物理量検出デバイス１００に、矢印α２方向の（−Ｚ方向の）加速度が印加されると、可動部３０には＋Ｚ方向に力が作用し、可動部３０は、継ぎ手部２０を支点として＋Ｚ方向に変位する。これにより、物理量検出素子４０には、Ｙ軸に沿って基部４２ａと基部４２ｂとが互いに近づく方向の力が加わり、振動梁部４１ａ，４１ｂには圧縮応力が生じる。そのため、振動梁部４１ａ，４１ｂの共振周波数は、低くなる。
【００７３】
物理量検出デバイス１００では、上記のような物理量検出素子４０の共振周波数の変化を検出している。より具体的には、物理量検出デバイス１００に加わる加速度は、上記の検出された共振周波数の変化の割合に応じて、ルックアップテーブルなどによって定められた数値に変換することで導出される。
【００７４】
なお、物理量検出デバイス１００を傾斜計に用いた場合には、傾斜の姿勢の変化に応じて、傾斜計に対する重力加速度が加わる方向が変化し、振動梁部４１ａ，４１ｂに引っ張り応力や圧縮応力が生じる。そして、振動梁部４１ａ，４１ｂの共振周波数が変化する。
【００７５】
また、上記の例では、物理量検出素子４０として、いわゆる双音叉素子を用いた例について説明したが、可動部３０の変位に応じて共振周波数が変化すれば、物理量検出素子４０の形態は、特に限定されない。
【００７６】
物理量検出デバイス１００は、例えば、以下の特徴を有する。
【００７７】
物理量検出デバイス１００によれば、物理量検出デバイス１００の重心Ｇは、平面視において、第１固定部８０、第２固定部８２、および第３固定部８４に囲まれた範囲Ａ内にある。これにより、例えば、第３固定部を備えておらず第１固定部および第２固定部のみによって外部部材に固定される場合に比べて、物理量検出デバイス１００は、可動部３０が変位した際に、脚部１２，１６に捻じれや撓みが生じることを抑制できる。その結果、物理量検出デバイス１００は、高い検出感度を有することができる。また、例えば、脚部１２，１６が捻じれることを抑制できるため、捻じれによって脚部に破損が生じることを抑制でき、物理量検出デバイス１００は、高い信頼性を有することができる。また、物理量検出デバイス１００は、例えば、いずれかの方向に傾くことなく安定した姿勢で、パッケージなどの外部部材に固定されることができる。
【００７８】
さらに、物理量検出デバイス１００では、基部１０は、第１脚部１２および第２脚部１６を含み、第１脚部１２が第１固定部８０を備え、第２脚部１６が第２固定部８２を備えている。そのため、例えば、物理量検出素子が固定されている基部の第１部分に固定部が設けられている場合に比べて、固定部８０，８２がパッケージなどの外部部材に固定されることに起因して固定部８０，８２に発生する応力（固定部８０，８２とパッケージとの線膨張係数の差による応力や、固定部８０，８２とパッケージとを接着させる接着剤による応力）が、検出部３５（より具体的には物理量検出素子４０）に伝達されることを抑制できる。したがって、物理量検出デバイス１００は、より高い検出感度を有することができる。
【００７９】
物理量検出デバイス１００によれば、第１脚部１２は、屈曲部１４を備えており、第１脚部１２の根元の部分１５から第１固定部８０まで延出する間が曲がっている。また、第２脚部１６は、屈曲部１８を備えており、第２脚部１６の根元の部分１９から第２固定部８２まで延出する間が曲がっている。そのため、物理量検出デバイス１００では、固定部８０，８２がパッケージなどの外部部材に固定されることに起因して固定部８０，８２に発生する応力を、検出部３５（より具体的には物理量検出素子４０）に伝達される前に緩和することができる。
【００８０】
物理量検出デバイス１００によれば、枠部５０の延出部５１ｂは、第３固定部８４を備えており、枠部５０は、基部１０から第３固定部８４まで延出する間に、屈曲部５２ａまたは屈曲部５２ｂを備えている。そのため、物理量検出デバイス１００では、第３固定部８４がパッケージなどの外部部材に固定されることに起因して第３固定部８４に発生する応力を、物理量検出素子４０に伝達される前に緩和することができる。
【００８１】
なお、図示はしないが、物理量検出デバイス１００の重心Ｇは、範囲Ａ内であって、重心Ｇから固定部８０，８２，８４各々までの距離が等しくなる位置に設けられていてもよい。これにより、例えばより確実に、可動部３０が変位した際に、脚部１２，１６に捻じれや撓みが生じることを抑制できる。
【００８２】
１．２． 変形例
次に、第１の実施形態の変形例に係る物理量検出デバイスについて、図面を参照しながら説明する。図６は、第１の実施形態の変形例に係る物理量検出デバイス１１０を模式的に示す平面図である。なお、便宜上、図６では、質量部６０，６２および接合部材７２を透視し、質量部６４，６６を省略して図示している。
【００８３】
以下、物理量検出デバイス１１０において、上述した物理量検出デバイス１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００８４】
物理量検出デバイス１００では、図２に示すように、枠部５０の延出部５１ｂは、第３固定部８４を備えていた。これに対し、物理量検出デバイス１１０では、図６に示すように、枠部５０は、延出部５１ｂから延出している第３脚部５３を含み、第３脚部５３が第３固定部８４を備えている。
【００８５】
図示の例では、第３脚部５３は、枠部５０の延出部５１ｂから＋Ｙ方向に延出している。枠部５０は、延出部５１ｂと第３脚部５３とが接続することにより形成された屈曲部５４を備え、曲がった構造となっている。第３脚部５３の平面形状は、例えば、図示の例では、長方形である。
【００８６】
なお、物理量検出デバイス１１０の重心Ｇが範囲Ａ内に位置していれば、第３脚部５３の形状および第３固定部８４の位置は、特に限定されない。例えば、第３脚部５３は、延出部５１ａまたは延出部５１ｃから延出していてもよい。
【００８７】
物理量検出デバイス２００によれば、物理量検出デバイス１００と同様に、可動部３０が変位した際に、脚部１２，１６に捻じれや撓みが生じることを抑制できる。
【００８８】
物理量検出デバイス２００によれば、枠部５０は、屈曲部５４を備えている。そのため、物理量検出デバイス２００では、物理量検出デバイス１００に比べて、第３固定部８４がパッケージなどの外部部材に固定されることに起因して第３固定部８４に発生する応力を、物理量検出素子４０に伝達される前に、より緩和することができる。
【００８９】
２． 第２の実施形態
２．１． 物理量検出デバイス
次に、第２の実施形態に係る物理量検出デバイスについて、図面を参照しながら説明する。図７は、第２の実施形態に係る物理量検出デバイス２００を模式的に示す斜視図である。図８は、第２の実施形態に係る物理量検出デバイス２００を模式的に示す平面図である。なお、便宜上、図８では、質量部６０，６２および接合部材７２を透視し、質量部６４，６６を省略して図示している。
【００９０】
以下、物理量検出デバイス２００において、上述した物理量検出デバイス１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００９１】
物理量検出デバイス１００では、図２に示すように、枠部５０の延出部５１ｂは、第３固定部８４を備えていた。これに対し、物理量検出デバイス３００では、図８および図９に示すように、枠部５０は、第４脚部９０および第５脚部９４を含み、第４脚部９０は第４固定部（枠固定部）８６を備え、第５脚部（枠固定部）９４は第５固定部８８を備えている。
【００９２】
第４脚部９０は、例えば、枠部５０の屈曲部５２ａから−Ｘ方向に延出している延出部９１ａと、延出部９１ａから−Ｙ方向に延出している延出部９１ｂと、を備えている。延出部９１ｂは、第４固定部８６を備えることができる。第４固定部８６は、第４脚部９０の先端近傍に設けられている。
【００９３】
図示の例では、第４脚部９０は、延出部９１ａと延出部９１ｂとが接続することにより形成された屈曲部９２を備え、曲がった構造となっている。すなわち、第４脚部９０は、屈曲部５２ａから第４固定部８６まで延出する間が曲がっている。つまり、第４脚部９０は、第４脚部９０の根元の部分９３から第４固定部８６まで延出する間が曲がっている。
【００９４】
第４固定部８６は、第４脚部９０の先端近傍に設けられている。第４脚部９０は、第４固定部８６において、パッケージや回路基板などの外部部材に固定されることができる。すなわち、第４固定部８６は、第４脚部９０を外部部材に固定するための部分である。第４固定部８６は、平面視において、第４脚部９０を外部部材に固定するために設けられる接合部材と重なる部分であってもよい。第４固定部８６の平面形状は、特に限定されないが、図８に示す例では、円形である。
【００９５】
第５脚部９４は、例えば、枠部５０の屈曲部５２ｂから＋Ｘ方向に延出している延出部９５ａと、延出部９５ａから−Ｙ方向に延出している延出部９５ｂと、を備えている。延出部９５ｂは、第５固定部８８を備えることができる。第５固定部８８は、第５脚部９４の先端近傍に設けられている。
【００９６】
図示の例では、第５脚部９４は、延出部９５ａと延出部９５ｂとが接続することにより形成された屈曲部９６を備え、曲がった構造となっている。すなわち、第５脚部９４は、屈曲部５２ｂから第５固定部８８まで延出する間が曲がっている。つまり、第５脚部９４は、第５脚部９４の根元の部分９７から第５固定部８８まで延出する間が曲がっている。
【００９７】
第５固定部８８は、第５脚部９４の先端近傍に設けられている。第５脚部９４は、第５固定部８８において、パッケージや回路基板などの外部部材に固定されることができる。すなわち、第５固定部８８は、第５脚部９４を外部部材に固定するための部分である。第５固定部８８は、平面視において、第５脚部９４を外部部材に固定するために設けられる接合部材と重なる部分であってもよい。第５固定部８８の平面形状は、特に限定されないが、図８に示す例では、円形である。
【００９８】
図示の例では、脚部９０，９４は、物理量検出デバイス２００の重心Ｇを通るＹ軸と平行な軸である中心軸（図示せず）に関して、対称に設けられている。また、固定部８６，８８は、重心Ｇを通るＹ軸と平行な軸である中心軸（図示せず）に関して、対称に設けられている。
【００９９】
物理量検出デバイス２００の重心Ｇは、図８に示すように平面視において、固定部８０，８２，８６，８８に囲まれた範囲Ａ内にある。より具体的には、重心Ｇは、平面視において、第１固定部８０の中心と第２固定部８２の中心を結ぶ直線、第２固定部８２の中心と第５固定部８８の中心を結ぶ直線、第５固定部８８の中心と第４固定部８６の中心を結ぶ直線、および第４固定部８６の中心と第１固定部８０の中心を結ぶ直線に囲まれた範囲Ａ（領域Ａ）内に位置している。図８に示す例では、領域Ａの形状は、長方形であり、重心Ｇは、可動部３０と（より具体的には、物理量検出素子４０のベース部４２ｂと）重なっている。
【０１００】
なお、物理量検出デバイス２００の重心Ｇが範囲Ａ内に位置していれば、脚部９０，９４の形状、および固定部８６，８８の位置は、特に限定されない。例えば、第４脚部９０は、延出部５１ａまたは延出部５１ｂから延出していてもよいし、第５脚部９４は、延出部５１ｂまたは延出部５１ｃから延出していてもよい。
【０１０１】
また、図示はしないが、枠部５０は、複数の枠固定部を備えていてもよい。このような形態では、第１固定部８０、第２固定部８２、および複数の枠固定部に囲まれた範囲内に、物理量検出デバイス２００の重心Ｇが位置するように、複数の固定部を配置することができる。また、枠部５０の延出部（例えば延出部５１ｂ）が枠固定部を備えていてもよい。
【０１０２】
物理量検出デバイス２００は、例えば、以下の特徴を有する。
【０１０３】
物理量検出デバイス２００によれば、物理量検出デバイス２００の重心Ｇは、平面視において、第１固定部８０、第２固定部８２、第４固定部８６、および第５固定部８８に囲まれた範囲Ａ内にある。これにより、例えば、第４固定部および第５固定部を備えておらず第１固定部および第２固定部のみによって外部部材に固定される場合に比べて、物理量検出デバイス２００は、可動部３０が変位した際に、脚部１２，１６に捻じれや撓みが生じることを抑制できる。その結果、物理量検出デバイス２００は、高い検出感度を有することができる。特に、物理量検出デバイス２００では、物理量検出デバイス１００に比べて固定部の数が多いので、より確実に、脚部１２，１６に捻じれが生じることを抑制できる。また、例えば、第１固定部および第２固定部を備えておらず第４固定部および第５固定部のみによって外部部材に固定される場合に比べて、物理量検出デバイス２００は、可動部３０が変位した際に、脚部９０，９４に捻じれや撓みが生じることを抑制できる。
【０１０４】
物理量検出デバイス２００によれば、第４脚部９０は、屈曲部９２を備えており、第４脚部９０の根元の部分９３から第４固定部８６まで延出する間が曲がっている。また、第５脚部９４は、屈曲部９６を備えており、第５脚部９４の根元の部分９７から第５固定部８８まで延出する間が曲がっている。そのため、物理量検出デバイス２００では、固定部８６，８８がパッケージなどの外部部材に固定されることに起因して固定部８６，８８に発生する応力を、検出部３５（より具体的には物理量検出素子４０）に伝達される前に緩和することができる。
【０１０５】
なお、図示はしないが、物理量検出デバイス２００の重心Ｇは、範囲Ａ内であって、重心Ｇから固定部８０，８２，８６，８８各々までの距離が等しくなる位置に設けられていてもよい。これにより、例えばより確実に、可動部３０が変位した際に、脚部１２，１６に捻じれや撓みが生じることを抑制できる。
【０１０６】
また、図示の例では、第４固定部８６と第５固定部８８との間が枠部５０によって連結しているが、第４固定部８６と第５固定部８８との間が枠部５０によって連結されていない構成であってもよい。すなわち第４支持部９０と連結している枠部と、第５支持部９４と連結している枠部とが、分離している構成であってもよい。
【０１０７】
ただし、図８に示すように、第４支持部９０と第５支持部９４との間が枠部５０によって連結された構成であれば、第４固定部８６と第５固定部８８とを外部部材に固定する際に、第４固定部８６と第５固定部８８との間の位置関係にズレが生じ難いので、物理量検出デバイス２００に組み立て精度に起因した応力が発生し難いという効果が得られやすい。
【０１０８】
２．２． 変形例
２．２．１． 第１変形例
次に、第２の実施形態の第１変形例に係る物理量検出デバイスについて、図面を参照しながら説明する。図９は、第２の実施形態の第１変形例に係る物理量検出デバイス２１０を模式的に示す平面図である。なお、便宜上、図９では、質量部６０，６２および接合部材７２を透視し、質量部６４，６６を省略して図示している。
【０１０９】
以下、物理量検出デバイス２１０において、上述した物理量検出デバイス２００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１１０】
物理量検出デバイス２００では、図８に示すように、枠部５０の延出部５１ｂは、Ｘ軸に沿って直線状に延出していた。これに対し、物理量検出デバイス２１０では、図９に示すように、枠部５０の延出部５１ｂは、第４脚部９０から（根元の部分９３から）第５脚部９４まで（根元の部分９７まで）延出する間が曲がっている。
【０１１１】
図示の例では、枠部５０の延出部５１ｂは、往復構造部５５を備えている。往復構造部５５は、例えば、Ｙ軸に沿って往復しながら、Ｘ軸に沿って延出されている。往復構造部５５は、Ｘ軸に沿って延出している第１部分５６ａと、Ｙ軸に沿って延出している第２部分５６ｂと、第１部分５６ａと第２部分５６ｂとが接続することによって形成された屈曲部５７と、を有することができる。第１部分５６ａおよび第２部分５６ｂは、複数設けられ、そのため屈曲部５７も複数設けられている。図示の例では、第１部分５６ａは４つ設けられ、第２部分５６ｂは３つ設けられ、屈曲部５７は６つ設けられている。
【０１１２】
物理量検出デバイス２１０によれば、枠部５０の延出部５１ｂは、第４脚部９０から第５脚部９４まで延出する間が曲がっている。そのため、固定部８６，８８がパッケージなどの外部部材に固定されることに起因して固定部８６，８８に発生する応力を、物理量検出素子４０に伝達される前に、緩和することができる。例えば往復構造部５４は、弾性を有することができ、これにより、いっそう固定部８６，８８に発生する応力を、物理量検出素子４０に伝達される前に緩和することができる。
【０１１３】
２．２．２． 第２変形例
次に、第２の実施形態の第２変形例に係る物理量検出デバイスについて、図面を参照しながら説明する。図１０は、第２の実施形態の第２変形例に係る物理量検出デバイス２２０を模式的に示す平面図である。
【０１１４】
以下、物理量検出デバイス２２０において、上述した物理量検出デバイス２００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１１５】
物理量検出デバイス２００では、図８に示すように、枠部５０は、基部１０の脚部１２，１６から延出していた。また、物理量検出デバイス２００では、枠部５０の脚部９０，９４は、それぞれ枠部５０の屈曲部５２ａ，５２ｂから延出していた。
【０１１６】
これに対し、物理量検出デバイス２２０では、図１０に示すように、枠部５０は、基部１０の第１部分１１から延出している。また、物理量検出デバイス２２０では、脚部９０，９４は、枠部５０の延出部５１ｂから延出している。
【０１１７】
図示の例では、基部１０の第１部分１１は、枠部５０の延出部５１ａ，５１ｃの幅よりも広い幅を有する幅広部２１１を備え、脚部１２，１６は、幅広部２１１から延出している。また、枠部５０の延出部５１ｂは、枠部５０の延出部５１ａ，５１ｃの幅よりも広い幅を有する幅広部２５１を備え、脚部９０，９４は、幅広部２５１から延出している。
【０１１８】
なお、延出部５１ａ，５１ｃの幅とは、延出部５１ａ，５１ｃのＸ軸方向の大きさであり、第１部分１１の幅および延出部５１ｂの幅とは、Ｙ軸方向の大きさである。すなわち、幅広部２１１，２５１のＹ軸方向の大きさは、延出部５１ａ，５１ｃのＸ軸方向の大きさよりも大きい。
【０１１９】
また、物理量検出デバイス２００では、図８に示すように、可動部３０の主面３０ａに質量部６０，６２が固定されていた。これに対し、物理量検出デバイス２２０では、図１０に示すように、可動部３０の主面３０ａには質量部６０が固定されており、質量部６２は設けられていない。
【０１２０】
なお、図１０では、便宜上、質量部６０および接合部材７２を透視して図示している。また、図１０では図示しないが、物理量検出デバイス２２０では、例えば、可動部３０の主面３０ｂ（主面３０ａと反対側の主面）に、質量部６４（図７参照）が固定されており、質量部６６（図７参照）は設けられていない。
【０１２１】
物理量検出デバイス２２０によれば、物理量検出デバイス２００と同様に、可動部３０が変位した際に、脚部１２，１６に捻じれや撓みが生じることを抑制できる。
【０１２２】
３． 第３の実施形態
次に、第３の実施形態に係る物理量検出器について、図面を参照しながら説明する。図１１は、第３の実施形態に係る物理量検出器３００を模式的に示す平面図である。図１２は、第３の実施形態に係る物理量検出器３００を模式的に示す図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線断面図である。なお、便宜上、図１１では、質量部６０，６２および接合部材７２を透視し、質量部６４，６６を省略して図示している。
【０１２３】
物理量検出器３００は、図１１および図１２に示すように、本発明に係る物理量検出デバイスと、パッケージ３１０と、を含む。以下では、本発明に係る物理量検出デバイスとして、物理量検出デバイス１００を用いた例について説明する。
【０１２４】
パッケージ３１０は、物理量検出デバイス１００を収容している。パッケージ３１０は、パッケージベース３２０と、リッド３３０と、を備えることができる。なお、図１１では、便宜上、リッド３３０の図示を省略している。
【０１２５】
パッケージベース３２０には、凹部３２１が形成され、凹部３２１内に物理量検出デバイス１００が配置されている。パッケージベース３２０の平面形状は、凹部３２１内に物理量検出デバイス１００を配置することができれば、特に限定されない。パッケージベース３２０としては、例えば、セラミックグリーンシートを成形して積層し焼成した酸化アルミニウム質焼結体、水晶、ガラス、シリコンなどの材料を用いる。
【０１２６】
パッケージベース３２０は、パッケージベース３２０の内底面（凹部の内側の底面）３２２から、リッド３３０側に突出した段差部３２３を備えることができる。段差部３２３は、固定部８０，８２，８４と重なる位置に設けられ、図示の例では、段差部３２３は、３つ設けられている。例えば、平面視において第１固定部８０と重なる段差部３２３には、内部端子３４０が設けられている。また、平面視において第２固定部８２と重なる段差部３２３には、内部端子３４２が設けられている。
【０１２７】
なお、図示はしないが、例えば４つの固定部を備えた物理量検出デバイス（例えば物理量検出デバイス２００）をパッケージ３１０内に収容する場合は、段差部３２３は、４つ設けられることができる。
【０１２８】
また、図示はしないが、複数の段差部３２３は、平面視において、質量部６０，６２，６４，６６および可動部３０と重ならないように、連続して設けられていてもよい。
【０１２９】
内部端子３４０，３４２は、物理量検出デバイス１００の固定部８０，８２に設けられた外部接続端子４９ａ，４９ｂと対向する位置（平面視において重なる位置）に設けられている。例えば、外部接続端子４９ａは、内部端子３４０と電気的に接続され、外部接続端子４９ｂは、内部端子３４２と電気的に接続されている。
【０１３０】
パッケージベース３２０の外底面（内底面３２２と反対側の面）３２４には、電子機器などの外部部材に実装される際に用いられる外部端子３４４，３４６が設けられている。外部端子３４４，３４６は、図示しない内部配線を介して内部端子３４０，３４２と電気的に接続されている。例えば、外部端子３４４は、内部端子３４０と電気的に接続され、外部端子３４６は、内部端子３４２と電気的に接続されている。
【０１３１】
内部端子３４０，３４２および外部端子３４４，３４６は、Ｗなどのメタライス層に、Ｎｉ、Ａｕなどの皮膜をめっきなどの方法により積層した金属膜からなる。
【０１３２】
パッケージベース３２０には、凹部３２１の底部にパッケージ３１０の内部（キャビティー）を封止する封止部３５０が設けられている。封止部３５０は、パッケージベース３２０に形成された貫通孔３２５内に配置されている。貫通孔３２５は、外底面３２４から内底面３２２まで貫通している。図示の例では、貫通孔３２５は、外底面３２４側の孔径が内底面３２２側の孔径より大きい段付きの形状を有している。封止部３５０は、貫通孔３２５に、例えば、Ａｕ／Ｇｅ合金、はんだなどからなる封止材を配置し、加熱溶融後、固化させることで形成される。封止部３５０は、パッケージ３１０の内部を気密に封止する構成である。
【０１３３】
固定部８０，８２，８４は、接合部材７４を介して、パッケージベース３２０の段差部３２３に固定されている。これにより、物理量検出デバイス１００は、パッケージベース３２０に実装され、パッケージ３１０内に収容される。
【０１３４】
固定部８０，８２が段差部３２３に固定されることにより、固定部８０，８２に設けられた外部接続端子４９ａ，４９ｂと、段差部３２３に設けられた内部端子３４０，３４２とは、接合部材７４を介して、電気的に接続される。接合部材７４としては、例えば、金属フィラーなどの導電性物質が混合されたシリコーン樹脂系の導電性接着剤を用いる。
【０１３５】
リッド３３０は、パッケージベース３２０の凹部３２１を覆って設けられている。リッド３３０の形状は、例えば、板状である。リッド３３０としては、例えば、パッケージベース３２０と同じ材料や、コバール、４２アロイ、ステンレス鋼などの金属を用いる。リッド３３０は、例えば、シームリング、低融点ガラス、接着剤などの接合部材３３２を介して、パッケージベース３１０に接合されている。
【０１３６】
リッド３３０をパッケージベース３１０接合した後、パッケージ３１０の内部が減圧された状態（真空度の高い状態）で、貫通孔３２５内に封止材を配置し、加熱溶融後、固化させて封止部３５０を形成することにより、パッケージ３１０内を気密に封止することができる。パッケージ３１０の内部は、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスが充填されていてもよい。
【０１３７】
物理量検出器３００において、外部端子３４４，３４６、内部端子３４０，３４２、外部接続端子４９ａ，４９ｂ、接続端子４６ａ，４６ｂなどを経由して、物理量検出素子４０の励振電極に駆動信号がされると、物理量検出素子４０の振動梁部４１ａ，４１ｂは、所定の周波数で振動（共振）する。そして、物理量検出器３００は、印加される加速度に応じて変化する物理量検出素子４０の共振周波数を出力信号として、出力することができる。
【０１３８】
物理量検出器３００によれば、上記のように高い検出感度を有する物理量検出デバイス１００を含む。そのため、物理量検出器３００は、高い検出感度を有することができる。
【０１３９】
なお、図示はしないが、物理量検出デバイス１００が配置される凹部は、パッケージベース３２０およびリッド３３０の両方に形成されていてもよいし、リッド３３０にのみ形成されていてもよい。
【０１４０】
４． 第４の実施形態
次に、第４の実施形態に係る電子機器について説明する。以下では、第４の実施形態に係る電子機器として、本発明に係る物理検出デバイス（以下の例では物理検出デバイス１００）を含む傾斜計について、図面を参照しながら説明する。図１３は、第４の実施形態に係る傾斜計４００を模式的に示す斜視図である。
【０１４１】
傾斜計４００は、図１３に示すように、物理量検出デバイス１００を、傾斜センサーとして含んでいる。
【０１４２】
傾斜計４００は、例えば、山の斜面、道路の法面、盛土の擁壁面などの被計測場所に設置される。傾斜計４００は、外部からケーブル４１０を介して電源が供給され、または電源を内蔵し、図示しない駆動回路によって物理量検出デバイス１００に駆動信号が送られている。
【０１４３】
そして、傾斜計４００は、図示しない検出回路によって、物理量検出デバイス１００に加わる重力加速度に応じて変化する共振周波数から、傾斜計４００の姿勢の変化（傾斜計４００に対する重力加速度が加わる方向の変化）を検出し、それを角度に換算して、例えば、無線などで基地局にデータ転送する。これにより、傾斜計４００は、異常の早期発見に貢献することができる。
【０１４４】
傾斜計４００によれば、上記のように検出感度の高い物理量検出デバイス１００を含む。そのため、傾斜計４００は、高い検出感度を有することができる。
【０１４５】
本発明に係る物理量検出デバイスは、上記の傾斜計に限らず、地震計、ナビゲーション装置、姿勢制御装置、ゲームコントローラー、携帯電話などの加速度センサー、傾斜センサーなどとして好適に用いることができ、いずれの場合にも上記実施形態および変形例で説明した効果を奏する電子機器を提供することができる。
【０１４６】
上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。
【０１４７】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１４８】
１０ 基部、１０ａ，１０ｂ 主面、１１ 第１部分、１２ 第１脚部、
１３ａ，１３ｂ 延出部、１４ 屈曲部、１５ 根元の部分、１６ 第２脚部、
１７ａ，１７ｂ 延出部、１８ 屈曲部、１９ 根元の部分、２０ 継ぎ手部、
２０ａ，２０ｂ 溝部、３０ 可動部、３０ａ，３０ｂ 主面、３５ 検出部、
４０ 物理量検出素子、４１ａ，４１ｂ 振動梁部、４２ａ，４２ｂ ベース部、
４４ａ，４４ｂ 引き出し電極、４６ａ，４６ｂ 接続端子、４８ ワイヤー、
４９ａ，４９ｂ 外部接続端子、５０ 枠部、５１ａ，５１ｂ，５１ｃ 延出部、
５２ａ，５２ｂ 屈曲部、５３ 第３脚部、５４ 屈曲部、５５ 往復構造、
５６ａ 第１部分、５６ｂ 第２部分、５７ 屈曲部、６０〜６６ 質量部、
７０〜７４ 接合部材、８０ 第１固定部、８２ 第２固定部、８４ 第３固定部、
８６ 第４固定部、８８ 第５固定部、１００，１１０ 物理量検出デバイス、
２００，２１０ 物理量検出デバイス、２１１ 幅広部、２２０ 物理量検出デバイス、
２５１ 幅広部、３００ 物理量検出器、３１０ パッケージ、
３２０ パッケージベース、３２１ 凹部、３２２ 内底面、３２３ 段差部、
３２４ 外底面、３２５ 貫通孔、３３０ リッド、３３２ 接合部材、
３４０，３４２ 内部端子、３４４，３４６ 外部端子、３５０ 封止部、
４００ 傾斜計、４１０ ケーブル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量検出デバイス、物理量検出器、および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、振動子などの物理量検出素子を用いた物理量検出デバイス（例えば、加速度センサー）が知られている。このような物理量検出デバイスは、検出軸方向へ力が作用することによって物理量検出素子の共振周波数が変化したときに、当該共振周波数の変化から物理量検出デバイスに印加される力（加速度）を検出するように構成されている。
【０００３】
特許文献１には、ベース・アッセンブリ、たわみ、および保証質量を有する支持構造体に、両頭クリスタル音叉変換器（物理量検出素子）の両端を固定させたセンサーが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表平４−５０５５０９号公報
【特許文献２】米国特許第５３３１８５４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、支持構造体をパッケージに固定した場合、支持構造体とパッケージとの線膨張係数の差によって支持構造体に応力が生じ、該応力が支持構造体を介して物理量検出素子に伝達することがある。これにより、物理量検出素子の共振周波数が変動してしまい、物理量検出デバイスの検出感度が低下することがある。
【０００６】
このような応力の伝達を抑制する方法として、特許文献２に開示されているように、物理量検出素子を支持する支持構造体に、保証質量を挟む梁状の屈曲部（脚部）を設け、該支持部によって応力を緩和することが考えられる。
【０００７】
しかしながら、特許文献２に開示された技術では、２つの屈曲部で支持構造体を支持している。そのため、例えば、加速度の印加によって保証質量が変位した際に、屈曲部の根元に捻じれや撓みが生じてしまう場合がある。このような捻じれや撓みが生じると、加速度を検出する感度が低下する場合がある。
【０００８】
本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、高い検出感度を有する物理量検出デバイスを提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、上記物理量検出デバイスを有する物理量検出器および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は前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、以下の態様または適用例として実現することができる。
【００１０】
［適用例１］
本発明に係る物理量検出デバイスは、
基部と、
前記基部に継ぎ手部を介して設けられており、物理量の変化に応じて変位する可動部を備えている検出部と、
前記基部から延出しており、前記可動部と間隙を介して前記可動部の周囲に設けられている枠部と、
を含み、
前記基部は、
第１固定部を備えている第１脚部と、
第２固定部を備えている第２脚部と、を含み、
前記枠部は、枠固定部を備えており、
平面視において、前記第１固定部、前記第２固定部、および前記枠固定部に囲まれた範囲内に、重心がある。
【００１１】
このような物理量検出デバイスによれば、物理量検出デバイスの重心は、平面視において、第１固定部、第２固定部、および枠固定部に囲まれた範囲内にある。これにより、例えば、枠固定部を備えておらず第１固定部および第２固定部のみによって外部部材に固定される場合に比べて、可動部が変位した際に、第１脚部および第２脚部に捻じれや撓みが生じることを抑制できる。その結果、このような物理量検出デバイスは、高い検出感度を有することができる。
【００１２】
さらに、このような物理量検出デバイスによれば、基部は、第１脚部および第２脚部を含み、第１脚部が第１固定部を備え、第２脚部が第２固定部を備えている。そのため、例えば、物理量検出素子が固定されている基部の第１部分に固定部が設けられている場合に比べて、第１固定部および第２固定部がパッケージなどの外部部材に固定されることに起因して第１固定部および第２固定部に発生する応力が、検出部に伝達されることを抑制できる。したがって、このような物理量検出デバイスは、より高い検出感度を有することができる。
【００１３】
［適用例２］
本発明に係る物理量検出デバイスにおいて、
前記枠部は、第３脚部を含み、
前記第３脚部は、前記枠固定部を備えていてもよい。
【００１４】
このような物理量検出デバイスによれば、高い検出感度を有することができる。
【００１５】
［適用例３］
本発明に係る物理量検出デバイスにおいて、
前記枠部は、複数の前記枠固定部を備えており、
前記枠部は、
少なくとも一つの前記枠固定部を備えている第４脚部と、
少なくとも一つの他の前記枠固定部を備えている第５脚部と、を含んでもよい。
【００１６】
このような物理量検出デバイスによれば、高い検出感度を有することができる。
【００１７】
［適用例４］
本発明に係る物理量検出デバイスにおいて、
前記枠部は、前記第４脚部から前記第５脚部まで延出する間が曲がっていてもよい。
【００１８】
このような物理量検出デバイスによれば、第４固定部および第５固定部がパッケージなどの外部部材に固定されることに起因して第４固定部および第５固定部に発生する応力を、検出部に伝達される前に、緩和することができる。
【００１９】
［適用例５］
本発明に係る物理量検出デバイスにおいて、
前記第１脚部は、該第１脚部の根元の部分から前記第１固定部まで延出する間が曲がっており、
前記第２脚部は、該第２脚部の根元の部分から前記第２固定部まで延出する間が曲がっていてもよい。
【００２０】
このような物理量検出デバイスによれば、第１固定部および第２固定部がパッケージなどの外部部材に固定されることに起因して第１固定部および第２固定部に発生する応力を、検出部に伝達される前に緩和することができる。
【００２１】
［適用例６］
本発明に係る物理量検出デバイスにおいて、
前記検出部は、前記基部と前記可動部とに掛け渡されている物理量検出素子を、さらに備えていてもよい。
【００２２】
このような物理量検出デバイスによれば、高い検出感度を有することができる。
【００２３】
［適用例７］
本発明に係る物理量検出器は、
本発明に係る物理量検出デバイスと、
前記物理量検出デバイスを収容しているパッケージと、
を含む。
【００２４】
このような物理量検出機器は、本発明に係る物理量検出デバイスを含むので、高い検出感度を有することができる。
【００２５】
［適用例８］
本発明に係る電子機器は、
本発明に係る物理量検出デバイスを含む。
【００２６】
このような電子機器は、本発明に係る物理量検出デバイスを含むので、高い検出感度を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１の実施形態に係る物理量検出デバイスを模式的に示す斜視図。
【図２】第１の実施形態に係る物理量検出デバイスを模式的に示す平面図。
【図３】第１の実施形態に係る物理量検出デバイスを模式的に示す断面図。
【図４】第１の実施形態に係る物理量検出デバイスの動作を説明するための断面図。
【図５】第１の実施形態に係る物理量検出デバイスの動作を説明するための断面図。
【図６】第１の実施形態の変形例に係る物理量検出デバイスを模式的に示す平面図。
【図７】第２の実施形態に係る物理量検出デバイスを模式的に示す斜視図。
【図８】第２の実施形態に係る物理量検出デバイスを模式的に示す平面図。
【図９】第２の実施形態の第１変形例に係る物理量検出デバイスを模式的に示す平面図。
【図１０】第２の実施形態の第２変形例に係る物理量検出デバイスを模式的に示す平面図。
【図１１】第３の実施形態に係る物理量検出器を模式的に示す平面図。
【図１２】第３の実施形態に係る物理量検出器を模式的に示す断面図。
【図１３】第４の実施形態に係る電子機器を模式的に示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００２９】
１． 第１の実施形態
１．１． 物理量検出デバイス
まず、第１の実施形態に係る物理量検出デバイスについて、図面を参照しながら説明する。図１は、第１の実施形態に係る物理量検出デバイス１００を模式的に示す斜視図である。図２は、第１の実施形態に係る物理量検出デバイス１００を模式的に示す平面図である。図３は、第１の実施形態に係る物理量検出デバイス１００を模式的に示す図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。なお、便宜上、図１〜図３および後述する図４〜図１０では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示している。
【００３０】
物理量検出デバイス１００は、図１〜図３に示すように、基部１０と、継ぎ手部２０と、可動部３０および物理量検出素子４０を備えている検出部３５と、を含むことができる。さらに、物理量検出デバイス１００は、例えば、質量部６０，６２，６４，６６を含むことができる。なお、図２では、質量部６０，６２を透視し、質量部６４，６６を省略して図示している。
【００３１】
基部１０は、第１部分１１と、第２部分１２（第１脚部１２ともいえる）と、第３部分（第２脚部１６ともいえる）と、を含む。
【００３２】
第１部分１１は、継ぎ手部２０が接続され、さらに物理量検出素子４０のベース部４２ａが固定されている部分である。第１部分１１の平面形状は、特に限定されないが、図２に示す例では、長方形である。
【００３３】
第１脚部１２は、第１部分１１から延出している。第１脚部１２は、第１部分１１を支持することができる。
【００３４】
第１脚部１２は、第１固定部８０を備えている。第１固定部８０は、第１脚部１２の先端近傍に設けられている。第１脚部１２は、第１固定部８０において、パッケージや回路基板などの外部部材に固定されることができる。すなわち、第１固定部８０は、第１脚部１２を外部部材に固定するための部分である。第１固定部８０は、平面視において、第１脚部１２を外部部材に固定するために設けられる接合部材と重なる部分であってもよい。第１固定部８０の平面形状は、特に限定されないが、図２に示す例では、円形である。
【００３５】
第１脚部１２は、例えば、第１部分１１から−Ｘ方向に延出している延出部１３ａと、延出部１３ａから＋Ｙ方向に延出している延出部１３ｂと、を備えている。延出部１３ｂは、第１固定部８０を備えることができる。
【００３６】
図示の例では、第１脚部１２は、延出部１３ａと延出部１３ｂとが接続することにより形成された屈曲部１４を備え、曲がった構造となっている。すなわち、第１脚部１２は、第１部分１１から第１固定部８０まで延出する間が曲がっている。つまり、第１脚部１２は、第１脚部１２の根元の部分１５から第１固定部８０まで延出する間が曲がっている。なお、曲がった構造とは、折れ曲がった形、曲線的な形など、真っ直ぐではない形を意味する。
【００３７】
第２脚部１６は、第１部分１１から延出している。第２脚部１６は、第１部分１１を支持することができる。
【００３８】
第２脚部１６は、第２固定部８２を備えている。第２固定部８２は、第２脚部１６の先端近傍に設けられている。第２脚部１６は、第２固定部８２において、パッケージや回路基板などの外部部材に固定されることができる。すなわち、第２固定部８２は、第２脚部１６を外部部材に固定するための部分である。第２固定部８２は、平面視において、第２脚部１６を外部部材に固定するために設けられる接合部材と重なる部分であってもよい。第２固定部８２の平面形状は、特に限定されないが、図２に示す例では、円形である。
【００３９】
第２脚部１６は、例えば、第１部分１１から＋Ｘ方向に延出している延出部１７ａと、延出部１７ａから＋Ｙ方向に延出している延出部１７ｂと、を備えている。延出部１７ｂは、第２固定部８２を備えることができる。
【００４０】
図示の例では、第２脚部１６は、延出部１７ａと延出部１７ｂとが接続することにより形成された屈曲部１８を備え、曲がった構造となっている。すなわち、第２脚部１６は、第１部分１１から第２固定部８２まで延出する間が曲がっている。つまり、第２脚部１６は、第２脚部１６の根元の部分１９から第２固定部８２まで延出する間が曲がっている。
【００４１】
図示の例では、脚部１２，１６は、物理量検出デバイス１００の重心Ｇを通るＹ軸と平行な軸である中心軸（図示せず）に関して、対称に設けられている。また、固定部８０，８２は、重心Ｇを通るＹ軸と平行な軸である中心軸（図示せず）に関して、対称に設けられている。
【００４２】
継ぎ手部２０は、基部１０の第１部分１１と可動部３０との間に設けられ、第１部分１１および可動部３０に接続されている。継ぎ手部２０の厚みは、基部１０の厚み、および可動部３０の厚みよりも小さい。例えば、水晶基板の両主面側からハーフエッチングによって溝部２０ａ，２０ｂ（図３参照）を形成して、継ぎ手部２０を形成することができる。図示の例では、溝部２０ａ，２０ｂは、Ｘ軸に沿って形成されている。継ぎ手部２０は、可動部３０が基部１０に対して変位（回動）する際に、支点（中間ヒンジ）としてＸ軸に沿った回転軸となることができる。
【００４３】
可動部３０は、基部１０の第１部分１１に継ぎ手部２０を介して接続されている。すなわち、可動部３０は、基部１０の第１部分１１に継ぎ手部２０を介して設けられている。図示の例では、可動部３０は、基部１０の第１部分１１から継ぎ手部２０を介して、Ｙ軸に沿って（＋Ｙ方向に）延出している。可動部３０の平面形状は、例えば、四角形である。可動部３０は、板状であり、互いに反対を向く（対向する）主面３０ａ，３０ｂを備えている。可動部３０は、主面３０ａ（３０ｂ）と交差する方向（Ｚ軸方向）に加わる物理量（加速度）の変化に応じて、継ぎ手部２０を支点（回転軸）として主面３０ａと交差する方向（Ｚ軸方向）に変位（回動）可能である。
【００４４】
枠部５０は、基部１０から延出しており、可動部３０と間隙を介して可動部３０の周囲に設けられている。図示の例では、枠部５０は、脚部１２，１６から延出している。
【００４５】
より具体的には、枠部５０は、第１脚部１２から＋Ｙ方向に延出している延出部５１ａと、延出部５１ａから＋Ｘ方向に延出している延出部５１ｂと、延出部５１ｂから−Ｙ方向に延出し第２脚部１６に接続されている延出部５１ｃと、を備えている。基部１０の第１部分１１と延出部５１ｂとの間に可動部３０が配置され、かつ延出部５１ａと延出部５１ｃとの間に可動部３０が配置されている。
【００４６】
枠部５０は、曲がった構造として屈曲した屈曲部５２ａ，５２ｂを備えることができる。図示の例では、屈曲部５２ａは、延出部５１ａと延出部５１ｂとが接続することにより形成されている。屈曲部５２ｂは、延出部５１ｂと延出部５１ｃとが接続することにより形成されている。
【００４７】
枠部５０は、第３固定部（枠固定部）８４を備えている。図示の例では、第３固定部８４は、枠部５０の延出部５１ｂに設けられている。第３固定部８４は、物理量検出デバイス１００の重心Ｇを通るＹ軸と平行な軸である中心軸（図示せず）上に設けられていてもよい。
【００４８】
枠部５０は、第３固定部８４において、パッケージや回路基板などの外部部材に固定されることができる。すなわち、第３固定部８４は、枠部５０を外部部材に固定するための部分である。第３固定部８４は、平面視において、枠部５０を外部部材に固定するために設けられる接合部材と重なる部分であってもよい。第３固定部８４の平面形状は、特に限定されないが、図２に示す例では、円形である。
【００４９】
なお、枠部５０の形状は、基部１０から延出し可動部３０を囲んでいれば、特に限定されず、例えば、図示はしないが、枠部５０は、基部１０の第１部分１１から延出していてもよい。
【００５０】
物理量検出デバイス１００の重心Ｇは、図２に示すように平面視において、固定部８０，８２，８４に囲まれた範囲Ａ内にある。より具体的には、重心Ｇは、平面視において、第１固定部８０の中心と第２固定部８２の中心を結ぶ直線、第２固定部８２の中心と第３固定部８４の中心を結ぶ直線、および第３固定部８４の中心と第１固定部８０の中心を結ぶ直線に囲まれた範囲Ａ（領域Ａ）内に位置している。図２に示す例では、領域Ａの形状は、二等辺三角形であり、重心Ｇは、可動部３０と（より具体的には、物理量検出素子４０のベース部４２ｂと）重なっている。重心Ｇは、平面視において、可動部３０の中心を通るＹ軸に平行な軸（図示せず）上に設けられていてもよい。
【００５１】
なお、物理量検出デバイス１００の重心Ｇが範囲Ａ内に位置していれば、脚部１２，１６の形状、および固定部８０，８２，８４の位置は、特に限定されない。
【００５２】
また、図示はしないが、第１脚部１２は、複数の第１固定部８０を備え、第２脚部１６は、複数の第２固定部８２を備えていてもよい。このような形態では、複数の第１固定部８０、複数の第２固定部８２、および第３固定部８４に囲まれた範囲内に、物理量検出デバイス１００の重心Ｇが位置するように、複数の固定部を配置することができる。このような形態では、例えば質量部６０，６２，６４，６６を備えたことで可動部３０側を積極的に重く構成することが要求される物理量検出デバイス１００に対して、外部部材との固定強度を高めることができ、例えば、耐衝撃性などの信頼性において有効である。
【００５３】
基部１０、継ぎ手部２０、可動部３０、および枠部５０は、例えば、水晶の原石などから所定の角度で切り出された水晶基板を、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によってパターニングすることにより、一体的に形成されている。なお、基部１０、継ぎ手部２０、可動部３０、および枠部５０の材質は、水晶に限定されるものではなく、ガラスやシリコンなどの半導体材料であってもよい。
【００５４】
物理量検出素子４０は、基部１０と可動部３０とに掛け渡されて設けられている。より具体的には、物理量検出素子４０は、基部１０の第１部分１１と可動部３０とに掛け渡されて設けられている。物理量検出素子４０と可動部３０とは、検出部３５を構成することができる。検出部３５は、例えば加速度が印加されることで、検出部３５に発生する物理検出情報が変化する構成であれば、特に限定されない。
【００５５】
例えば、物理量検出素子４０は、振動梁部４１ａ，４１ｂと、ベース部４２ａ，４２ｂと、を少なくとも有することができる。例えば、可動部３０が変位することで、振動梁部４１ａ，４１ｂに力が生じ、振動梁部４１ａ，４１ｂに発生する物理検出情報が変化する。
【００５６】
図示の例では、例えば振動梁部４１ａ，４１ｂは、可動部３０の延出方向に沿って（Ｙ軸に沿って）、ベース部４２ａからベース部４２ｂまで延出している。振動梁部４１ａ，４１ｂの形状は、例えば、角柱状である。振動梁部４１ａ，４１ｂは、振動梁部４１ａ，４１ｂに設けられた励振電極（図示せず）に駆動信号（交流の電圧）が印加されると、Ｘ軸に沿って、互いに離間または近接するように屈曲振動することができる。
【００５７】
ベース部４２ａ，４２ｂは、振動梁部４１ａ，４１ｂの両端に接続されている。図示の例では、ベース部４２ａは、基部１０の主面１０ａ（より具体的には第１部分１１の主面）に接合部材７０を介して固定され、ベース部４２ｂは、可動部３０の主面３０ａ（基部１０の主面１０ａと同じ側の主面）に接合部材７０を介して固定されている。接合部材７０としては、例えば、低融点ガラス、共晶接合可能なＡｕ／Ｓｎ合金被膜を用いる。
【００５８】
なお、振動梁部４１ａ，４１ｂと、基部１０および可動部３０と、の間には、可動部３０の変位時に、振動梁部４１ａ，４１ｂと、基部１０および可動部３０と、が接触しないように、所定の間隙が設けられている。この間隙は、例えば、接合部材７０の厚みで管理されていてもよい。
【００５９】
また、図示はしないが、可動部３０の主面３０ａであって、平面視おいて接合部材７０と振動梁部４１ａ，４１ｂとの間の位置に、可動部３０をハーフエッチングすることにより形成された凹部が形成されていてもよい。例えば、接合部材７０が所定の位置からはみ出した場合に、該凹部によって接合部材７０を受け止めることができ、接合部材７０が振動梁部４１ａ，４１ｂに付着することを抑制できる。
【００６０】
物理量検出素子４０は、上記のように、２本の振動梁部４１ａ，４１ｂと、一対のベース部４２ａ，４２ｂと、を有している。すなわち、物理量検出素子４０は、双音叉素子（双音叉型振動素子）である。
【００６１】
物理量検出素子４０は、例えば、水晶の原石などから所定の角度で切り出された水晶基板を、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によってパターニングすることにより形成される。これにより、振動梁部４１ａ，４１ｂおよびベース部４２ａ，４２ｂを、一体的に形成することができる。
【００６２】
なお、物理量検出素子４０の材質は、水晶に限定されるものではなく、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの圧電材料、または酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの圧電体を皮膜として備えたシリコンなどの半導体材料であってもよい。ただし、物理量検出素子４０は、基部１０および可動部３０との線膨張係数との差を小さくすることを考慮すれば、基部１０および可動部３０の材質と同質にすることが望ましい。
【００６３】
物理量検出素子４０のベース部４２ａ上には、例えば、引き出し電極４４ａ，４４ｂが設けられている。引き出し電極４４ａ，４４ｂは、振動梁部４１ａ，４１ｂに設けられた励振電極（図示せず）と電気的に接続されている。
【００６４】
引き出し電極４４ａ，４４ｂは、例えばＡｕ、Ａｌなどの金属ワイヤー４８によって、第１部分１１の主面１０ａに設けられた接続端子４６ａ，４６ｂと電気的に接続されている。より具体的には、引き出し電極４４ａは、接続端子４６ａと電気的に接続され、引き出し電極４４ｂは、接続端子４６ｂと電気的に接続されている。接続端子４６ａ，４６ｂは、図示しない配線によって、外部接続端子４９ａ，４９ｂと電気的に接続されている。より具体的には、接続端子４６ａは、外部接続端子４９ａと電気的に接続され、接続端子４６ｂは、接続端子４９ｂと電気的に接続されている。外部接続端子４９ａ，４９ｂは、例えば、脚部１２，１６のパッケージなどに実装される側の面（主面１０ａと反対側の基部１０の主面１０ｂ側の面）であって、平面視において、それぞれ固定部８０，８２と重なる位置に設けられている。
【００６５】
励振電極、引き出し電極４４ａ，４４ｂ、接続端子部４６ａ，４６ｂ、および外部接続端子４９ａ，４９ｂとしては、例えば、Ｃｒ層を下地として、その上にＡｕ層を積層した積層体を用いる。励振電極、引き出し電極４４ａ，４４ｂ、接続端子部４６ａ，４６ｂ、および外部接続端子４９ａ，４９ｂは、例えば、スパッタ法などによって導電層（図示せず）を成膜し、該導電層をパターニングすることによって形成される。
【００６６】
質量部６０，６２，６４，６６は、例えば、接合部材７２を介して、可動部３０の主面３０ａ，３０ｂに設けられている。より具体的には、質量部６０，６２は、主面３０ａに設けられ、質量部６４，６６は、主面３０ｂに設けられている。質量部６０，６２，６４，６６の材質としては、例えば、Ｃｕ、Ａｕなどの金属が挙げられる。なお、便宜上、図２では、接合部材７２を透視して図示している。
【００６７】
平面視において、例えば、質量部６０，６２，６４，６６の形状は、長方形であり、質量部６０，６２，６４，６６と固定部８０，８２，８４とは、重なっていない。質量部６０，６２，６４，６６によって、物理量検出デバイス１００に加わる加速度の検出感度を向上させることができる。
【００６８】
接合部材７２としては、例えば、シリコーン樹脂系の熱硬化型接着剤を用いる。接合部材７２は、熱応力抑制の観点から、可動部３０および質量部６０，６２，６４，６６の一部の範囲を接着するように塗布されることが好ましい。
【００６９】
なお、図示はしないが、質量部６０，６２は一体的に形成されることにより、１つの質量部を構成していてもよい。同様に、質量部６４，６６は一体的に形成されることにより、１つの質量部を構成していてもよい。また、主面３０ａ，３０ｂのうち、いずれか一方の主面にのみ、質量部が設けられていてもよい。
【００７０】
次に、物理量検出デバイス１００の動作について説明する。図４および図５は、物理量検出デバイス１００の動作を説明するための断面図である。
【００７１】
図４に示すように、物理量検出デバイス１００に、矢印α１方向の（＋Ｚ方向の）加速度が印加されると、可動部３０には−Ｚ方向に力が作用し、可動部３０は継ぎ手部２０を支点として−Ｚ方向に変位する。これにより、物理量検出素子４０には、Ｙ軸に沿って基部４２ａと基部４２ｂとが互いに離れる方向の力が加わり、振動梁部４１ａ，４１ｂには引っ張り応力が生じる。そのため、振動梁部４１ａ，４１ｂの振動周波数（共振周波数）は、高くなる。
【００７２】
一方、図５に示すように、物理量検出デバイス１００に、矢印α２方向の（−Ｚ方向の）加速度が印加されると、可動部３０には＋Ｚ方向に力が作用し、可動部３０は、継ぎ手部２０を支点として＋Ｚ方向に変位する。これにより、物理量検出素子４０には、Ｙ軸に沿って基部４２ａと基部４２ｂとが互いに近づく方向の力が加わり、振動梁部４１ａ，４１ｂには圧縮応力が生じる。そのため、振動梁部４１ａ，４１ｂの共振周波数は、低くなる。
【００７３】
物理量検出デバイス１００では、上記のような物理量検出素子４０の共振周波数の変化を検出している。より具体的には、物理量検出デバイス１００に加わる加速度は、上記の検出された共振周波数の変化の割合に応じて、ルックアップテーブルなどによって定められた数値に変換することで導出される。
【００７４】
なお、物理量検出デバイス１００を傾斜計に用いた場合には、傾斜の姿勢の変化に応じて、傾斜計に対する重力加速度が加わる方向が変化し、振動梁部４１ａ，４１ｂに引っ張り応力や圧縮応力が生じる。そして、振動梁部４１ａ，４１ｂの共振周波数が変化する。
【００７５】
また、上記の例では、物理量検出素子４０として、いわゆる双音叉素子を用いた例について説明したが、可動部３０の変位に応じて共振周波数が変化すれば、物理量検出素子４０の形態は、特に限定されない。
【００７６】
物理量検出デバイス１００は、例えば、以下の特徴を有する。
【００７７】
物理量検出デバイス１００によれば、物理量検出デバイス１００の重心Ｇは、平面視において、第１固定部８０、第２固定部８２、および第３固定部８４に囲まれた範囲Ａ内にある。これにより、例えば、第３固定部を備えておらず第１固定部および第２固定部のみによって外部部材に固定される場合に比べて、物理量検出デバイス１００は、可動部３０が変位した際に、脚部１２，１６に捻じれや撓みが生じることを抑制できる。その結果、物理量検出デバイス１００は、高い検出感度を有することができる。また、例えば、脚部１２，１６が捻じれることを抑制できるため、捻じれによって脚部に破損が生じることを抑制でき、物理量検出デバイス１００は、高い信頼性を有することができる。また、物理量検出デバイス１００は、例えば、いずれかの方向に傾くことなく安定した姿勢で、パッケージなどの外部部材に固定されることができる。
【００７８】
さらに、物理量検出デバイス１００では、基部１０は、第１脚部１２および第２脚部１６を含み、第１脚部１２が第１固定部８０を備え、第２脚部１６が第２固定部８２を備えている。そのため、例えば、物理量検出素子が固定されている基部の第１部分に固定部が設けられている場合に比べて、固定部８０，８２がパッケージなどの外部部材に固定されることに起因して固定部８０，８２に発生する応力（固定部８０，８２とパッケージとの線膨張係数の差による応力や、固定部８０，８２とパッケージとを接着させる接着剤による応力）が、検出部３５（より具体的には物理量検出素子４０）に伝達されることを抑制できる。したがって、物理量検出デバイス１００は、より高い検出感度を有することができる。
【００７９】
物理量検出デバイス１００によれば、第１脚部１２は、屈曲部１４を備えており、第１脚部１２の根元の部分１５から第１固定部８０まで延出する間が曲がっている。また、第２脚部１６は、屈曲部１８を備えており、第２脚部１６の根元の部分１９から第２固定部８２まで延出する間が曲がっている。そのため、物理量検出デバイス１００では、固定部８０，８２がパッケージなどの外部部材に固定されることに起因して固定部８０，８２に発生する応力を、検出部３５（より具体的には物理量検出素子４０）に伝達される前に緩和することができる。
【００８０】
物理量検出デバイス１００によれば、枠部５０の延出部５１ｂは、第３固定部８４を備えており、枠部５０は、基部１０から第３固定部８４まで延出する間に、屈曲部５２ａまたは屈曲部５２ｂを備えている。そのため、物理量検出デバイス１００では、第３固定部８４がパッケージなどの外部部材に固定されることに起因して第３固定部８４に発生する応力を、物理量検出素子４０に伝達される前に緩和することができる。
【００８１】
なお、図示はしないが、物理量検出デバイス１００の重心Ｇは、範囲Ａ内であって、重心Ｇから固定部８０，８２，８４各々までの距離が等しくなる位置に設けられていてもよい。これにより、例えばより確実に、可動部３０が変位した際に、脚部１２，１６に捻じれや撓みが生じることを抑制できる。
【００８２】
１．２． 変形例
次に、第１の実施形態の変形例に係る物理量検出デバイスについて、図面を参照しながら説明する。図６は、第１の実施形態の変形例に係る物理量検出デバイス１１０を模式的に示す平面図である。なお、便宜上、図６では、質量部６０，６２および接合部材７２を透視し、質量部６４，６６を省略して図示している。
【００８３】
以下、物理量検出デバイス１１０において、上述した物理量検出デバイス１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００８４】
物理量検出デバイス１００では、図２に示すように、枠部５０の延出部５１ｂは、第３固定部８４を備えていた。これに対し、物理量検出デバイス１１０では、図６に示すように、枠部５０は、延出部５１ｂから延出している第３脚部５３を含み、第３脚部５３が第３固定部８４を備えている。
【００８５】
図示の例では、第３脚部５３は、枠部５０の延出部５１ｂから＋Ｙ方向に延出している。枠部５０は、延出部５１ｂと第３脚部５３とが接続することにより形成された屈曲部５４を備え、曲がった構造となっている。第３脚部５３の平面形状は、例えば、図示の例では、長方形である。
【００８６】
なお、物理量検出デバイス１１０の重心Ｇが範囲Ａ内に位置していれば、第３脚部５３の形状および第３固定部８４の位置は、特に限定されない。例えば、第３脚部５３は、延出部５１ａまたは延出部５１ｃから延出していてもよい。
【００８７】
物理量検出デバイス２００によれば、物理量検出デバイス１００と同様に、可動部３０が変位した際に、脚部１２，１６に捻じれや撓みが生じることを抑制できる。
【００８８】
物理量検出デバイス２００によれば、枠部５０は、屈曲部５４を備えている。そのため、物理量検出デバイス２００では、物理量検出デバイス１００に比べて、第３固定部８４がパッケージなどの外部部材に固定されることに起因して第３固定部８４に発生する応力を、物理量検出素子４０に伝達される前に、より緩和することができる。
【００８９】
２． 第２の実施形態
２．１． 物理量検出デバイス
次に、第２の実施形態に係る物理量検出デバイスについて、図面を参照しながら説明する。図７は、第２の実施形態に係る物理量検出デバイス２００を模式的に示す斜視図である。図８は、第２の実施形態に係る物理量検出デバイス２００を模式的に示す平面図である。なお、便宜上、図８では、質量部６０，６２および接合部材７２を透視し、質量部６４，６６を省略して図示している。
【００９０】
以下、物理量検出デバイス２００において、上述した物理量検出デバイス１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００９１】
物理量検出デバイス１００では、図２に示すように、枠部５０の延出部５１ｂは、第３固定部８４を備えていた。これに対し、物理量検出デバイス３００では、図８および図９に示すように、枠部５０は、第４脚部９０および第５脚部９４を含み、第４脚部９０は第４固定部（枠固定部）８６を備え、第５脚部（枠固定部）９４は第５固定部８８を備えている。
【００９２】
第４脚部９０は、例えば、枠部５０の屈曲部５２ａから−Ｘ方向に延出している延出部９１ａと、延出部９１ａから−Ｙ方向に延出している延出部９１ｂと、を備えている。延出部９１ｂは、第４固定部８６を備えることができる。第４固定部８６は、第４脚部９０の先端近傍に設けられている。
【００９３】
図示の例では、第４脚部９０は、延出部９１ａと延出部９１ｂとが接続することにより形成された屈曲部９２を備え、曲がった構造となっている。すなわち、第４脚部９０は、屈曲部５２ａから第４固定部８６まで延出する間が曲がっている。つまり、第４脚部９０は、第４脚部９０の根元の部分９３から第４固定部８６まで延出する間が曲がっている。
【００９４】
第４固定部８６は、第４脚部９０の先端近傍に設けられている。第４脚部９０は、第４固定部８６において、パッケージや回路基板などの外部部材に固定されることができる。すなわち、第４固定部８６は、第４脚部９０を外部部材に固定するための部分である。第４固定部８６は、平面視において、第４脚部９０を外部部材に固定するために設けられる接合部材と重なる部分であってもよい。第４固定部８６の平面形状は、特に限定されないが、図８に示す例では、円形である。
【００９５】
第５脚部９４は、例えば、枠部５０の屈曲部５２ｂから＋Ｘ方向に延出している延出部９５ａと、延出部９５ａから−Ｙ方向に延出している延出部９５ｂと、を備えている。延出部９５ｂは、第５固定部８８を備えることができる。第５固定部８８は、第５脚部９４の先端近傍に設けられている。
【００９６】
図示の例では、第５脚部９４は、延出部９５ａと延出部９５ｂとが接続することにより形成された屈曲部９６を備え、曲がった構造となっている。すなわち、第５脚部９４は、屈曲部５２ｂから第５固定部８８まで延出する間が曲がっている。つまり、第５脚部９４は、第５脚部９４の根元の部分９７から第５固定部８８まで延出する間が曲がっている。
【００９７】
第５固定部８８は、第５脚部９４の先端近傍に設けられている。第５脚部９４は、第５固定部８８において、パッケージや回路基板などの外部部材に固定されることができる。すなわち、第５固定部８８は、第５脚部９４を外部部材に固定するための部分である。第５固定部８８は、平面視において、第５脚部９４を外部部材に固定するために設けられる接合部材と重なる部分であってもよい。第５固定部８８の平面形状は、特に限定されないが、図８に示す例では、円形である。
【００９８】
図示の例では、脚部９０，９４は、物理量検出デバイス２００の重心Ｇを通るＹ軸と平行な軸である中心軸（図示せず）に関して、対称に設けられている。また、固定部８６，８８は、重心Ｇを通るＹ軸と平行な軸である中心軸（図示せず）に関して、対称に設けられている。
【００９９】
物理量検出デバイス２００の重心Ｇは、図８に示すように平面視において、固定部８０，８２，８６，８８に囲まれた範囲Ａ内にある。より具体的には、重心Ｇは、平面視において、第１固定部８０の中心と第２固定部８２の中心を結ぶ直線、第２固定部８２の中心と第５固定部８８の中心を結ぶ直線、第５固定部８８の中心と第４固定部８６の中心を結ぶ直線、および第４固定部８６の中心と第１固定部８０の中心を結ぶ直線に囲まれた範囲Ａ（領域Ａ）内に位置している。図８に示す例では、領域Ａの形状は、長方形であり、重心Ｇは、可動部３０と（より具体的には、物理量検出素子４０のベース部４２ｂと）重なっている。
【０１００】
なお、物理量検出デバイス２００の重心Ｇが範囲Ａ内に位置していれば、脚部９０，９４の形状、および固定部８６，８８の位置は、特に限定されない。例えば、第４脚部９０は、延出部５１ａまたは延出部５１ｂから延出していてもよいし、第５脚部９４は、延出部５１ｂまたは延出部５１ｃから延出していてもよい。
【０１０１】
また、図示はしないが、枠部５０は、複数の枠固定部を備えていてもよい。このような形態では、第１固定部８０、第２固定部８２、および複数の枠固定部に囲まれた範囲内に、物理量検出デバイス２００の重心Ｇが位置するように、複数の固定部を配置することができる。また、枠部５０の延出部（例えば延出部５１ｂ）が枠固定部を備えていてもよい。
【０１０２】
物理量検出デバイス２００は、例えば、以下の特徴を有する。
【０１０３】
物理量検出デバイス２００によれば、物理量検出デバイス２００の重心Ｇは、平面視において、第１固定部８０、第２固定部８２、第４固定部８６、および第５固定部８８に囲まれた範囲Ａ内にある。これにより、例えば、第４固定部および第５固定部を備えておらず第１固定部および第２固定部のみによって外部部材に固定される場合に比べて、物理量検出デバイス２００は、可動部３０が変位した際に、脚部１２，１６に捻じれや撓みが生じることを抑制できる。その結果、物理量検出デバイス２００は、高い検出感度を有することができる。特に、物理量検出デバイス２００では、物理量検出デバイス１００に比べて固定部の数が多いので、より確実に、脚部１２，１６に捻じれが生じることを抑制できる。また、例えば、第１固定部および第２固定部を備えておらず第４固定部および第５固定部のみによって外部部材に固定される場合に比べて、物理量検出デバイス２００は、可動部３０が変位した際に、脚部９０，９４に捻じれや撓みが生じることを抑制できる。
【０１０４】
物理量検出デバイス２００によれば、第４脚部９０は、屈曲部９２を備えており、第４脚部９０の根元の部分９３から第４固定部８６まで延出する間が曲がっている。また、第５脚部９４は、屈曲部９６を備えており、第５脚部９４の根元の部分９７から第５固定部８８まで延出する間が曲がっている。そのため、物理量検出デバイス２００では、固定部８６，８８がパッケージなどの外部部材に固定されることに起因して固定部８６，８８に発生する応力を、検出部３５（より具体的には物理量検出素子４０）に伝達される前に緩和することができる。
【０１０５】
なお、図示はしないが、物理量検出デバイス２００の重心Ｇは、範囲Ａ内であって、重心Ｇから固定部８０，８２，８６，８８各々までの距離が等しくなる位置に設けられていてもよい。これにより、例えばより確実に、可動部３０が変位した際に、脚部１２，１６に捻じれや撓みが生じることを抑制できる。
【０１０６】
また、図示の例では、第４固定部８６と第５固定部８８との間が枠部５０によって連結しているが、第４固定部８６と第５固定部８８との間が枠部５０によって連結されていない構成であってもよい。すなわち第４支持部９０と連結している枠部と、第５支持部９４と連結している枠部とが、分離している構成であってもよい。
【０１０７】
ただし、図８に示すように、第４支持部９０と第５支持部９４との間が枠部５０によって連結された構成であれば、第４固定部８６と第５固定部８８とを外部部材に固定する際に、第４固定部８６と第５固定部８８との間の位置関係にズレが生じ難いので、物理量検出デバイス２００に組み立て精度に起因した応力が発生し難いという効果が得られやすい。
【０１０８】
２．２． 変形例
２．２．１． 第１変形例
次に、第２の実施形態の第１変形例に係る物理量検出デバイスについて、図面を参照しながら説明する。図９は、第２の実施形態の第１変形例に係る物理量検出デバイス２１０を模式的に示す平面図である。なお、便宜上、図９では、質量部６０，６２および接合部材７２を透視し、質量部６４，６６を省略して図示している。
【０１０９】
以下、物理量検出デバイス２１０において、上述した物理量検出デバイス２００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１１０】
物理量検出デバイス２００では、図８に示すように、枠部５０の延出部５１ｂは、Ｘ軸に沿って直線状に延出していた。これに対し、物理量検出デバイス２１０では、図９に示すように、枠部５０の延出部５１ｂは、第４脚部９０から（根元の部分９３から）第５脚部９４まで（根元の部分９７まで）延出する間が曲がっている。
【０１１１】
図示の例では、枠部５０の延出部５１ｂは、往復構造部５５を備えている。往復構造部５５は、例えば、Ｙ軸に沿って往復しながら、Ｘ軸に沿って延出されている。往復構造部５５は、Ｘ軸に沿って延出している第１部分５６ａと、Ｙ軸に沿って延出している第２部分５６ｂと、第１部分５６ａと第２部分５６ｂとが接続することによって形成された屈曲部５７と、を有することができる。第１部分５６ａおよび第２部分５６ｂは、複数設けられ、そのため屈曲部５７も複数設けられている。図示の例では、第１部分５６ａは４つ設けられ、第２部分５６ｂは３つ設けられ、屈曲部５７は６つ設けられている。
【０１１２】
物理量検出デバイス２１０によれば、枠部５０の延出部５１ｂは、第４脚部９０から第５脚部９４まで延出する間が曲がっている。そのため、固定部８６，８８がパッケージなどの外部部材に固定されることに起因して固定部８６，８８に発生する応力を、物理量検出素子４０に伝達される前に、緩和することができる。例えば往復構造部５４は、弾性を有することができ、これにより、いっそう固定部８６，８８に発生する応力を、物理量検出素子４０に伝達される前に緩和することができる。
【０１１３】
２．２．２． 第２変形例
次に、第２の実施形態の第２変形例に係る物理量検出デバイスについて、図面を参照しながら説明する。図１０は、第２の実施形態の第２変形例に係る物理量検出デバイス２２０を模式的に示す平面図である。
【０１１４】
以下、物理量検出デバイス２２０において、上述した物理量検出デバイス２００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１１５】
物理量検出デバイス２００では、図８に示すように、枠部５０は、基部１０の脚部１２，１６から延出していた。また、物理量検出デバイス２００では、枠部５０の脚部９０，９４は、それぞれ枠部５０の屈曲部５２ａ，５２ｂから延出していた。
【０１１６】
これに対し、物理量検出デバイス２２０では、図１０に示すように、枠部５０は、基部１０の第１部分１１から延出している。また、物理量検出デバイス２２０では、脚部９０，９４は、枠部５０の延出部５１ｂから延出している。
【０１１７】
図示の例では、基部１０の第１部分１１は、枠部５０の延出部５１ａ，５１ｃの幅よりも広い幅を有する幅広部２１１を備え、脚部１２，１６は、幅広部２１１から延出している。また、枠部５０の延出部５１ｂは、枠部５０の延出部５１ａ，５１ｃの幅よりも広い幅を有する幅広部２５１を備え、脚部９０，９４は、幅広部２５１から延出している。
【０１１８】
なお、延出部５１ａ，５１ｃの幅とは、延出部５１ａ，５１ｃのＸ軸方向の大きさであり、第１部分１１の幅および延出部５１ｂの幅とは、Ｙ軸方向の大きさである。すなわち、幅広部２１１，２５１のＹ軸方向の大きさは、延出部５１ａ，５１ｃのＸ軸方向の大きさよりも大きい。
【０１１９】
また、物理量検出デバイス２００では、図８に示すように、可動部３０の主面３０ａに質量部６０，６２が固定されていた。これに対し、物理量検出デバイス２２０では、図１０に示すように、可動部３０の主面３０ａには質量部６０が固定されており、質量部６２は設けられていない。
【０１２０】
なお、図１０では、便宜上、質量部６０および接合部材７２を透視して図示している。また、図１０では図示しないが、物理量検出デバイス２２０では、例えば、可動部３０の主面３０ｂ（主面３０ａと反対側の主面）に、質量部６４（図７参照）が固定されており、質量部６６（図７参照）は設けられていない。
【０１２１】
物理量検出デバイス２２０によれば、物理量検出デバイス２００と同様に、可動部３０が変位した際に、脚部１２，１６に捻じれや撓みが生じることを抑制できる。
【０１２２】
３． 第３の実施形態
次に、第３の実施形態に係る物理量検出器について、図面を参照しながら説明する。図１１は、第３の実施形態に係る物理量検出器３００を模式的に示す平面図である。図１２は、第３の実施形態に係る物理量検出器３００を模式的に示す図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線断面図である。なお、便宜上、図１１では、質量部６０，６２および接合部材７２を透視し、質量部６４，６６を省略して図示している。
【０１２３】
物理量検出器３００は、図１１および図１２に示すように、本発明に係る物理量検出デバイスと、パッケージ３１０と、を含む。以下では、本発明に係る物理量検出デバイスとして、物理量検出デバイス１００を用いた例について説明する。
【０１２４】
パッケージ３１０は、物理量検出デバイス１００を収容している。パッケージ３１０は、パッケージベース３２０と、リッド３３０と、を備えることができる。なお、図１１では、便宜上、リッド３３０の図示を省略している。
【０１２５】
パッケージベース３２０には、凹部３２１が形成され、凹部３２１内に物理量検出デバイス１００が配置されている。パッケージベース３２０の平面形状は、凹部３２１内に物理量検出デバイス１００を配置することができれば、特に限定されない。パッケージベース３２０としては、例えば、セラミックグリーンシートを成形して積層し焼成した酸化アルミニウム質焼結体、水晶、ガラス、シリコンなどの材料を用いる。
【０１２６】
パッケージベース３２０は、パッケージベース３２０の内底面（凹部の内側の底面）３２２から、リッド３３０側に突出した段差部３２３を備えることができる。段差部３２３は、固定部８０，８２，８４と重なる位置に設けられ、図示の例では、段差部３２３は、３つ設けられている。例えば、平面視において第１固定部８０と重なる段差部３２３には、内部端子３４０が設けられている。また、平面視において第２固定部８２と重なる段差部３２３には、内部端子３４２が設けられている。
【０１２７】
なお、図示はしないが、例えば４つの固定部を備えた物理量検出デバイス（例えば物理量検出デバイス２００）をパッケージ３１０内に収容する場合は、段差部３２３は、４つ設けられることができる。
【０１２８】
また、図示はしないが、複数の段差部３２３は、平面視において、質量部６０，６２，６４，６６および可動部３０と重ならないように、連続して設けられていてもよい。
【０１２９】
内部端子３４０，３４２は、物理量検出デバイス１００の固定部８０，８２に設けられた外部接続端子４９ａ，４９ｂと対向する位置（平面視において重なる位置）に設けられている。例えば、外部接続端子４９ａは、内部端子３４０と電気的に接続され、外部接続端子４９ｂは、内部端子３４２と電気的に接続されている。
【０１３０】
パッケージベース３２０の外底面（内底面３２２と反対側の面）３２４には、電子機器などの外部部材に実装される際に用いられる外部端子３４４，３４６が設けられている。外部端子３４４，３４６は、図示しない内部配線を介して内部端子３４０，３４２と電気的に接続されている。例えば、外部端子３４４は、内部端子３４０と電気的に接続され、外部端子３４６は、内部端子３４２と電気的に接続されている。
【０１３１】
内部端子３４０，３４２および外部端子３４４，３４６は、Ｗなどのメタライス層に、Ｎｉ、Ａｕなどの皮膜をめっきなどの方法により積層した金属膜からなる。
【０１３２】
パッケージベース３２０には、凹部３２１の底部にパッケージ３１０の内部（キャビティー）を封止する封止部３５０が設けられている。封止部３５０は、パッケージベース３２０に形成された貫通孔３２５内に配置されている。貫通孔３２５は、外底面３２４から内底面３２２まで貫通している。図示の例では、貫通孔３２５は、外底面３２４側の孔径が内底面３２２側の孔径より大きい段付きの形状を有している。封止部３５０は、貫通孔３２５に、例えば、Ａｕ／Ｇｅ合金、はんだなどからなる封止材を配置し、加熱溶融後、固化させることで形成される。封止部３５０は、パッケージ３１０の内部を気密に封止する構成である。
【０１３３】
固定部８０，８２，８４は、接合部材７４を介して、パッケージベース３２０の段差部３２３に固定されている。これにより、物理量検出デバイス１００は、パッケージベース３２０に実装され、パッケージ３１０内に収容される。
【０１３４】
固定部８０，８２が段差部３２３に固定されることにより、固定部８０，８２に設けられた外部接続端子４９ａ，４９ｂと、段差部３２３に設けられた内部端子３４０，３４２とは、接合部材７４を介して、電気的に接続される。接合部材７４としては、例えば、金属フィラーなどの導電性物質が混合されたシリコーン樹脂系の導電性接着剤を用いる。
【０１３５】
リッド３３０は、パッケージベース３２０の凹部３２１を覆って設けられている。リッド３３０の形状は、例えば、板状である。リッド３３０としては、例えば、パッケージベース３２０と同じ材料や、コバール、４２アロイ、ステンレス鋼などの金属を用いる。リッド３３０は、例えば、シームリング、低融点ガラス、接着剤などの接合部材３３２を介して、パッケージベース３１０に接合されている。
【０１３６】
リッド３３０をパッケージベース３１０接合した後、パッケージ３１０の内部が減圧された状態（真空度の高い状態）で、貫通孔３２５内に封止材を配置し、加熱溶融後、固化させて封止部３５０を形成することにより、パッケージ３１０内を気密に封止することができる。パッケージ３１０の内部は、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスが充填されていてもよい。
【０１３７】
物理量検出器３００において、外部端子３４４，３４６、内部端子３４０，３４２、外部接続端子４９ａ，４９ｂ、接続端子４６ａ，４６ｂなどを経由して、物理量検出素子４０の励振電極に駆動信号がされると、物理量検出素子４０の振動梁部４１ａ，４１ｂは、所定の周波数で振動（共振）する。そして、物理量検出器３００は、印加される加速度に応じて変化する物理量検出素子４０の共振周波数を出力信号として、出力することができる。
【０１３８】
物理量検出器３００によれば、上記のように高い検出感度を有する物理量検出デバイス１００を含む。そのため、物理量検出器３００は、高い検出感度を有することができる。
【０１３９】
なお、図示はしないが、物理量検出デバイス１００が配置される凹部は、パッケージベース３２０およびリッド３３０の両方に形成されていてもよいし、リッド３３０にのみ形成されていてもよい。
【０１４０】
４． 第４の実施形態
次に、第４の実施形態に係る電子機器について説明する。以下では、第４の実施形態に係る電子機器として、本発明に係る物理検出デバイス（以下の例では物理検出デバイス１００）を含む傾斜計について、図面を参照しながら説明する。図１３は、第４の実施形態に係る傾斜計４００を模式的に示す斜視図である。
【０１４１】
傾斜計４００は、図１３に示すように、物理量検出デバイス１００を、傾斜センサーとして含んでいる。
【０１４２】
傾斜計４００は、例えば、山の斜面、道路の法面、盛土の擁壁面などの被計測場所に設置される。傾斜計４００は、外部からケーブル４１０を介して電源が供給され、または電源を内蔵し、図示しない駆動回路によって物理量検出デバイス１００に駆動信号が送られている。
【０１４３】
そして、傾斜計４００は、図示しない検出回路によって、物理量検出デバイス１００に加わる重力加速度に応じて変化する共振周波数から、傾斜計４００の姿勢の変化（傾斜計４００に対する重力加速度が加わる方向の変化）を検出し、それを角度に換算して、例えば、無線などで基地局にデータ転送する。これにより、傾斜計４００は、異常の早期発見に貢献することができる。
【０１４４】
傾斜計４００によれば、上記のように検出感度の高い物理量検出デバイス１００を含む。そのため、傾斜計４００は、高い検出感度を有することができる。
【０１４５】
本発明に係る物理量検出デバイスは、上記の傾斜計に限らず、地震計、ナビゲーション装置、姿勢制御装置、ゲームコントローラー、携帯電話などの加速度センサー、傾斜センサーなどとして好適に用いることができ、いずれの場合にも上記実施形態および変形例で説明した効果を奏する電子機器を提供することができる。
【０１４６】
上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。
【０１４７】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１４８】
１０ 基部、１０ａ，１０ｂ 主面、１１ 第１部分、１２ 第１脚部、
１３ａ，１３ｂ 延出部、１４ 屈曲部、１５ 根元の部分、１６ 第２脚部、
１７ａ，１７ｂ 延出部、１８ 屈曲部、１９ 根元の部分、２０ 継ぎ手部、
２０ａ，２０ｂ 溝部、３０ 可動部、３０ａ，３０ｂ 主面、３５ 検出部、
４０ 物理量検出素子、４１ａ，４１ｂ 振動梁部、４２ａ，４２ｂ ベース部、
４４ａ，４４ｂ 引き出し電極、４６ａ，４６ｂ 接続端子、４８ ワイヤー、
４９ａ，４９ｂ 外部接続端子、５０ 枠部、５１ａ，５１ｂ，５１ｃ 延出部、
５２ａ，５２ｂ 屈曲部、５３ 第３脚部、５４ 屈曲部、５５ 往復構造、
５６ａ 第１部分、５６ｂ 第２部分、５７ 屈曲部、６０〜６６ 質量部、
７０〜７４ 接合部材、８０ 第１固定部、８２ 第２固定部、８４ 第３固定部、
８６ 第４固定部、８８ 第５固定部、１００，１１０ 物理量検出デバイス、
２００，２１０ 物理量検出デバイス、２１１ 幅広部、２２０ 物理量検出デバイス、
２５１ 幅広部、３００ 物理量検出器、３１０ パッケージ、
３２０ パッケージベース、３２１ 凹部、３２２ 内底面、３２３ 段差部、
３２４ 外底面、３２５ 貫通孔、３３０ リッド、３３２ 接合部材、
３４０，３４２ 内部端子、３４４，３４６ 外部端子、３５０ 封止部、
４００ 傾斜計、４１０ ケーブル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、
前記基部に継ぎ手部を介して設けられており、物理量の変化に応じて変位する可動部を備えている検出部と、
前記基部から延出しており、前記可動部と間隙を介して前記可動部の周囲に設けられている枠部と、
を含み、
前記基部は、
第１固定部を備えている第１脚部と、
第２固定部を備えている第２脚部と、を含み、
前記枠部は、枠固定部を備えており、
平面視において、前記第１固定部、前記第２固定部、および前記枠固定部に囲まれた範囲内に、重心がある、物理量検出デバイス。
【請求項２】
請求項１において、
前記枠部は、第３脚部を含み、
前記第３脚部は、前記枠固定部を備えている、物理量検出デバイス。
【請求項３】
請求項１において、
前記枠部は、複数の前記枠固定部を備えており、
前記枠部は、
少なくとも一つの前記枠固定部を備えている第４脚部と、
少なくとも一つの他の前記枠固定部を備えている第５脚部と、を含む、物理量検出デバイス。
【請求項４】
請求項３において、
前記枠部は、前記第４脚部から前記第５脚部まで延出する間が曲がっている、物理量検出デバイス。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、
前記第１脚部は、該第１脚部の根元の部分から前記第１固定部まで延出する間が曲がっており、
前記第２脚部は、該第２脚部の根元の部分から前記第２固定部まで延出する間が曲がっている、物理量検出デバイス。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項において、
前記検出部は、前記基部と前記可動部とに掛け渡されている物理量検出素子を、さらに備えている、物理量検出デバイス。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の物理量検出デバイスと、
前記物理量検出デバイスを収容しているパッケージと、
を含む、物理量検出器。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の物理量検出デバイスを含む、電子機器。
【請求項１】
基部と、
前記基部に継ぎ手部を介して設けられており、物理量の変化に応じて変位する可動部を備えている検出部と、
前記基部から延出しており、前記可動部と間隙を介して前記可動部の周囲に設けられている枠部と、
を含み、
前記基部は、
第１固定部を備えている第１脚部と、
第２固定部を備えている第２脚部と、を含み、
前記枠部は、枠固定部を備えており、
平面視において、前記第１固定部、前記第２固定部、および前記枠固定部に囲まれた範囲内に、重心がある、物理量検出デバイス。
【請求項２】
請求項１において、
前記枠部は、第３脚部を含み、
前記第３脚部は、前記枠固定部を備えている、物理量検出デバイス。
【請求項３】
請求項１において、
前記枠部は、複数の前記枠固定部を備えており、
前記枠部は、
少なくとも一つの前記枠固定部を備えている第４脚部と、
少なくとも一つの他の前記枠固定部を備えている第５脚部と、を含む、物理量検出デバイス。
【請求項４】
請求項３において、
前記枠部は、前記第４脚部から前記第５脚部まで延出する間が曲がっている、物理量検出デバイス。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、
前記第１脚部は、該第１脚部の根元の部分から前記第１固定部まで延出する間が曲がっており、
前記第２脚部は、該第２脚部の根元の部分から前記第２固定部まで延出する間が曲がっている、物理量検出デバイス。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項において、
前記検出部は、前記基部と前記可動部とに掛け渡されている物理量検出素子を、さらに備えている、物理量検出デバイス。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の物理量検出デバイスと、
前記物理量検出デバイスを収容しているパッケージと、
を含む、物理量検出器。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の物理量検出デバイスを含む、電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−１１３７８６（Ｐ２０１３−１１３７８６Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６２３０３（Ｐ２０１１−２６２３０３）
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
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