物理量検出モジュール
【課題】短絡、および断線を防止して生産の歩留を高め、かつ低背化を実現した物理量検出モジュールを提供する。
【解決手段】物理量を検出する感圧部３４Ａ、３４Ｂと、前記感圧部を支持する枠部２８と、を有する圧電振動基板２６と、力を前記感圧部に伝達するダイアフラム５６と、前記圧電振動基板を覆う基板４８、１４とを備え、前記圧電振動基板には、スリット３０により一対の接続部３２Ａ、３２Ｂが分離して配置され、一部が前記何れかの基板よりも外側へ露出しており、前記圧電振動基板は、前記一対の接続部の一方の主面側にそれぞれ設けられた互いに信号の異なるパッド電極４２Ａ、４２Ｂと、何れか一方の接続部の前記スリット３０側の側面に配置され、他方の主面に設けられた引出電極４４Ｂと信号が同じ前記パッド電極４２Ｂとを電気的に接続する導電膜４４Ｂａとを有し、前記パッド電極を前記実装基板に配置された接続電極９４に電気的に接続する。
【解決手段】物理量を検出する感圧部３４Ａ、３４Ｂと、前記感圧部を支持する枠部２８と、を有する圧電振動基板２６と、力を前記感圧部に伝達するダイアフラム５６と、前記圧電振動基板を覆う基板４８、１４とを備え、前記圧電振動基板には、スリット３０により一対の接続部３２Ａ、３２Ｂが分離して配置され、一部が前記何れかの基板よりも外側へ露出しており、前記圧電振動基板は、前記一対の接続部の一方の主面側にそれぞれ設けられた互いに信号の異なるパッド電極４２Ａ、４２Ｂと、何れか一方の接続部の前記スリット３０側の側面に配置され、他方の主面に設けられた引出電極４４Ｂと信号が同じ前記パッド電極４２Ｂとを電気的に接続する導電膜４４Ｂａとを有し、前記パッド電極を前記実装基板に配置された接続電極９４に電気的に接続する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量検出モジュールに関し、互いに異なる面に配置された配線間の短絡を防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ダイアフラムに圧電振動片を接続し、圧電振動片がダイアフラムの撓み変形による応力を検知するタイプの圧力検出素子等の物理量検出素子が知られている。
図２１に、特許文献１に記載の圧力検出素子の模式図を示し、図２１（ａ）は分解斜視図、図２１（ｂ）は断面図を示す。特許文献１には、第１基板３０２と、圧電振動片３１０（振動部３１４、基部３１２）を有する圧電振動基板３０８と、ダイアフラム３２４及びダイアフラム３２４に接続された一対の力伝達部３２６を有する第２基板３１８と、の３層構造からなる圧力検出素子３００が開示されている。ここで、圧電振動片３１０は振動部３１４と、振動部３１４の両端に配置された一対の基部３１２と、から構成される。そして、力伝達部３２６は、基部３１２にそれぞれ接続される。また圧電振動片３１０を構成する振動部３１４は所定の共振周波数で振動可能なものである。
【０００３】
上記構成において、ダイアフラム３２４が外部から圧力を受けることにより、ダイアフラム３２４が圧力検出素子３００の内側に撓み変形する。そして、この撓み変形により力伝達部３２６同士の間隔が広がるため、基部３１２同士の間隔も広がることになる。よって、振動部３１４に対して引張応力が印加され、これにより振動部３１４の共振周波数が変化する。したがって、この共振周波数の変化をモニターすることにより圧力を検知することができる。
【０００４】
図２２に、特許文献２に記載の圧力検出素子の模式図を示し、図２２（ａ）は分解斜視図、図２２（ｂ）は上面図を示す。特許文献２の圧力検出素子４００は、特許文献１の圧力検出素子３００と同様に第１基板４０１、圧電振動基板４０２、第２基板４１２の３層構造を有し、全体的に平面矩形状に形成されている。圧電振動基板４０２の枠部４０４の一方の短辺には、その両端部に振動部４０８に電気的に接続する一対のパッド電極４１０が配置されている。また、第２基板４１２のパッド電極４１０に対向する部分にはパッド電極４１０を露出させる切欠き部４１４が形成されている。これにより、第１基板４０１、圧電振動基板４０２、第２基板４１２を積層することにより、切欠き部４１４に挟まれた領域に凸部４１６が露出されたパッド電極４１０を互いに隔離させた構造となる。
【０００５】
ところで、このような３層構造の圧力検出素子（物理量検出素子）を製造する場合、各層を低融点ガラス（特許文献３参照）や共晶合金等（特許文献４参照）の接着剤を用いて基板同士を接合する場合がある。
【０００６】
一方、圧電振動片（振動部）には一対の励振電極が配置され、圧電振動基板には励振電極から引き出された一対の引出電極が配置されている。しかし、引出電極を同一面に配置すると上述の接着剤は抵抗率が低く導電性を有するので引出電極同士が短絡する問題がある。この問題を解決するため、特許文献５、６では、一方の引出電極を圧電振動基板の一方の面に配置し、他方の引出電極を圧電振動基板の他方の面に配置し、引出電極同士の短絡を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２３０４０１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４３２０７号公報
【特許文献３】特開２００４−２１５０３９号公報
【特許文献４】特開２０１０−２４６００１号公報
【特許文献５】特開２００１−１１９２６４号公報
【特許文献６】特開２０１０−１２４４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、物理量検出素子を実装基板上に容易に接続するためには圧電振動基板のいずれか一方の面において、実装基板上のパッド電極と接続する２つのパッド電極を配置する必要がある。よって、圧電振動基板のパッド電極が配置された面の反対側に配置された引出電極は、裏面に引き回す必要がある。この場合、引出電極は圧電振動基板の側面を経由して裏面に引き回すことが考えられる。しかし、引出電極の側面に配置された部分は、物理量検出素子の製造工程等においてその部分を包含する圧電振動基板の縁辺が他の部材等に当接した場合には剥離して引出電極が断線する虞があるという問題があった。
【０００９】
また、物理量検出素子を実装基板に実装して物理量検出モジュールを形成する場合は、実装基板の接続電極とパッド電極とが同一方向を向くように配置され、物理量検出素子は固定部材により実装基板に支持され、パッド電極と接続電極とがワイヤーにより接続される。このようにワイヤーにより電気的接続を行なう場合は、ワイヤーが実装基板から大きく離れるように湾曲してパッド電極に接続するためモジュール全体の低背化が困難であるという問題があった。
そこで本発明は、上記問題点に着目し、低背化を実現し、かつ側面に露出した配線の断線を防止する物理量検出モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例として実現することが可能である。
［適用例１］物理量を検出する感圧部と、前記感圧部の周囲を囲み、前記感圧部を梁を介して支持する枠部と、を有する圧電振動基板と、前記感圧部が接続され、外部からの力を受けて変位し、前記力を前記感圧部に伝達する変位部を有し、前記圧電振動基板の一方の主面を覆うダイアフラム基板と、前記圧電振動基板の他方の主面を覆うベース基板と、を有する物理量検出素子と、前記物理量検出素子を実装するための実装基板と、を備え、前記圧電振動基板には、一辺を二分するように切り欠くスリットが設けられ、前記スリットにより一対の接続部が分離して配置され、前記一対の接続部は、少なくとも一部が前記ベース基板と前記ダイアフラム基板の少なくとも何れかの基板よりも外側へ露出しており、前記圧電振動基板は、前記一対の接続部の一方の主面側にそれぞれ設けられた互いに信号の異なるパッド電極と、前記一対の接続部のうちの何れか一方の接続部の前記スリット側の側面に配置され、他方の主面に設けられた引出電極と信号が同じ前記パッド電極とを電気的に接続する導電膜と、を有し、前記パッド電極を前記実装基板に配置された接続電極に導電性を有する固定部材を介して電気的に接続したことを特徴とする物理量検出モジュール。
【００１１】
上記構成により、圧電振動基板の引出電極に接続する導電膜は、接続部のスリットにより形成された側面に配置されるので、導電膜はスリットにより保護されることになる。よって導電膜が他の部材に当接することを回避して導電膜の断線を防止することができる。さらに、導電膜の導通先にはパッド電極が配置されているが、このパッド電極は、ダイアフラムが互いに反対方向を向いて配置することができる。よって、パッド電極を実装基板に対向させて、ワイヤーを用いずにパッド電極と実装基板上の接続電極とを機械的・電気的に接続することができる。したがって、低背化が可能な物理量検出モジュールとなる。さらに、引出電極からパッド電極に至る経路は導電膜により裏面に引き回されているため、枠部の引出電極が配置された面の反対面に配置された引出電極との短絡を防止することができる。
【００１２】
［適用例２］前記ダイアフラム基板、又は前記ベース基板の何れかの基板に前記接続部に係合する張出部が設けられたことを特徴とする適用例１に記載の物理量検出モジュール。
上記構成により、接続部が張出部により厚み方向に補強されることになる。したがって、接続部の実装基板側との接続を安定的に行うことができる。
【００１３】
［適用例３］前記実装基板は、凸部を有し、前記接続部は、前記凸部の上面に支持されていることを特徴とする適用例１または２に記載の物理量検出モジュール。
上記構成により、固定部材の高さを小さくすることができるので物理量検出素子の実装基板への接合の安定性を高めることができるとともに、固定部材の使用量も少なくすることができるので、コストを抑制することができる。
【００１４】
［適用例４］前記実装基板の前記物理量検出素子の前記接続部とは反対側の周縁と対向する位置には、枕部が配置されていることを特徴とする適用例１乃至３のうちのいずれか１例に記載の物理量検出モジュール。
上記構成により、物理量検出モジュールの耐衝撃性を高めることができる。
【００１５】
［適用例５］前記物理量検出素子と前記実装基板との間に充填材が配置されたことを特徴とする適用例１乃至４のうちのいずれか１例に記載の物理量検出モジュール。
上記構成により、物理量検出モジュールの耐衝撃性を高めることができる。
【００１６】
［適用例６］前記実装基板上には、前記物理量検出素子を覆うように蓋体が配置され、前記蓋体には圧力導入口が配置されたことを特徴とする適用例１乃至５のうちのいずれか１例に記載の物理量検出モジュール。
上記構成により、圧力導入口を被測定環境に開放することにより、被測定環境の圧力を安定的に測定することができる。
【００１７】
［適用例７］前記感圧部を駆動する回路を搭載したことを特徴とする適用例１乃至６のうちのいずれか１例に記載の物理量検出モジュール。
上記構成により、自ら発振する発振器としての機能、または自ら圧力等の物理量を測定する機能を有する物理量検出素子を備えた物理量検出モジュールを構築することができる。
【００１８】
［適用例８］前記感圧部は、少なくとも一以上の柱状ビームからなる振動素子、又は、ＡＴカット水晶振動子であることを特徴とする適用例１乃至７のうちのいずれか１例に記載の物理量検出モジュール。
上記構成により、振動素子またはＡＴカット水晶振動子の共振周波数の変化から感圧部が受けた力を検出することができるので物理量を高精度に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態の物理量検出モジュールの模式図であり、図１（ａ）は断面図、図１（ｂ）は断面図（充填材あり）、図１（ｃ）は平面図である。
【図２】第１実施形態の物理量検出素子の分解斜視図である。
【図３】第１実施形態の物理量検出素子の圧電振動基板の下面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】物理量検出素子を構成する励振電極の詳細図であり、図５（ａ）は上面図（図２の部分拡大図）、図５（ｂ）は下面図（図３の部分拡大図）である。
【図６】第１実施形態のウェーハの積層構造の分解斜視図と、これを積層したのちに個片化して得られる第１実施形態の物理量検出素子（図中右下）、および圧電振動基板（裏面図、図中左上）の斜視図である。
【図７】本実施形態のウェーハの積層構造においてダイシングを行なう場合の断面図（図２のＡ−Ａ線断面図に倣った図）であり、図７（ａ）はダイシング前、図７（ｂ）はダイシング後である。
【図８】第２実施形態の物理量検出モジュールの模式図であり、図８（ａ）は断面図、図８（ｂ）は平面図である。
【図９】第２実施形態の物理量検出素子の分解斜視図である。
【図１０】第３実施形態の物理量検出モジュールの模式図であり、図１０（ａ）は断面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）に示された物理量検出モジュールの変形例である。
【図１１】第３実施形態の物理量検出素子の分解斜視図である。
【図１２】第３実施形態の物理量検出素子の圧電振動基板の下面図である。
【図１３】第４実施形態の物理量検出素子の分解斜視図である。
【図１４】本実施形態のウェーハの積層構造において、折り取り部を形成した場合の模式図であり、図１４（ａ）は、第１ウェーハ、圧電振動ウェーハ、第２ウェーハのそれぞれの折り取り部の平面図、１４（ｂ）は１４（ａ）に示す第１ウェーハ、圧電振動ウェーハ、第２ウェーハを積層した場合のＡ−Ａ線断面図（折り取り前）、図１４（ｃ）は図１４（ｂ）の折り取り後の断面図、図１４（ｄ）は第４実施形態の物理量検出素子を折り取って個片化する場合の断面図である。
【図１５】本実施形態の物理量検出素子において、振動部として音叉型振動片（その１）を用いた場合の分解斜視図と、圧電振動基板の下面の模式図である。
【図１６】本実施形態の物理量検出素子において、振動部として音叉型振動片（その２）を用いた場合の分解斜視図と、圧電振動基板の下面の模式図である。
【図１７】本実施形態の物理量検出素子において、振動部としてＡＴカット振動片を用いた場合の分解斜視図である。
【図１８】本実施形態の物理量検出素子を燃料電池システムに搭載した場合の系統図である。
【図１９】本実施形態の物理量検出素子を車両用情報記録装置に搭載した場合のブロック図である。
【図２０】本実施形態の物理量検出素子を側面衝突検出装置に搭載した場合の模式図である。
【図２１】特許文献１に記載の圧力検出素子の模式図であり、図２１（ａ）は分解斜視図、図２１（ｂ）は断面図である。
【図２２】特許文献２に記載の圧力検出素子の模式図であり、図２２（ａ）は分解斜視図、図２２（ｂ）は上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００２１】
図１に、第１実施形態の物理量検出モジュールの模式図を示し、図１（ａ）は断面図、図１（ｂ）は断面図（充填材あり）、図１（ｃ）は平面図（蓋体不図示）である。図１に示すように、第１実施形態の物理量検出モジュール９０は、実装基板９２と、圧力導入口９３ａを有する蓋体９３と、により形成された容器内に物理量検出素子１０が収容された構成を有している。本実施形態では、この物理量検出モジュール９０を構成する物理量検出素子１０について説明したのちに、物理量検出モジュール９０について説明する。図２に、第１実施形態の物理量検出素子の分解斜視図を示し、図３に、第１実施形態の物理量検出素子の圧電振動基板の下面図を示す。また図４に図２のＡ−Ａ線断面図を示す。
【００２２】
第１実施形態の物理量検出素子１０は、ベース基板１４と、感圧部（振動部３４Ａ、振動部３４Ｂ、第１基部３６、第２基部３８）を有する圧電振動基板２６と、ダイアフラム５６（変位部）を有しダイアフラム５６に印加された圧力に伴う力を振動部３４Ａ、振動部３４Ｂに伝達するダイアフラム基板４８と、の順に積層された構造を有している。そして、積層された後に壁面の一部がダイアフラム５６となり内部空間１３（図４）を有するパッケージ１２（図４）が形成されたものである。また、内部空間１３（図４）には、上述の感圧部がダイアフラム５６に接続した状態で配置されている。
【００２３】
上記構成において、ダイアフラム５６が外部の圧力により撓み変形し、この撓み変形に伴う力を振動部３４Ａ、振動部３４Ｂが受けることにより、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂの共振周波数が変化する。よって、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂの共振周波数の変化をモニターすることにより外部の圧力を測定可能なものとなっている。またベース基板１４、圧電振動基板２６、ダイアフラム基板４８は、それぞれ短辺と長辺を有する矩形の水晶基板により形成されている。
【００２４】
ベース基板１４は、水晶等で形成され、圧電振動基板２６を構成する感圧部を封止するパッケージ１２（図４）の一部となるものである。ベース基板１４の圧電振動基板２６に対向する面には第１の凹部１６が配置されている。第１の凹部１６は圧電振動基板２６を構成する後述の振動部３４Ａ、振動部３４Ｂ、第１基部３６、第２基部３８、梁４０Ａ、４０Ｂに対向する位置に配置され、これらの構成要素とベース基板１４との干渉を防止している。またベース基板１４において、この第１の凹部１６の周囲を囲むように第１の周縁部１８が配置される。この第１の周縁部１８には圧電振動基板２６を構成する後述の枠部２８が接合される。
【００２５】
またベース基板１４の側面には第１の凸部２４が複数配置されている。第１の凸部２４は、ベース基板１４の２つの長辺にそれぞれ配置されている。またベース基板１４の後述の接続部に対向する短辺には剥離痕２５が２つ形成されており、前記短辺に対向する短辺には第１の凸部２４が２つ配置されている。そして、長辺に配置された第１の凸部２４は、後述の第１の梁６８Ａ（図６参照）をダイシングで切断することにより形成され、短辺に配置された第１の凸部２４は、後述の第１の梁６８Ｂ（図６参照）をダイシングで切断することにより形成される。さらに剥離痕２５は、後述の第１の梁６８Ｂをダイシングで切断する際に第１の梁６８Ｂとベース基板１４との接続位置で剥離させる（図７参照）ことにより形成される。
【００２６】
圧電振動基板２６は、水晶の結晶軸である、電気軸としてのＸ軸と、機械軸としてのＹ軸と、光学軸としてのＺ軸と、からなる直交座標系のＸ軸を回転軸として、Ｚ軸を＋Ｙ軸の方向へ約２度回転させた軸をＺ′軸とし、このＺ′軸を法線とした主面を有する水晶基板を用いている。そして圧電振動基板２６には、矩形の枠形状を有する枠部２８が配置される。図２、図３に示すように、枠部２８は、圧電振動基板２６の一方の短辺側に偏って配置され、前述の第１の周縁部１８及び後述の第２の周縁部５２と接合する。一方、圧電振動基板２６の他方の短辺には接続部（接続部３２Ａ、接続部３２Ｂ）が配置される。枠部２８と接続部は圧電振動基板２６の長辺方向に横並びに配置される。接続部は、後述のパッド電極４２Ａ、４２Ｂ、引出電極４４Ａ、４４Ｂが配置されるものである。そして、接続部には、接続部の一辺（圧電振動基板２６の短辺）を切り欠くスリット３０が配置されている。このスリット３０により、接続部は接続部３２Ａ、接続部３２Ｂに分割される。
【００２７】
図２、図３に示すように、圧電振動基板２６の側面には第２の凸部４６が複数形成されている。第２の凸部４６は、圧電振動基板２６の長辺（枠部２８の長辺）を形成する２つの側面に１つずつ、短辺を形成する２つの側面に２つずつ配置されている。圧電振動基板２６の短辺のうち、接続部が配置された短辺においては、接続部３２Ａ、接続部３２Ｂにそれぞれ第２の凸部４６が配置されている。なお、長辺に配置された第２の凸部４６は、後述の第２の梁７２Ａ（図６参照）をダイシングで切断することにより形成され、短辺に配置された第２の凸部４６は後述の第２の梁７２Ｂ（図６参照）をダイシングで切断することにより形成される。そして第２の凸部４６は第１の凸部２４と接合する。
【００２８】
一方、枠部２８内には、感圧部（振動部３４Ａ、振動部３４Ｂ、第１基部３６、第２基部３８）、梁４０Ａ、４０Ｂが配置される。よって、枠部２８は、感圧部の外周を囲むように配置される。振動部３４Ａ、振動部３４Ｂは、圧電振動基板２６の長辺方向に長手方向を有する２本の平行した柱状ビームにより形成され、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂにより双音叉型の振動片を構成している。そして振動部３４Ａ、振動部３４Ｂの長手方向の両端のうちの一方には第１基部３６が接続され、他方には第２基部３８が接続される。また枠部２８の長辺方向の内側側面の第１基部３６に対向する位置からは、梁４０Ａが第１基部３６を圧電振動基板２６の短辺方向から挟むように延出し、第１基部３６に接続される。
【００２９】
同様に枠部２８の長辺方向の内側側面の第２基部３８に対向する位置からは、梁４０Ｂが第２基部３８を圧電振動基板２６の短辺方向から挟むように延出し、第２基部３８に接続される。よって振動部３４Ａ、振動部３４Ｂは、第１基部３６、第２基部３８、梁４０Ａ、梁４０Ｂを介して枠部２８に支持される。
【００３０】
第１基部３６及び第２基部３８は、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂを支持するものであるが、後述の力伝達部５４Ａ、５４Ｂからの力を受けて、圧電振動基板２６の長辺方向に相対位置が互いに変化するものである。よってこの相対位置の変化により振動部３４Ａ、振動部３４Ｂに応力を印加することができる。梁４０Ａ、梁４０Ｂは、それぞれ圧電振動基板２６の短辺方向に長手方向を有する部材である。そして、梁４０Ａ、４０Ｂはそれぞれ枠部２８との接続位置を固定端とし、梁４０Ａは第１基部３６との接続位置を自由端とし、梁４０Ｂは第２基部３８との接続位置を自由端として圧電振動基板２６の長辺方向に屈曲することができる。よって、梁４０Ａ、４０Ｂは、それぞれ第１基部３６、第２基部３８を支持するものの、第１基部３６、第２基部３８の変位に干渉しないようになっている。
【００３１】
一方、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂには互いに絶縁した励振電極４５（図５）、励振電極４７（図５）が配置される。そして接続部３２Ａにはパッド電極４２Ａが配置され、接続部３２Ｂにはパッド電極４２Ｂが配置される。そしてパッド電極４２Ａには、励振電極４５（図５）から引き出された引き出し線となる引出電極４４Ａが接続され、パッド電極４２Ｂには、励振電極４７（図５）から引き出された引き出し線となる引出電極４４Ｂが接続される。よってパッド電極４２Ａ（引出電極４４Ａ）と、パッド電極４２Ｂ（引出電極４４Ｂ）と、は互いに異なった信号が流れることになる。
【００３２】
引出電極４４Ａは、圧電振動基板２６のベース基板１４に対向する面において、第１基部３６、梁４０Ａ、枠部２８、接続部３２Ａを経由してパッド電極４２Ａに接続される。引出電極４４Ｂは、圧電振動基板２６のダイアフラム基板４８に対向する面において、第１基部３６、梁４０Ａ、枠部２８、接続部３２Ｂを経由し、接続部３２Ｂのスリット３０側の側面３３を経由（導電膜４４Ｂａとして配置される）して接続部３２Ｂのベース基板１４に対向する面に引き出されパッド電極４２Ｂに接続される。そして、圧電振動基板２６を構成する接続部３２Ａ（パッド電極４２Ａ）、接続部３２Ｂ（パッド電極４２Ｂ）は、ベース基板１４との接合後も外部に露出することになる。
【００３３】
図５に、物理量検出素子を構成する励振電極の詳細図を示し、図５（ａ）は上面図（図２の部分拡大図）、図５（ｂ）は下面図（図３の部分拡大図）を示す。なお説明のため、図５（ａ）からみて表面となる方を上面と称し、図５（ｂ）からみて表面となる方を下面と称することにする。励振電極４５は、電極４５ａ〜電極４５ｐにより構成され、励振電極４７は、電極４７ａ〜電極４７ｐにより構成されている。
【００３４】
図５（ａ）に示すように、電極４５ａは、振動部３４Ａの第１基部３６側の上面に配置されるとともに、引出電極４４Ａに接続されている。また、電極４５ａは、振動部３４Ａの中央部の外側の側面に配置された電極４５ｂ、及び振動部３４Ａの中央部の内側の側面に配置された電極４５ｃに接続されている。
【００３５】
図５（ｂ）に示すように、電極４５ｂ、電極４５ｃは、振動部３４Ａの第２基部３８側の下面に配置された電極４５ｄに接続され、電極４５ｄは、第２基部３８の下面であって後述の第２の接合領域６３Ｂと重ならない位置に配置された電極４５ｅに接続されている。第１基部３６の下面に配置されるとともに引出電極４４Ａに接続されている。そして電極４５ｅは、振動部３４Ｂの第２基部３８側の外側の側面に配置された電極４５ｆに接続されている。
【００３６】
図５（ａ）に示すように、電極４５ｆは、振動部３４Ｂの中央部の上面に配置された電極４５ｇ、及び振動部３４Ｂの第２基部３８側の内側の側面に配置された電極４５ｈに接続されている。電極４５ｈは、第２基部３８の上面に配置された電極４５ｉに接続され、電極４５ｉは、振動部３４Ａの第２基部３８側の上面に配置された電極４５ｊに接続されている。
【００３７】
図５（ａ）に示すように、電極４５ｋは、第１基部３６の上面に配置されるとともに引出電極４４Ａに接続されている。そして電極４５ｋは、振動部３４Ｂの第１基部３６側の外側の側面に配置された電極４５ｌに接続されている。
【００３８】
図５（ｂ）に示すように、電極４５ｌは、振動部３４Ｂの中央部の下面に配置された電極４５ｍ、及び振動部３４Ｂの第１基部３６側の内側の側面に配置された電極４５ｎに接続されている。そして、電極４５ｎは、第１基部３６の下面に配置された電極４５ｏに接続されている。電極４５ｏは、振動部３４Ａの第１基部３６側の下面に配置された電極４５ｐに接続されている。したがって、電極４５ａから電極４５ｐに至るまで電気的に接続され、励振電極４５が形成される。
【００３９】
図５（ｂ）に示すように、電極４７ａは、振動部３４Ｂの第１基部３６側の下面に配置されるとともに引出電極４４Ｂに接続されている。また電極４７ｂは、第１基部３６の下面に配置されるとともに引出電極４４Ｂに接続されている。そして電極４７ｂは、振動部３４Ａの第１基部３６側の外側の側面に配置された電極４７ｃに接続されている。また電極４７ｃは、振動部３４Ａの中央部の下面に配置された電極４７ｄ、及び振動部３４Ａの第１基部３６側の内側の側面に配置された電極４７ｅに接続されている。
【００４０】
図５（ａ）に示すように、電極４７ｅは、第１基部３６の上面に配置された電極４７ｆに接続され、電極４７ｆは、振動部３４Ｂの第１基部側の上面に配置された電極４７ｇに接続されている。また電極４７ｇは、振動部３４Ｂの中央部の外側の側面に配置された電極４７ｈ、及び振動部３４Ｂの中央部の内側の側面に配置された電極４７ｊに接続されている。
【００４１】
図５（ｂ）に示すように、電極４７ｈ及び電極４７ｉは、振動部３４Ｂの第２基部３８側の下面に配置された電極４７ｊに接続され、電極４７ｊは、第２基部３８の下面に配置された電極４７ｋに接続されている。また電極４７ｋは、振動部３４Ａの第２基部３８側の内側の側面に配置された電極４７ｌに接続されている。
【００４２】
図５（ａ）に示すように、電極４７ｌは、振動部３４Ａの中央部の上面に配置された電極４７ｍ、及び振動部３４Ａの第２基部３８側の外側の側面に配置された電極４７ｎに接続されている。また電極４７ｎは、第２基部３８の上面に配置された電極４７ｏに接続され、電極４７ｏは、振動部３４Ｂの第２基部３８側の上面に配置された電極４７ｐに接続されている。したがって、電極４７ａから電極４７ｐに至るまで電気的に接続され、励振電極４７が形成される。
【００４３】
よって振動部３４Ａの第１基部３６側では、側面方向では電極４７ｃと電極４７ｅとが対向し、上面・下面方向では電極４５ａと電極４５ｐとが対向する。振動部３４Ａの中央部では、側面方向では電極４５ｂと電極４５ｃとが対向し、上面・下面方向では電極４７ｍと電極４７ｄとが対向する。振動部３４Ａの第２基部３８側では、側面方向では電極４７ｌと電極４７ｎとが対向し、上面・下面方向では電極４５ｊと電極４５ｄとが対向する。
【００４４】
また振動部３４Ｂの第１基部３６側では、側面方向では電極４５ｌと電極４５ｎとが対向し、上面・下面方向では電極４７ｇと電極４７ａとが対向する。振動部３４Ｂの中央部では、側面方向では電極４７ｈと電極４７ｉとが対向し、上面・下面方向では電極４５ｇと電極４５ｍとが対向する。振動部３４Ｂの第２基部３８側では、側面方向では電極４５ｆと電極４５ｈとが対向し、上面・下面方向では電極４７ｐと電極４７ｊとが対向する。
【００４５】
よって、励振電極４５は、振動部３４Ａの第１基部３６側及び第２基部３８側では上面・下面方向に対向し、振動部３４Ａの中央部では側面方向に対向する。また励振電極４５は、振動部３４Ｂの第１基部３６側及び第２基部３８側では側面方向に対向し、振動部３４Ｂの中央部では上面・下面方向に対向する。
【００４６】
一方、励振電極４７は、振動部３４Ａの第１基部３６側及び第２基部３８側では側面方向に対向し、振動部３４Ａの中央部では上面・下面方向に対向する。また励振電極４７は、振動部３４Ｂの第１基部３６側及び第２基部３８側では上面・下面方向に対向し、振動部３４Ｂの中央部では側面方向に対向する。
【００４７】
上述のように、励振電極４５は、パッド電極４２Ａに引出電極４４Ａを介して電気的に接続され、励振電極４７は、パッド電極４２Ｂに引出電極４４Ｂを介して電気的に接続される。したがって、励振電極４５、励振電極４７を上述のように振動部３４Ａ、振動部３４Ｂに配置した状態で、パッド電極４２Ａ、４２Ｂに交流電圧を印加することにより振動部３４Ａ、振動部３４Ｂは、所定の共振周波数で振動する。なお、励振電極４５、励振電極４７の振動部３４Ａ、振動部３４Ｂへの配置パターンは上述の方法に限らず様々なパターンを用いることができる。
【００４８】
ここで、第１基部３６、第２基部３８が圧電振動基板２６の長辺方向に互いに離れる方向に変位する力を受けた場合は、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂは引張応力を受けるので共振周波数は高くなり、逆に互いに近づく方向に変位する力を受けた場合は、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂは圧縮応力を受けるので共振周波数は低くなる。
【００４９】
図２、図４に示すように、ダイアフラム基板４８は、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂに力を伝達するダイアフラム５６を有する基板である。ダイアフラム基板４８は、圧電振動基板２６に対向する面に第２の凹部５０を有する。この第２の凹部５０は振動部３４Ａ、振動部３４Ｂ、第１基部３６、第２基部３８、梁４０Ａ、４０Ｂに対向する位置に形成され、ダイアフラム基板４８の一方の短辺側に偏って配置されている。この第２の凹部５０により第２の凹部５０の周囲には、ダイアフラム基板４８の周縁に沿って外形が形成された第２の周縁部５２が配置され、第２の周縁部５２は、圧電振動基板２６の枠部２８と接合する。
【００５０】
そしてダイアフラム基板４８の他方の短辺側は張出部６０Ａ、６０Ｂが配置される。張出部６０Ａは、物理量検出素子１０の積層方向から見て接続部３２Ａの外形に倣った形状を有するとともに接続部３２Ａに対向する位置に配置されている。張出部６０Ｂは、物理量検出素子１０の積層方向から見て接続部３２Ｂの外形に倣った形状を有するとともに接続部３２Ｂに対向する位置に配置される。そして張出部６０Ａは接続部３２Ａに接合（係合）し、張出部６０Ｂは接続部３２Ｂに接合（係合）する。
【００５１】
一方、第２の凹部５０の底部の第１基部３６に対向する位置には凸状の力伝達部５４Ａが配置され、第２基部３８に対向する位置には凸状の力伝達部５４Ｂが配置される。そして、積層後に力伝達部５４Ａは第１基部３６と接合し、力伝達部５４Ｂは第２基部３８に接合する。さらに第２の凹部５０の底部は、外力により撓み変形するダイアフラム５６となっている。
【００５２】
また、ダイアフラム基板４８の側面には第３の凸部５８が配置されている。第３の凸部５８は、ダイアフラム基板４８の長辺に１つ、短辺に２つ配置されている。ダイアフラム基板４８の張出部６０Ａ、６０Ｂが配置された短辺においては、第３の凸部は張出部６０Ａ、張出部６０Ｂにそれぞれ配置されている。そして、ダイアフラム基板４８の長辺に配置された第３の凸部５８は、後述の第３の梁７６Ａ（図６参照）をダイシングで切断することにより形成され、短辺に配置された第３の凸部５８は、後述の第３の梁７６Ｂ（図６参照）をダイシングで切断することにより形成される。そして第３の凸部５８は第２の凸部４６と接合する。
【００５３】
図２に示すように、ベース基板１４において、第１の周縁部１８、第１の凸部２４の圧電振動基板２６に対向する面は圧電振動基板２６と接合する第１の接合領域６３Ａ（図２中のベース基板１４の着色領域）となる。
【００５４】
また、圧電振動基板２６のベース基板１４に対向する面において、枠部２８、第２の凸部４６は、ベース基板１４と接合する第１の接合領域６３Ａ（図２中の圧電振動基板２６の着色領域）となる。一方、図３に示すように、圧電振動基板２６のダイアフラム基板４８に対向する面において、枠部２８、接続部３２Ａ、接続部３２Ｂ、第１基部３６、第２基部３８、第２の凸部４６は、ダイアフラム基板４８と接合する第２の接合領域６３Ｂ（図３中の圧電振動基板２６の着色領域）となる。
【００５５】
図２に示すように、ダイアフラム基板４８において、第２の周縁部５２、第３の凸部５８、力伝達部５４Ａ、力伝達部５４Ｂ、張出部６０Ａ、張出部６０Ｂの圧電振動基板２６に対向する面は、圧電振動基板２６と接合する第２の接合領域６３Ｂ（図２中のダイアフラム基板４８の着色領域）となる。
【００５６】
図２に示すように、物理量検出素子１０は、ベース基板１４、圧電振動基板２６、ダイアフラム基板４８の順に積層して形成される。このとき、ベース基板１４の第１の周縁部１８と圧電振動基板２６の枠部２８の一方の主面とが接合する。また圧電振動基板２６の枠部２８の他方の主面とダイアフラム基板４８の第２の周縁部５２とが接合し、接続部３２Ａは張出部６０Ａに接続し、接続部３２Ｂは張出部６０Ｂに接合し、第１基部３６は力伝達部５４Ａに接合し、第２基部３８は力伝達部５４Ｂに接合する。
【００５７】
そして第２の凸部４６は、第１の凸部２４及び第３の凸部５８に挟まれる形で、第１の凸部２４、第３の凸部５８に接合する。よって、圧電振動基板２６の第１の接合領域６３Ａのうち、第２の凸部４６が接合する領域は、ベース基板１４の第１の凸部２４が接合する領域と一致する。また圧電振動基板２６の第２の接合領域６３Ｂのうち、第２の凸部４６が接合する領域は、ダイアフラム基板４８の第３の凸部５８が接合する領域と一致する。
【００５８】
図４に示すように、ベース基板１４と圧電振動基板２６との間には第１の接合層６２Ａ（第１の接合領域６３Ａ）が形成され、圧電振動基板２６とダイアフラム基板４８との間には第２の接合層６２Ｂ（第２の接合領域６３Ｂ）が形成される。各接合層の形成は、各接合領域に対応する位置に、例えば下地をＣｒとするＡｕのメタライズ層を形成する。そして各接合領域にＩｎ等のロウ材を塗布し、図４に示すように各基板を積層した状態で加熱・加圧する。そしてＩｎを溶融させてメタライズ層に拡散させ、ＩｎとＡｕとの共晶反応を引き起こす。これにより共晶合金であるＡｕ−Ｉｎ層をＣｒで挟んだ態様の第１の接合層６２Ａ、第２の接合層６２Ｂが形成される。また各接合層を形成する接合部材として抵抗率の低い低融点ガラスや、導電性接着剤等も用いることができる。なお各接合層として上述のメタライズ層を用いる場合、各引出電極はメタライズ層と一体的に形成することができる。
【００５９】
このように、本実施形態では、各接合層を形成する接合部材として導電性を有する材料を用いている。よって引出電極４４Ａは第１の接合層６２Ａ（第１の接合領域６３Ａ）と短絡し、引出電極４４Ｂは第２の接合層６２Ｂ（第２の接合領域６３Ｂ）と短絡する。なお、図５（ｂ）に示すように、励振電極４７を構成する電極４７ｂは第１基部３６上の第２の接合領域６３Ｂに含まれる位置に配置してもよく、電極４７ｎも第２基部３８上の第２の接合領域６３Ｂに含まれる位置に配置しても良い。これにより電極４７ｂ、電極４７ｎは、第２の接合層６２Ｂを介して引出電極４４Ｂ及びパッド電極４２Ｂと電気的に接続することができる。
【００６０】
そして第１の接合層６２Ａおよび引出電極４４Ａは圧電振動基板２６のベース基板１４に対向する面に配置され、第２の接合層６２Ｂ及び引出電極４４Ｂは圧電振動基板２６のダイアフラム基板４８に対向する面に配置される。そして、引出電極４４Ｂは、第１の接合層６２Ａを形成する第１の接合領域６３Ａの外部となる接続部３２Ｂの側面３３（導電膜４４Ｂａ）を経由して圧電振動基板２６のベース基板１４に対向する面に引き出されている。よって、この側面３３に配置された導電膜４４Ｂａと第１の接合層６２Ａとが短絡することはない。また、引出電極４４Ａは圧電振動基板２６のベース基板１４に対向する面に配置されており、第２の接合層６２Ｂと短絡することはない。このように、引出電極４４Ｂは接続部３２Ｂで裏面に引き回されているため、ベース基板１４、圧電振動基板２６、ダイアフラム基板４８の積層後に、枠部２８の引出電極４４Ｂが配置された面の反対面に配置された引出電極４４Ａとの短絡を防止することができる。
【００６１】
また、ベース基板１４の圧電振動基板２６に対向する面の周縁、圧電振動基板２６の両面の周縁、ダイアフラム基板４８の圧電振動基板２６に対向する面の周縁、そして、第１の凸部２４の第２の凸部４６に対向する面、第２の凸部４６の第１の凸部２４に対向する面および第２の凸部４６の第３の凸部５８に対向する面、第３の凸部５８の第２の凸部４６に対向する面は、各基板の積層後に露出しないように設計することが好適である。
【００６２】
これにより、第１の接合層６２Ａを形成する接合部材、第２の接合層６２Ｂを形成する接合部材が物理量検出素子１０の外側の側面に流出することを防止することができる。これにより、流出した接合部材による物理量検出素子１０全体の応力分布のバラつきを抑制し、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂへの応力に起因する特性のバラつきを抑制することができる。したがって、物理量検出素子１０の特性のバラつきを抑制することができる。また、万が一物理量検出素子１０の外部に接合部材が漏出しても外部であれば除去することができるので、引出電極４４Ａと、第２の接合層６２Ｂから漏出した接合部材との短絡や、引出電極４４Ｂと、第１の接合層６２Ａから漏出した接合部材との短絡を防止することができる。
【００６３】
そして、上述のように各基板を積層することにより、内部空間１３を有するパッケージ１２が形成され、上面にはダイアフラム５６が配置され、圧電振動基板２６のダイアフラム５６に対向する面の反対面において露出した位置に接続部３２Ａ（パッド電極４２Ａ）、接続部３２Ｂ（パッド電極４２Ｂ）が配置された物理量検出素子１０となる。よって、例えば内部空間１３を真空とすることにより、真空を基準とした圧力を測定可能な物理量検出素子１０となる。
【００６４】
上記構成により、図２、図４に示すように、圧電振動基板２６の引出電極４４Ｂ（導電膜４４Ｂａ）が露出する位置は、接続部３２Ｂのスリット３０により形成された側面３３となるので、導電膜４４Ｂａはスリット３０が形成した側面により保護されることになる。よって導電膜４４Ｂａ（引出電極４４Ｂ）が他の部材に当接することを回避して引出電極４４Ｂの断線を防止することができる。さらに、引出電極４４Ｂの先端にはパッド電極４２Ｂが配置されることになるが、このパッド電極４２Ｂとダイアフラム５６が互いに反対方向を向いて配置されている。よって、パッド電極４２Ｂ（パッド電極４２Ａ）を後述の実装基板９２に対向させて、ワイヤーを用いずにパッド電極４２Ｂ（パッド電極４２Ｂ）と、実装基板９２上の後述の接続電極９４と、を固定部材９６（図１）により機械的・電気的に接続することができる。したがって、低背化が可能な物理量検出素子１０となる。さらに、引出電極４４Ｂは接続部３２Ｂで裏面に引き回されているため、枠部２８の引出電極４４Ｂが配置された面の反対面に配置された配線（引出電極４４Ａ）との短絡を防止することができる。
【００６５】
上記構成において、ダイアフラム５６に圧力が印加されると、ダイアフラム５６は内部空間１３側に撓み変形する。これにより力伝達部５４Ａ、５４Ｂは互いに離間する方向に変位し、力伝達部５４Ａに接続された第１基部３６及び力伝達部５４Ｂに接続された第２基部３８は、互いに離間する方向に力を受ける。よって、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂには引張応力が印加され振動部３４Ａ、振動部３４Ｂの共振周波数が高くなる。したがって、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂの共振周波数の変化量をモニターすることによりダイアフラム５６に印加された圧力を検知可能な物理量検出素子１０となる。
【００６６】
なお、本実施形態では、振動部を２つの柱状ビームにより構成しているが、これを１つの柱状ビーム（シングルビーム）により構成することもできる。これにより、柱状ビームに対して第１基部３６、第２基部３８から印加される力が大きくなるので、共振周波数の変化量が大きくなり、物理量検出素子１０の感度を向上させることができる。また振動部３４Ａ、３４Ｂを２つ以上の柱状ビームにより構成することが可能である。この場合、各柱状ビームの振動に対称性を持たせることにより、振動漏れを抑制してＱ値の高い物理量検出素子１０とすることができる。本実施形態のように柱状ビームが２つの場合は、柱状ビームの長手方向の中央が互いに離れ、互いに近づくような振動とすることにより一対の振動ビームは対称性を有する振動となり、外部への振動漏れを抑制することができる。
【００６７】
図６に、本実施形態のウェーハの積層構造の分解斜視図と、これを積層したのちに個片化して得られる第１実施形態の物理量検出素子（図中右下）の斜視図を示す。本実施形態のウェーハの積層構造６４は、ベース基板１４をアレイ状に配置した第１ウェーハ６６と、圧電振動基板２６をアレイ状に配置し第１ウェーハ６６に積層された圧電振動ウェーハ７０と、ダイアフラム基板４８をアレイ状に配置し圧電振動ウェーハ７０に積層された第２ウェーハ７４と、を有している。そして、図６に示すようにこのウェーハの積層構造６４に対して二点鎖線で囲まれた範囲をダイシング領域（Ｄ）とするダイシングブレード８２（図７参照）によりダイシングを行なうことにより、複数の物理量検出素子１０を個片化することができる。
【００６８】
第１ウェーハ６６は、ベース基板１４と同一の厚みとなる水晶基板により形成され、ベース基板１４をアレイ状に配置した上で、互いに隣接するベース基板１４を第１の梁６８Ａ、６８Ｂで連結するように水晶基板を刳り貫いて形成される。ここで、互いに隣接するベース基板１４同士において、ベース基板１４の長辺同士が対向する位置では第１の梁６８Ａ（１本）で連結され、ベース基板１４の短辺同士が対向する位置では第１の梁６８Ｂ（２本）で連結される。
【００６９】
圧電振動ウェーハ７０は、上述のＺ′軸を法線に持つ主面を有し、圧電振動基板２６と同一の厚みとなる水晶基板により形成されている。そして、圧電振動基板２６をアレイ状に配置した上で、互いに隣接する圧電振動基板２６を第２の梁７２Ａ、７２Ｂで連結するように水晶基板を刳り貫いて形成される。ここで、互いに隣接する圧電振動基板２６において、圧電振動基板２６の長辺同士が対向する位置では第２の梁７２Ａ（１本）で連結され、圧電振動基盤２６の短辺同士が対向する位置では第２の梁７２Ｂ（２本）で連結される。
【００７０】
第２ウェーハ７４は、ダイアフラム基板４８と同一の厚みとなる水晶基板により形成され、ダイアフラム基板４８をアレイ状に配置した上で、互いに隣接するダイアフラム基板４８を第３の梁７６Ａ、７６Ｂで連結するように水晶基板を刳り貫いて形成される。ここで、互いに隣接するダイアフラム基板４８同士において、ダイアフラム基板４８の長辺同士が対向する位置では第３の梁７６Ａ（１本）で連結され、ダイアフラム基板４８の短辺同士が対向する位置では第３の梁７６Ｂ（２本）で連結される。
【００７１】
なお、本実施形態において、第１ウェーハ６６（ベース基板１４）、第２ウェーハ７４（ダイアフラム基板４８）は、サンドブラストにより外形を形成し、圧電振動ウェーハ７０（圧電振動基板２６）はエッチングにより外形を形成することが好適である。またダイアフラム基板４８の第２の凹部５０（ダイアフラム５６）は、サンドブラストにより形成し、サンドブラストにより生じた第２の凹部５０（ダイアフラム５６）への残留応力及び表面粗さを除去するため、短時間エッチングして第２の凹部５０（ダイアフラム５６）の表面を平坦化するとともに残留応力を除去する。
【００７２】
図７に、第１実施形態のウェーハの積層構造においてダイシングを行なう場合の模式図を示し、図７（ａ）はダイシング前、図７（ｂ）はダイシング後を示す。図６、図７に示すように、ウェーハの積層構造６４においては、積層後に二点鎖線で囲まれた範囲をダイシング領域（Ｄ）とするダイシングブレード８２によりダイシングを行なって、複数の物理量検出素子１０を個片化することができる。
【００７３】
ここで、第１の梁６８Ｂは、積層後に接続部３２Ａ、３２Ｂに対向する位置及び、前記位置に連続しダイシングにより消失する部分の一部となる位置において、圧電振動基板２６に対向する面側から掘り込まれてベース基板１４より薄肉に形成されている（図７、図６拡大図参照）。よって第１ウェーハ６６と圧電振動ウェーハ７０とを接合すると、第１の梁６８Ｂと接続部３２Ａ、３２Ｂとの間には隙間７８（図７（ａ））が形成される。これにより、第１の梁６８Ｂが接続部３２Ａ、３２Ｂに積層されることはない。よってパッド電極４２Ａ、４２Ｂの接続部３２Ａ、３２Ｂにおける配置の自由度を高めることができる。
【００７４】
また、図７（ａ）に示すように、第１の梁６８Ｂのベース基板１４との接続位置には厚み方向に切り込み８０が形成される。よって、後述のように第１ウェーハ６６、圧電振動ウェーハ７０、第２ウェーハ７４を積層後、第１の梁６８Ｂ、第２の梁７２Ｂ、第３の梁７６Ｂをダイシングしたとき、第１の梁６８Ｂは、切り込み８０において折り取ることが可能であるとともに、ダイシングの振動により第１の梁６８Ｂをベース基板１４から剥離させることができる。
【００７５】
ここで、図６、図７に示すように、ダイシング領域（Ｄ）に沿ってダイシング（フルカット）を行なうと、第１の梁６８Ａ、６８Ｂ、第２の梁７２Ａ、７２Ｂ、第３の梁７６Ａ、７６Ｂをダイシングすることになる。
【００７６】
そして、図７（ａ）に示すように、第１の梁６８Ｂ（第２の梁７２Ｂ、第３の梁７６Ｂ）をダイシングする場合は、第１の梁６８Ｂの第２の梁７２Ｂに接合する領域と、第１の梁６８Ｂが薄肉に形成された部分とをダイシングすることになる。よって、ダイシング後の第１の梁６８Ｂは第２の梁７２Ｂから分離する。さらに第１の梁６８Ｂのベース基板１４に接続する部分には、ハーフダイシング等により切り込み８０が形成されているので、図７（ｂ）に示すように、上述のフルカット時の振動で第１の梁６８Ｂはベース基板１４から剥離し、ベース基板１４には剥離痕２５（図２、図４参照）が形成される。またフルカット時の振動で第１の梁６８Ｂが剥離しなくても、切り込み８０において第１の梁６８Ｂを折り取ることができる。
【００７７】
上述のように本実施形態において、第１の梁６８Ａ、６８Ｂ、第２の梁７２Ａ、７２Ｂ、第３の梁７６Ａ、７６Ｂは、アレイ状に配置された物理量検出素子１０の間に配置されている。よって、ダイシングに用いるダイシングブレード８２を、物理量検出素子１０の間に沿って走らせ、第１の梁６８Ａ、６８Ｂ、第２の梁７２Ａ、７２Ｂ、第３の梁７６Ａ、７６Ｂを切断することにより物理量検出素子１０を個片化することができる。
【００７８】
このとき、第１の梁６８Ａの一部は、第１の凸部２４としてベース基板１４の長辺に配置され、第１の梁６８Ｂの一部は、第１の凸部２４としてベース基板１４の短辺に配置される。また、第２の梁７２Ａの一部は、第２の凸部４６として圧電振動基板２６の長辺に配置され、第２の梁７２Ｂの一部は、第２の凸部４６として圧電振動基板２６の短辺に配置される。さらに第３の梁７６Ａの一部は、第３の凸部５８としてダイアフラム基板４８の長辺に配置される。そして、第１の梁６８Ｂは、上述のダイシングにより、ベース基板１４の短辺に第１の凸部２４として配置される部分と、ベース基板１４から分離するとともにベース基板１４の接続部３２Ａ、３２Ｂに対向する短辺に剥離痕２５（図２、図４参照）を形成する部分と、に分離する。
【００７９】
上記構成において、第１の梁６８Ａ、６８Ｂ、第２の梁７２Ａ、７２Ｂ、第３の梁７６Ａ、７６Ｂは、それぞれベース基板１４、圧電振動基板２６、ダイアフラム基板４８の幅より十分細くなるように設計することができる。よって、ダイシングブレード８２の第１ウェーハ６６、圧電振動ウェーハ７０、第２ウェーハ７４との切断時の接触断面積を小さくすることができる。したがって、ダイシングにより発生する振動を抑制して基板間の剥離や振動部３４Ａ、振動部３４Ｂの前記振動による破損を防止して、歩留の高い物理量検出素子１０を量産することができる。
【００８０】
また、ベース基板１４、圧電振動基板２６、ダイアフラム基板４８をダイシングすることはないので、ダイシング時の各基板のチッピングを回避することができる。そして、引出電極４４Ｂは積層後でもスリット３０に形成された側面３３で露出するのみであるので、ダイシング時に切除されることはない。次に第１実施形態の物理量検出モジュール９０について説明する。
【００８１】
上述のように、図１（ａ）、図１（ｃ）に示すように、第１実施形態の物理量検出モジュール９０は、実装基板９２上に物理量検出素子１０を配置した状態で、図１（ａ）に示すように実装基板９２と蓋体９３とにより形成された容器に物理量検出素子１０を収容したものである。図１（ａ）に示すように、物理量検出素子１０は、ベース基板１４及び接続部３２Ａ、３２Ｂを実装基板９２側に向け、ダイアフラム５６をその反対側に向けた状態で配置される。そして、蓋体９３のダイアフラム５６に対向する位置には圧力導入口９３ａが配置されている。よって、物理量検出素子１０は容器に収容されているため被測定環境由来の外乱が低減され、圧力導入口９３ａを被測定環境に開放することにより、被測定環境の圧力を安定的に測定することができる。
【００８２】
そして、図１（ａ）、図１（ｃ）に示すように、接続部３２Ａに配置されたパッド電極４２Ａ、及び接続部３２Ｂに配置されたパッド電極４２Ｂは、それぞれ実装基板９２に実装面側に配置された接続電極９４と導電性の固定部材９６を介して電気的に接続され、またこの固定部材９６により接続部３２Ａ、３２Ｂと実装基板９２とが機械的に接続される。さらに図１（ａ）に示すように、接続電極９４は、実装基板９２を貫通する貫通電極９５を介して実装基板の外側に配置された外部電極９７に接続される。
【００８３】
よって物理量検出モジュール９０において、物理量検出素子１０は、接続部３２Ａ、３２Ｂを固定端として片持ち支持状態で実装基板９２に支持されることになる。このようにパッド電極４２Ａ、４２Ｂと接続電極９４とを対向させた状態で、両者を固定部材９６で接続することにより、固定部材９６は機械的接続のみならず、電気的接続も行なうので、従来技術のようにワイヤーを用いて電気的に接続した場合よりも物理量検出モジュール９０全体の高さを低くすることができる。なお、物理量検出モジュール９０において、物理量検出素子１０の励振電極４５（図５）は、引出電極４４Ａ、パッド電極４２Ａ、固定部材９６、接続電極９４、貫通電極９５を介して外部電極９７に電気的に接続され、励振電極４７（図５）は、引出電極４４Ｂ、導電膜４４Ｂａ、引出電極４４Ｂ、パッド電極４２Ｂ、固定部材９６、接続電極９４、貫通電極９５を介して外部電極９７に電気的に接続される。
【００８４】
ここで、固定部材９６は導電性の接着剤でも良いし、Ａｕ等で形成されたバンプでもよい。また図１（ａ）に示すように、固定部材９６は、物理量検出素子１０（ベース基板１４）が実装基板９２から浮くように配置し、さらに図１（ｂ）に示すように、物理量検出素子１０と実装基板９２との間の隙間をシリコン樹脂等の充填材９８で充填することが好ましい。これにより物理量検出モジュール９０（物理量検出素子１０）の耐衝撃性を高めることができる。
【００８５】
更にまた、バンプは、突起状の樹脂コア（コア部）と、樹脂コア部の表面に形成された導電膜とを備えたものであってもよい。樹脂コア部は、例えばフォトリソグラフィ技術やエッチング技術によって樹脂材料をパターニングした後、樹脂パターンを融解または熱収縮させることで断面形状が略半円状または台形形状に形成される。樹脂コア部は、例えばポリイミド樹脂やアクリル樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン変性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂などの感光性絶縁樹脂や熱硬化性絶縁樹脂から構成されている。
【００８６】
なお、導電膜は、例えばＡｕ（金）、ＴｉＷ（チタン／タングステン）、Ｃｕ（銅）、Ｃｒ（クロム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｔｉ、Ｗ、ＮｉＶ（ニッケル／バナジウム）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｐｄ（パラジウム）、鉛フリーハンダなどの金属や合金、これらの単層、或いは複数種を積層したもので形成してもよい。
【００８７】
また本実施形態では、接続部３２Ａが張出部６０Ａにより補強され、接続部３２Ｂが張出部６０Ｂにより補強されている。これにより固定部材９６による接合時の接続部３２Ａ、３２Ｂの破損の虞を低減することができる。また物理量検出素子１０の固定部材９６が接合する部分の厚みが張出部６０Ａ、張出部６０Ｂにより厚くなるため、例えば固定部材９６としてバンプを用いた場合は固定部材９６と接続部３２Ａ、３２Ｂとの接続位置へ力（超音波）を確実に伝達して接合の歩留を高めることができる。
【００８８】
また、上記構成において、物理量検出素子１０と実装基板９２との間の熱膨張係数の違いにより、物理量検出素子１０の固定部材９６との接続位置において、その接続位置同士の間隔を温度変化により狭めるまたは広げる応力（熱歪み）が発生する（図１（ｃ）参照）。しかし、接続部３２Ａは接続部３２Ａの枠部２８との接続位置、接続部３２Ｂが接続部３２Ｂと枠部２８との接続位置、張出部６０Ａは張出部６０Ａと第２の周縁部５２との接続位置、張出部６０Ｂは張出部６０Ｂと第２の周縁部５２との接続位置をそれぞれ固定端として屈曲することができるので、各接続位置に応力を集中させることができる。したがって、その分ダイアフラム５６に伝播する応力の成分を緩和させることができるので、ダイアフラム５６の熱歪みの影響を緩和して圧力を高精度に測定することができる。
【００８９】
図８に第２実施形態の物理量検出モジュールの模式図を示し、図８（ａ）は断面図、図８（ｂ）は平面図を示す。第２実施形態の物理量検出モジュール１００は、第１実施形態と同様に実装基板９２、蓋体９３、物理量検出素子１０を用いたものであるが、実装基板９２の実装面には凸部１０１が配置され、この凸部１０１により実装基板９２は、互いに段差となる上段部１０２（凸部１０１の上面）と下段部１０４を有することになる。そして、ベース基板１４は下段部１０４に対向するように配置され、接続部３２Ａ、３２Ｂは上段部１０２に対向するように配置された状態で上段部１０２と導電性の固定部材９６で接合されている点で相違する。そして上段部１０２には接続電極９４が配置され、接続電極９４とパッド電極４２Ａ、４２Ｂが対向している。そして接続電極９４とパッド電極４２Ａ、４２Ｂとが導電性の固定部材９６により電気的に接続されている。
【００９０】
このように構成することにより、固定部材９６の高さを小さくすることができるので物理量検出素子１０の実装基板９２への接合の安定性を高めることができるとともに、固定部材９６の使用量も少なくすることができるので、コストを抑制することができる。なお、図８（ａ）に示すように、本実施形態においても第１実施形態の物理量検出モジュール９０と同様の理由により、固定部材９６をベース基板１４が下段部１０４から浮いた状態となるように配置し、物理量検出素子１０と実装基板９２との間の隙間を充填材９８で充填することが好ましい。
【００９１】
図９に第２実施形態の物理量検出素子の分解斜視図を示す。また、図１０に、第３実施形態の物理量検出モジュールの模式図を示し、図１０（ａ）は断面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）に示された物理量検出モジュールの変形例を示す。図９に示すように第２実施形態の物理量検出素子１０６は、第１実施形態とは異なり、圧電振動基板２６のパッド電極４２Ａ、４２Ｂが配置された面側にダイアフラム基板４８が接合し、その反対面にベース基板１４が接合している。そして第２実施形態の物理量検出素子１０６では、第１実施形態の物理量検出素子１０におけるダイアフラム基板４８の張出部６０Ａ、６０Ｂがなく、ベース基板１４に張出部１０８Ａ、張出部１０８Ｂが配置された点で相違する。なお、第３実施形態の物理量検出モジュール１１０は、第２実施形態の物理量検出素子１０６を実装基板９２上に実装したものである。
【００９２】
張出部１０８Ａは、積層方向から見て接続部３２Ａの外形に倣った形状を有し、第１の周縁部１８の縁辺において接続部３２Ａに対向するように配置されている。同様に、張出部１０８Ｂは、積層方向から見て接続部３２Ｂの外形に倣った形状を有し、第１の周縁部１８の縁辺において接続部３２Ｂに対向するように配置されている。また張出部１０８Ａは接続部３２Ａのパッド電極４２Ａが配置された面の反対面に接合（係合）され、張出部１０８Ｂは接続部３２Ｂのパッド電極４２Ｂが配置された面の反対面に接合（係合）され、それぞれ第１の接合領域６３Ａの一部を形成する。
【００９３】
物理量検出素子１０６において、ダイアフラム基板４８の接続部３２Ａ、３２Ｂに対向する短辺には剥離痕１０９が形成されている。この剥離痕１０９は、第１実施形態の剥離痕２５と同様の方法で形成される。すなわち、ダイアフラム基板４８の長辺方向で連結する第３の梁７６Ｂを、第３の梁７６Ｂとダイアフラム基板４８との接続位置で剥離することにより形成される。（後述の図１４（ｄ）参照）。
【００９４】
図１０（ａ）に示すように、第３実施形態の物理量検出モジュール１１０において、物理量検出素子１０６は、ダイアフラム５６を実装基板９２側に向けた状態で実装基板９２上に配置されている。第３実施形態の物理量検出モジュール１１０においても、物理量検出素子１０６のパッド電極４２Ａ、４２Ｂと実装基板９２の接続電極９４とが導電性の固定部材９６により電気的に接続され（図１参照）、この固定部材９６により物理量検出素子１０６の接続部３２Ａ、３２Ｂと実装基板９２とが機械的に接続されている。さらに固定部材は、ダイアフラム５６（ダイアフラム基板４８）と実装基板９２との間に隙間を形成するように配置されている。このようにダイアフラム５６を実装基板９２に対向するように配置することにより、ダイアフラム５６表面のコンタミネーションを低減することができる。また隙間を形成することによりダイアフラム５６が外部の圧力を確実に受けることができる。
【００９５】
また実装基板９２において、ダイアフラム基板４８の第２の周縁部５２に対応する位置には枕部１１２が配置されている。枕部１１２は、その高さがダイアフラム基板４８と実装基板９２との隙間と同程度か、それよりやや低い高さを有するように設けられている。図１０に示すように、物理量検出モジュール１１０は固定部材９６により片持ち支持状態で支持されているので、外部から加速度等の力を受けると、物理量検出素子１０６が固定部材９６により固定された部分を固定端として実装基板９２に対して相対変位し、固定部材９６に負荷が集中し接合が剥がれる虞がある。しかし、本実施形態のように枕部１１２を配置することにより、枕部１１２が物理量検出素子１０６を受け止めて相対変位を停止させ、固定部材９６への負荷を低減して、物理量検出モジュール１１０、１１４の耐衝撃性を高めることができる。
【００９６】
枕部１１２は、第２の周縁部５２に対向する位置であれば、一箇所或いは複数個所配置可能であるが、物理量検出素子１０６は上述のように片持ち支持状態で実装基板９２に配置されているので、物理量検出素子１０６の自由端側となる位置、すなわち物理量検出素子１０６において接続部３２Ａ、３２Ｂとは反対側の周縁と対向する位置に枕部１１２を配置することが好ましい。さらに枕部１１２は、シリコン樹脂や、樹脂コアバンプ等の比較的柔らかい材料を用いることが好ましい。
【００９７】
また本実施形態において、ベース基板１４には張出部１０８Ａ、１０８Ｂが配置され、張出部１０８Ａが接続部３２Ａに接合し、張出部１０８Ｂが接続部３２Ｂに接合している（図７、張出部６０Ａ、６０Ｂ参照）。これにより接続部３２Ａ、３２Ｂが補強され、固定部材９６による接合時の接続部３２Ａ、３２Ｂの破損の虞を低減することができる。また物理量検出素子１０６の固定部材９６が接合する部分の厚みが張出部１０８Ａ、１０８Ｂにより厚くなるため、例えば固定部材９６としてバンプを用いた場合は固定部材９６と接続部３２Ａ、３２Ｂとの接続位置へ力（超音波）を確実に伝達して接合の歩留を高めることができる。
【００９８】
また、図１０（ｂ）に示すように、前述の上段部１０２と下段部１０４を適用して、第１実施形態の物理量検出モジュール９０と同様に物理量検出素子１０６を実装基板９２上に配置した物理量検出モジュール１１４とすることができる。ここで、枕部１１２は下段部１０４であって第２の周縁部５２に対向する位置に配置されている。
【００９９】
図１１に、第３実施形態の物理量検出素子の分解斜視図を示し、図１２に第３実施形態の物理量検出素子の圧電振動基板の下面図を示す。上記実施形態において、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂは柱状ビームからなる振動素子を用いたものであったが、図１１に示すように、本実施形態の物理量検出素子１１６は、振動部１１８としてＡＴカット振動片を用いており、感圧部としてＡＴカット水晶振動素子を用いている。なお、図１１においてその他の構成要素は、第１実施形態の物理量検出素子１０と同様となっている。振動部１１８の圧電振動基板２６の長辺方向の両端には、第１実施形態と同様に第１基部３６と第２基部３８が接続されている。そして振動部１１８の両面にはＡＴカット振動片において厚みすべり振動を励振する励振電極１２０Ａ、１２０Ｂが配置されている。
【０１００】
励振電極１２０Ａは、振動部１１８のベース基板１４に対向する面に配置され、励振電極１２０Ｂは、振動部１１８のダイアフラム基板４８に対向する面に配置されている。また、パッド電極４２Ａ、４２Ｂは、第１実施形態と同様にそれぞれ接続部３２Ａ，３２Ｂのベース基板１４に対向する面に配置されている。
【０１０１】
そして励振電極１２０Ａからは引出電極１２２Ａが引き出され、引出電極１２２Ａは、第１基部３６、梁４０Ａ、枠部２８、接続部３２Ａを経由してパッド電極４２Ａに接続している。また励振電極１２０Ｂからは引出電極１２２Ｂが引き出され、引出電極１２２Ｂは、第１基部３６、梁４０Ａ、枠部２８、接続部３２Ｂを経由し、接続部３２Ｂのスリット３０により形成された側面３３を経由して接続部３２Ｂのベース基板１４に対向する面に引き出されパッド電極４２Ｂに接続している。
【０１０２】
よってパッド電極４２Ａ、４２Ｂに交流電圧を印加すると振動部１１８は励振電極１２０Ａ、１２０Ｂに印加された交流電圧により所定の共振周波数で厚みすべり振動を共振する。そして振動部１１８には第１実施形態の物理量検出素子１０と同様にダイアフラム５６が受けた圧力に応じた引張応力を受けるため、この応力に応じて共振周波数が変化する。したがって、この共振周波数の変化をモニターすることによりダイアフラム５６に印加された圧力を検知することができる。なお、第３実施形態の物理量検出素子１１６は第１実施形態の物理量検出素子１０に倣った構成（ダイアフラム基板４８に張出部６０Ａ、６０Ｂを有する構成）を有するものとして説明したが、第２実施形態の物理量検出素子１０６に倣った構成（ベース基板１４に張出部１０８Ａ、１０８Ｂを有する構成）とすることもできる。
【０１０３】
図１３に、第４実施形態の物理量検出素子の分解斜視図を示す。第４実施形態の物理量検出素子１２４は、第１実施形態乃至第３実施形態の物理量検出素子とは異なり、張出部（張出部６０Ａ、６０Ｂ、張出部１０８Ａ、１０８Ｂ）が設けられていない点で相違する。よって圧電振動基板２６を、図１３に示すようにベース基板１４側にパッド電極４２Ａ、４２Ｂを向けた状態で積層しても良いし、ダイアフラム基板４８側にパッド電極４２Ａ、４２Ｂを向けた状態で積層してもよい。上述のように物理量検出モジュールとしては、第１実施形態の物理量検出モジュール９０のようにダイアフラム５６が実装基板９２と対向しないように配置される場合と、第２実施形態の物理量検出モジュール１１０、１１４のようにダイアフラム５６と実装基板９２とが対向して配置される場合がある。よって本実施形態のように、張出部を有しない構成とすることにより、いずれの物理量検出モジュールも同一の部材により形成することができるので、コストを抑制することができる。
【０１０４】
なお、第４実施形態の物理量検出素子を図５に示すようなウェーハの積層構造６４により形成する場合、第３の梁７６Ｂを図６に示す第１の梁６８Ｂと同様に圧電振動基板２６に対向する面からサンドブラスト等により掘り込んでダイアフラム基板４８より薄肉になるように形成する。そして、第３の梁７６Ｂとダイアフラム基板４８との接続位置に第１の梁６８Ｂと同様に切り込み１３２を配置すればよい（後述の図１４（ｄ）参照）。これにより、第３の梁７６Ｂは、第１の梁６８Ｂと同様に、ダイシング時にダイアフラム基板４８から剥離して分離し、ダイアフラム基板４８には剥離痕１０９が形成される。
【０１０５】
図１４に、本実施形態のウェーハの積層構造において、折り取り部を形成した場合の模式図を示し、図１４（ａ）は、第１ウェーハ、圧電振動ウェーハ、第２ウェーハのそれぞれの折り取り部の平面図、１４（ｂ）は１４（ａ）に示す第１ウェーハ、圧電振動ウェーハ、第２ウェーハを積層した場合のＡ−Ａ線断面図（折り取り前）、図１４（ｃ）は図１４（ｂ）の折り取り後の断面図、図１４（ｄ）は第４実施形態の物理量検出素子を折り取って個片化する場合の断面図を示す。
【０１０６】
第１実施形態乃至第４実施形態の物理量検出素子は、図６のようなウェーハの積層構造６４から個片化して複数製造することが可能である。ここでは主に第１実施形態の物理量検出素子１０に折り取り部を適用した場合について説明する。さらに本実施形態では、第１の梁６８Ｂ、第２の梁７２Ｂ、第３の梁７６Ｂに折り取り部を適用した場合について説明する。また、前述の実施形態においては、第１の梁６８Ａ、６８Ｂ、第２の梁７２Ａ、７２Ｂ、第３の梁７６Ａ、７６Ｂをダイシングすることにより物理量検出素子１０を個片化することを前提として述べてきたが、本実施形態により、折り取りによっても個片化することが可能である。
【０１０７】
図１４（ａ）に示すように、第１の梁６８Ｂには、第１の折り取り部１２６が配置され、第２の梁７２Ｂには、第２の折り取り部１２８が配置され、第３の梁７６Ｂには、第３の折り取り部１３０が配置されている。第１の折り取り部１２６は、第１の梁６８Ｂの中央部において、その幅方向及び厚み方向にサンドブラストを施すことにより形成することができる。第３の折り取り部１３０も、第３の梁７６Ｂの中央部において、その幅方向及び厚み方向にサンドブラストを施すことにより形成することができる。
【０１０８】
一方、第２の折り取り部１２８はエッチングにより形成することが可能である。すなわち、第２の折り取り部１２８を形成するための第２の梁７２Ｂの幅方向のエッチングは、圧電振動基板２６の外形（第２の梁７２Ｂを含む）をエッチングで形成する工程と同時に形成することができる。一方、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂの励振効率を高めるため、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂを構成する柱状ビームに柱状ビームの厚み方向から溝を形成するハーフエッチングを施して柱状ビームの重量を軽減することが行なわれる。この工程は圧電振動基板２６の外形を形成したのち、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂの厚み方向の両面に行なう。したがって、第２の折り取り部１２８を形成するための第２の梁７２Ｂの厚み方向のハーフエッチングは、この溝の形成と同時に行うことができ、第２の梁７２Ｂの厚み方向の両面からハーフエッチングを行なうことができる。
【０１０９】
なお、第３実施形態の物理量検出素子１１６の振動部１１８にも、励振効率を高めるため、中央部と周縁部とで厚みが互いに異なるメサ構造をハーフエッチングにより形成する場合がある。したがって、このハーフエッチングと同一の工程を用いて、第２の折り取り部１２８を形成するための第２の梁７２Ｂの厚み方向のハーフエッチングを行うことができる。
【０１１０】
このようにして形成された、第１の折り取り部１２６、第２の折り取り部１２８、第３の折り取り部１３０は、図１４（ｂ）に示すように、積層方向から見て重なるように配置される。したがって、図１４（ｃ）に示すように、各折り取り部に力を印加することにより、各折り取り部を破断させることができる。したがって、ダイシングによらず、第１の梁６８Ｂ、第２の梁７２Ｂ、第３の梁７６Ｂを折り取ることができる。同様に、第１の梁６８Ａにも第１の折り取り部１２６を形成し、第２の梁７２Ａに第２の折り取り部１２８を形成し、第３の梁７６Ａに第３の折り取り部１３０を形成し、第１の梁６８Ａ、第２の梁７２Ａ、第３の梁７６Ａを破断することができる。これにより、物理量検出素子１０を個片化することができる。よって、基板間の剥離や振動部３４Ａ、振動部３４Ｂの破損を効率的に防止して、歩留の高い物理量検出素子１０を量産することができる。
【０１１１】
なお、図１４（ｃ）に示すように、第１の梁６８Ｂ（図７参照）は、第１の折り取り部１２６乃至第３の折り取り部１３０の折り取り時の衝撃により切り込み８０から剥離して分離する。また図１４（ｄ）に示すように第４実施形態の物理量検出素子１２４をウェーハの積層構造６４から折り取って個片化する場合は、第１の折り取り部１２６乃至第３の折り取り部１３０の折り取り時の衝撃により、第１の梁６８Ｂを切り込み８０から剥離して分離し、第３の梁７６Ｂを切り込み１３２から剥離して分離する。
【０１１２】
いずれの実施形態においても、第１ウェーハ６６、圧電振動ウェーハ７０、第２ウェーハ７４の積層構造６４を形成したのち、ダイシング（若しくは折り取り）して物理量検出素子１０等を個片化する旨説明したが、これに限定されない。即ち、上述の各ウェーハにおいて、ベース基板１４、圧電振動基板２６、ダイアフラム基板４８をそれぞれ個片化したのち、ベース基板１４、圧電振動基板２６、ダイアフラム基板４８を積層して物理量検出素子１０等を構築することができる。このとき第１の凸部２４、第２の凸部４６、第３の凸部５８が互いに重なるように配置されているので、各凸部を積層の際のアライメントの目印に用いることができ、積層を容易に行うことができる。
【０１１３】
また上述の物理量検出モジュールにおいて、物理量検出素子１０等の感圧部に電気的に接続する回路（集積回路（不図示））、すなわち振動部３４Ａ、振動部３４Ｂ（振動部１１８）を駆動させるとともに振動部３４Ａ、振動部３４Ｂ（振動部１１８）の共振周波数の情報を取得可能な回路（不図示）を搭載することが可能である。また上述の物理量検出素子１０等において、ダイアフラム基板４８を取り払った場合（またはダイアフラム基板４８の代わりに他のベース基板を枠部２８に取り付けた場合）は、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂ（振動部１１８）を発振源とする発振器として機能させることができる。したがって、自ら発振する発振器としての機能、または自ら圧力等の物理量を測定する機能を有する物理量検出素子を備えた物理量検出モジュールを構築することができる。なお、ダイアフラム５６は、圧力以外にも、ダイアフラム５６に接触した物体のダイアフラム５６に印加する力なども検出することが可能である。
【０１１４】
例えば第１実施形態において、接続部３２Ａ、３２Ｂを圧電振動基板２６の短辺に配置し、張出部６０Ａ、６０Ｂをダイアフラム基板４８の短辺に配置したが、これらを各基板の長辺にそれぞれ配置してもよく、他の実施形態においても同様に配置してもよい。また圧電振動基板２６においては第１基部３６、第２基部３８の並ぶ方向を圧電振動基板２６の長辺に平行な方向としているが、圧電振動基板２６の短辺に平行な方向に配置してもよく、他の実施形態においても同様に配置してもよい。この場合、振動部３４Ａ、３４Ｂは、圧電振動基板２６の短辺方向に長手方向を有するように配置してもよい。
【０１１５】
そして、いずれの実施形態においても、ベース基板１４、圧電振動基板２６、ダイアフラム基板４８の３層構造により物理量検出素子１０等を形成する旨説明してきたが、これに限定されない。すなわち、圧電振動基板２６から振動部３４Ａ、３４Ｂ、第１基部３６、第２基部３８からなる感圧部（圧電振動片）を取り出し、ダイアフラム基板４８の力伝達部５４Ａに第１基部３６を接合し、力伝達部５４Ｂに第２基部３８を接合し、ダイアフラム基板４８の第２の周縁部５２とベース基板１４の第１の周縁部１８とを接合して物理量検出素子を形成してもよい。このとき感圧部のベース基板１４に対向する主面はベース基板１４に覆われることになる。この場合、例えば、ダイアフラム基板４８の外縁に接続部３２Ａ、３２Ｂを配置し、力伝達部５４Ａ、５４Ｂに励振電極９６、９８に接続し外部に電気的に接続可能な貫通電極を配置し、接続部３２Ａ、３２Ｂに配置されたパッド電極４２Ａ、４２Ｂを貫通電極とワイヤー等により接続する。これによりパッド電極４２Ａ、４２Ｂと励振電極９６、９８とを電気的に接続することができる。
【０１１６】
図１５に、本実施形態の物理量検出素子において、振動部として音叉型振動片（その１）を用いた場合の分解斜視図と、圧電振動基板の下面の模式図を示す。また、図１６に、本実施形態の物理量検出素子において、振動部として音叉型振動片（その２）を用いた場合の分解斜視図と、圧電振動基板の下面の模式図を示す。さらに、図１７に、本実施形態の物理量検出素子において、振動部としてＡＴカット振動片を用いた場合の分解斜視図と、圧電振動基板の下面の模式図を示す。
【０１１７】
例えば、本発明は、３層以上の構造を有し且つ中間層として圧電振動基板２６が含まれる温度センサー、圧電振動子等の物理量検出素子に適用することができる。圧電振動基板２６の振動部としては、図１５、図１６に示すように音叉型振動片や、図１７に示すようにＡＴカット水晶振動片を適用することができる。また、水晶のＸ軸（電気軸）を中心にして所定の角度だけ回転して得られる回転Ｙ板を用いた水晶振動子、その他のカットで切断された水晶振動子、水晶以外の圧電材料を用いた圧電振動子、等を広く適用できる。
【０１１８】
図１５においては、第１の凹部１６を有するベース基板１４、振動部２００を有する圧電電振動基板２６、第２の凹部５０を有する第２ベース基板２０１からなる３層構造の物理量検出素子１０ａとなっている。第２ベース基板２０１の接続部３２Ａ、３２Ｂに対向する位置には張出部６０Ａ、６０Ｂが配置されている。そして圧電振動基板２６のベース基板１４に対向する面には、パッド電極４２Ａ、パッド電極４２Ｂが配置されている。また、振動部２００には励振電極２０４Ａ、２０４Ｂが配置されている。そして振動部２００のベース基板１４に対向する面において、励振電極２０４Ａから引出電極２０２Ａが引き出され、引出電極２０２Ａは、接続部３２Ａに引き出されパッド電極４２Ａに接続されている。また振動部２００の第２ベース基板２０１に対向する面において、励振電極２０４Ｂから引出電極２０２Ｂが引き出され、引出電極２０２Ｂは接続部３２Ｂに引き出され、接続部３２Ｂのスリット３０により形成された側面３３を経由し、接続部３２Ｂのベース基板１４に対向する面に引き出されてパッド電極４２Ｂに接続されている。そして、パッド電極４２Ａ、４２Ｂに交流電圧を印加することにより振動部２００が屈曲振動をする。
【０１１９】
図１６においては、第１の凹部１６を有するベース基板１４、振動部２０６を有する圧電振動基板２６、第２の凹部５０を有する第２ベース基板２０１からなる３層構造の物理量検出素子１０ｂとなっている。第２ベース基板２０１の接続部３２Ａ、３２Ｂに対向する位置には張出部６０Ａ、６０Ｂが配置されている。圧電振動基板２６において、互いに平行な２つの振動部２０６は基部２０８から延出するように配置されている。基部２０８は、その幅方向の両端がクランク型の支持腕２１０Ａ、支持腕２１０Ｂによりそれぞれ支持されている。支持腕２１０Ａ、支持腕２１０Ｂは、それぞれ一方の端部が基部２０８に接続し、他方の端部が枠部２８の内側に接続されている。
【０１２０】
圧電振動基板２６のベース基板１４に対向する面には、パッド電極４２Ａ、パッド電極４２Ｂが配置されている。そして、振動部２０６には励振電極２１４Ａ、励振電極２１４Ｂが配置されている。振動部２０６のベース基板１４に対向する面において、励振電極２１４Ａから引出電極２１２Ａが引き出されている。引出電極２１２Ａは、基部２０８、支持腕２１０Ａ、枠部２８、接続部３２Ａを経由するように引き出されパッド電極４２Ａに接続されている。また振動部２０６の第２ベース基板２０１に対向する面において、励振電極２１４Ｂから引出電極２１２Ｂが引き出されている。引出電極２１２Ｂは、基部２０８、支持腕２１０Ｂ、枠部２８、接続部３２Ｂを経由し、接続部３２Ｂのスリット３０により形成された側面３３を経由して接続部３２Ｂのベース基板１４に対向する面に引き出されてパッド電極４２Ｂに接続されている。よって、パッド電極４２Ａ、４２Ｂに交流電圧を印加することにより振動部２０６が屈曲振動をする。
【０１２１】
上記構成において、支持腕２１０Ａ、支持腕２１０Ｂは、枠部２８に接続した位置を固定端として屈曲することができる。このような配置とすることにより、振動部２０６の振動系を枠部２８の振動系から分離することができる。したがって、振動部２０６の振動漏れを抑制してＱ値を向上させ、且つＣＩ値を低下させることができる。さらに枠部２８の支持腕２１０Ａ、支持腕２１０Ｂの自由端に対向する位置には緩衝部２８ａが配置され、外部からの力による支持腕２１０Ａ、支持腕２１０Ｂと、枠部２８との相対変位を抑制することにより耐衝撃性を高めることができる。
【０１２２】
図１７においては、第１の凹部１６を有するベース基板１４、振動部２１８を有する圧電振動基板２６、第２の凹部５０を有する第２ベース基板２０１からなる３層構造の物理量検出素子１０ｃとなっている。第２ベース基板２１０の接続部３２Ａ、３２Ｂに対向する位置には張出部６０Ａ、６０Ｂが配置されている。圧電振動基板２６において振動部２１８は、枠部２８と支持部２１９Ａ、支持部２１９Ｂを介して接続されている。また、圧電振動基板２６のベース基板１４に対向する面には、パッド電極４２Ａ、パッド電極４２Ｂが配置されている。そして、振動部２１８のベース基板１４に対向する面には励振電極２２２Ａが配置され、その裏面であって励振電極２２２Ａに対向する位置には励振電極２２２Ｂが配置されている。
【０１２３】
ここで、励振電極２２２Ａから引き出された引出電極２２０Ａは、圧電振動基板２６のベース基板１４に対向する面において支持部２１９Ａを経由して接続部３２Ａに引き出されてパッド電極４２Ａに接続されている。また、励振電極２２２Ｂから引き出された引出電極２２０Ｂは、第２ベース基板２０１に対向する面において支持部２１９Ｂ、接続部３２Ｂを経由し、接続部３２Ｂのスリット３０により形成された側面３３を経由して接続部３２Ｂのベース基板１４に対向する面に引き出されパッド電極４２Ｂに接続されている。上記構成において、パッド電極４２Ａ、４２Ｂに交流電圧を印加することにより振動部２１８が厚みすべり振動をする。なお、図１５乃至図１７において、第２ベース基板２０１は、第１実施形態等のダイアフラム基板４８から置き換わったもの（力伝達部５４Ａ、５４Ｂ、ダイアフラム５６を有しないもの）であり、他の構成要素は物理量検出素子１０等と同様なので説明を省略する。
【０１２４】
本発明の物理量検出素子は、上述した物理量検出モジュール以外に、例えば携帯電話、ハードディスク、パーソナルコンピューター、ＢＳ及びＣＳ放送用の受信チューナー、同軸ケーブルや光ケーブル中を伝搬する高周波信号や光信号用の各種処理装置、広い温度範囲で高周波・高精度クロック（低ジッタ、低位相雑音）を必要とするサーバー・ネットワーク機器、無線通信用機器等の様々な電子機器、加速度センサー、回転速度センサー等の各種センサー装置にも広く適用することができる。
【０１２５】
このような各種センサー装置及び電子機器としては、例えば一般工業用計測機器、電子血圧計、高度・気圧・水深計測機能付き電子機器、携帯機器、自動車などが挙げられる。そして、上述のように外力によるダイアフラムの機械的な変形を電気的信号として計測するものとして圧力センサーは携帯電話機やパソコン等の小型の携帯機器での高度計測に前記圧力センサーを応用してマイクロホンとして利用可能である。
【０１２６】
更に、近年注目をされるようになった水素やメタノール等の燃料電池は、軽量化や利便性等に起因して、例えば、ビデオカメラ、ノート型パーソナルコンピューター、携帯用電話機、携帯情報端末機（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ：ＰＤＡ）、オーディオプレーヤ、プロジェクタ載置台、カプセル型医療機器の通信機能を具備した電子機器といった各種情報処理装置の燃料電池としての用途が考えられる。
【０１２７】
図１８に、本実施形態の物理量検出素子を燃料電池システムに搭載した場合の系統図を示す。図１８に示すように、燃料電池システム２２４は、水素を燃料として電力を発生させる燃料電池セル２２６と、該燃料電池セル２２６に水素を供給する水素吸蔵合金容器２２８と、該水素吸蔵合金容器２２８と上記燃料電池セル２２６との間に配設された圧力検出用の圧力センサー２３０と、圧力調整弁２３２と安全弁２３４とを備えている。この燃料電池システム２２４において、本発明に係る物理量検出素子１０等を圧力センサー２３０として使用することができる。
【０１２８】
図１９に、本実施形態の物理量検出素子を車両用情報記録装置に搭載した場合のブロック図を示す。図１９に示すように、事故等のイベント発生時前後の必要な時間のみについて、デジタルタコグラフ２３８とドライブレコーダ２４８の双方が生成するデータを関連付けて記録し、その後の解析等に有用なデータを提供することが可能な車両用情報記録装置２３６がある。
【０１２９】
この車両用情報記録装置２３６において、前記デジタルタコグラフ２３８は、車両の走行状況を検出する走行状況検知手段２４０と、前記ドライブレコーダ２４８との間で情報を送受信するデジタルタコグラフ通信手段２４２と、情報を記録するデジタルタコグラフ記録手段２４４と、前記走行状況検知手段２４０から入力した走行状況および前記デジタルタコグラフ通信手段２４２から受信した情報を受けて、前記デジタルタコグラフ記録手段２４４に情報を記録するデジタルタコグラフ制御部２４６と、を有しているが、走行状況検知手段２４０として、高精度な圧力（高度）検出が可能な本発明に係る物理量検出素子１０を圧力センサーとして適用できる。
【０１３０】
更に、被測定者にかかる負荷を検出する活動量計側システムにおいて、前記負荷を圧力として検出する場合においては、検出器として、本発明に係る圧力センサー（物理量検出素子１０等）を適用できる。
【０１３１】
また、警戒モードと、非警戒モードとに設定可能なセキュリティシステムであって、人体の少なくとも一部を検知可能な人体検知手段と、前記人体検知手段が前記人体の少なくとも一部を検知したことに応じて、信号を出力する出力手段と、前記出力手段からの出力信号を受けて、前記警戒モードを設定する警戒モード設定手段と、を備えるセキュリティシステムがある。このセキュリティシステムにおいて、外部からの侵入または異常を検知する異常検知センサーと、前記異常検知センサーが異常を検知したときに警報を発する警報手段とをさらに含み、前記警戒モード設定手段は、前記警戒モードに応じて、前記異常検知センサーと、前記警報手段とによる警戒動作を作動させる。このセキュリティシステムを構成する前記異常検知センサーとして、本発明に係る圧力センサー（物理量検出素子１０等）を適用できる。
【０１３２】
更に、本発明の電子機器の一例である腕時計型電子機器の本体には、本発明に係る圧力センサー（物理量検出素子１０等）を備えることができ、ダイナミックレンジやリニアリティなどの特性に優れた圧力センサー（物理量検出素子１０等）を備えた電気機器となる。
【０１３３】
更に、特に自動車においては、例えばインテークマニホールド圧若しくはチャージ圧、ブレーキ圧、エアサスペンション圧、タイヤ圧、ハイドロリック貯蔵圧、ショックアブソーバ圧、冷却媒体圧、自動変速機における変調圧、ブレーキ圧、タンク圧用の圧力検出に本発明に係る圧力センサー（物理量検出素子１０等）を適用できる。
【０１３４】
図２０に、本実施形態の物理量検出素子を側面衝突検出装置に搭載した場合の模式図（図中の拡大図に対応する断面図は図１（ａ）を参照）を示す。車両２５２のサイドドア２５４の内部に配設された圧力センサー２５８により、車両２５２の側面に加わる衝撃を検出する側面衝突検出装置２５０を構成することができる。この側面衝突検出装置２５０において、前記圧力センサー２５８は、圧力を検出するダイアフラム（ダイアフラム５６）を有し、そのダイアフラムの受圧面が前記サイドドア２５４の内部空間２５６の圧力変動により歪むことを検出することによって車両２５２の側面に加わる衝撃を検出することができる。そして、例えば、ダイアフラムの受圧面の法線と、水平な前記車両２５２の前後方向の直線とのなす角を６０度から９０度に設定することにより、衝突時に圧力センサー２５８のダイアフラムが衝撃力を受けた場合に、これを圧力変化として検出する度合いを少なくして、圧力の変化をより高精度に検出することができる。この側面衝突検出装置２５０に用いる圧力センサー２５８として本実施形態の物理量検出素子１０等（物理量検出モジュール９０等）を適用することができる。
【符号の説明】
【０１３５】
１０………物理量検出素子、１２………パッケージ、１３………内部空間、１４………ベース基板、１６………第１の凹部、１８………第１の周縁部、２４………第１の凸部、２５………剥離痕、２６………圧電振動基板、２８………枠部、２８ａ………緩衝部、３０………スリット、３２Ａ，３２Ｂ………接続部、３３………側面、３４Ａ，３４Ｂ………振動部、３６………第１基部、３８………第２基部、４０Ａ，４０Ｂ………梁、４２Ａ，４２Ｂ………パッド電極、４４Ａ，４４Ｂ………引出電極、４５………励振電極、４６………第２の凸部、４７………励振電極、４８………ダイアフラム基板、４９………電極膜、５０………第２の凹部、５２………第２の周縁部、５４Ａ，５４Ｂ………力伝達部、５６………ダイアフラム、５８………第３の凸部、６０Ａ，６０Ｂ………張出部、６２Ａ………第１の接合層、６２Ｂ………第２の接合層、６３Ａ………第１の接合領域、６３Ｂ………第２の接合領域、６４………積層構造、６６………第１ウェーハ、６８Ａ，６８Ｂ………第１の梁、７０………圧電振動ウェーハ、７２Ａ，７２Ｂ………第２の梁、７４………第２ウェーハ、７６Ａ，７６Ｂ………第３の梁、７８………隙間、８０………切り込み、８２………ダイシングブレード、９０………物理量検出モジュール、９２………実装基板、９３………蓋体、９４………接続電極、９５………貫通電極、９６………固定部材、９７………外部電極、９８………充填材、１００………物理量検出モジュール、１０１………凸部、１０２………上段部、１０４………下段部、１０６………物理量検出素子、１０８Ａ………張出部、１０８Ｂ………張出部、１０９………剥離痕、１１０………物理量検出モジュール、１１２………枕部、１１４………物理量検出モジュール、１１６………物理量検出素子、１１８………振動部、１２０Ａ，１２０Ｂ………励振電極、１２２Ａ，１２２Ｂ………引出電極、１２４………物理量検出素子、１２６………第１の折り取り部、１２８………第２の折り取り部、１３０………第３の折り取り部、１３２………切り込み、２００………振動部、２０１………第２ベース基板、２０２Ａ，２０２Ｂ………引出電極、２０４Ａ，２０４Ｂ………励振電極、２０６………振動部、２０８………基部、２１０Ａ，２１０Ｂ………支持腕、２１２Ａ，２１２Ｂ………引出電極、２１４Ａ，２１４Ｂ………励振電極、２１８………振動部、２１９Ａ，２１９Ｂ………支持部、２２０，２２０Ｂ………引出電極、２２２Ａ，２２２Ｂ………励振電極、２２４………燃料電池システム、２２６………燃料電池セル、２２８………水素吸蔵合金容器、２３０………圧力センサー、２３２………圧力調整弁、２３４………安全弁、２３６………車両用情報記録装置、２３８………デジタルタコグラフ、２４０………走行状況検出手段、２４２………デジタルタコグラフ通信手段、２４４………デジタルタコグラフ記録手段、２４６………デジタルタコグラフ制御部、２４８………ドライブレコーダ、２５０………側面衝突検出装置、２５２………車両、２５４………サイドドア、２５６………内部空間、２５８………圧力センサー、３００………圧力センサー、３０２………第１基板、３０８………圧電振動基板、３１０………圧電振動片、３１２………基部、３１４………振動部、３１８………第２基板、３２４………ダイアフラム、３２６………力伝達部、４００………圧力センサー、４０１………第１基板、４０２………圧電振動基板、４０４………枠部、４０８………振動部、４１０………パッド電極、４１２………第２基板、４１４………切欠き部、４１６………凸部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量検出モジュールに関し、互いに異なる面に配置された配線間の短絡を防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ダイアフラムに圧電振動片を接続し、圧電振動片がダイアフラムの撓み変形による応力を検知するタイプの圧力検出素子等の物理量検出素子が知られている。
図２１に、特許文献１に記載の圧力検出素子の模式図を示し、図２１（ａ）は分解斜視図、図２１（ｂ）は断面図を示す。特許文献１には、第１基板３０２と、圧電振動片３１０（振動部３１４、基部３１２）を有する圧電振動基板３０８と、ダイアフラム３２４及びダイアフラム３２４に接続された一対の力伝達部３２６を有する第２基板３１８と、の３層構造からなる圧力検出素子３００が開示されている。ここで、圧電振動片３１０は振動部３１４と、振動部３１４の両端に配置された一対の基部３１２と、から構成される。そして、力伝達部３２６は、基部３１２にそれぞれ接続される。また圧電振動片３１０を構成する振動部３１４は所定の共振周波数で振動可能なものである。
【０００３】
上記構成において、ダイアフラム３２４が外部から圧力を受けることにより、ダイアフラム３２４が圧力検出素子３００の内側に撓み変形する。そして、この撓み変形により力伝達部３２６同士の間隔が広がるため、基部３１２同士の間隔も広がることになる。よって、振動部３１４に対して引張応力が印加され、これにより振動部３１４の共振周波数が変化する。したがって、この共振周波数の変化をモニターすることにより圧力を検知することができる。
【０００４】
図２２に、特許文献２に記載の圧力検出素子の模式図を示し、図２２（ａ）は分解斜視図、図２２（ｂ）は上面図を示す。特許文献２の圧力検出素子４００は、特許文献１の圧力検出素子３００と同様に第１基板４０１、圧電振動基板４０２、第２基板４１２の３層構造を有し、全体的に平面矩形状に形成されている。圧電振動基板４０２の枠部４０４の一方の短辺には、その両端部に振動部４０８に電気的に接続する一対のパッド電極４１０が配置されている。また、第２基板４１２のパッド電極４１０に対向する部分にはパッド電極４１０を露出させる切欠き部４１４が形成されている。これにより、第１基板４０１、圧電振動基板４０２、第２基板４１２を積層することにより、切欠き部４１４に挟まれた領域に凸部４１６が露出されたパッド電極４１０を互いに隔離させた構造となる。
【０００５】
ところで、このような３層構造の圧力検出素子（物理量検出素子）を製造する場合、各層を低融点ガラス（特許文献３参照）や共晶合金等（特許文献４参照）の接着剤を用いて基板同士を接合する場合がある。
【０００６】
一方、圧電振動片（振動部）には一対の励振電極が配置され、圧電振動基板には励振電極から引き出された一対の引出電極が配置されている。しかし、引出電極を同一面に配置すると上述の接着剤は抵抗率が低く導電性を有するので引出電極同士が短絡する問題がある。この問題を解決するため、特許文献５、６では、一方の引出電極を圧電振動基板の一方の面に配置し、他方の引出電極を圧電振動基板の他方の面に配置し、引出電極同士の短絡を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２３０４０１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４３２０７号公報
【特許文献３】特開２００４−２１５０３９号公報
【特許文献４】特開２０１０−２４６００１号公報
【特許文献５】特開２００１−１１９２６４号公報
【特許文献６】特開２０１０−１２４４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、物理量検出素子を実装基板上に容易に接続するためには圧電振動基板のいずれか一方の面において、実装基板上のパッド電極と接続する２つのパッド電極を配置する必要がある。よって、圧電振動基板のパッド電極が配置された面の反対側に配置された引出電極は、裏面に引き回す必要がある。この場合、引出電極は圧電振動基板の側面を経由して裏面に引き回すことが考えられる。しかし、引出電極の側面に配置された部分は、物理量検出素子の製造工程等においてその部分を包含する圧電振動基板の縁辺が他の部材等に当接した場合には剥離して引出電極が断線する虞があるという問題があった。
【０００９】
また、物理量検出素子を実装基板に実装して物理量検出モジュールを形成する場合は、実装基板の接続電極とパッド電極とが同一方向を向くように配置され、物理量検出素子は固定部材により実装基板に支持され、パッド電極と接続電極とがワイヤーにより接続される。このようにワイヤーにより電気的接続を行なう場合は、ワイヤーが実装基板から大きく離れるように湾曲してパッド電極に接続するためモジュール全体の低背化が困難であるという問題があった。
そこで本発明は、上記問題点に着目し、低背化を実現し、かつ側面に露出した配線の断線を防止する物理量検出モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例として実現することが可能である。
［適用例１］物理量を検出する感圧部と、前記感圧部の周囲を囲み、前記感圧部を梁を介して支持する枠部と、を有する圧電振動基板と、前記感圧部が接続され、外部からの力を受けて変位し、前記力を前記感圧部に伝達する変位部を有し、前記圧電振動基板の一方の主面を覆うダイアフラム基板と、前記圧電振動基板の他方の主面を覆うベース基板と、を有する物理量検出素子と、前記物理量検出素子を実装するための実装基板と、を備え、前記圧電振動基板には、一辺を二分するように切り欠くスリットが設けられ、前記スリットにより一対の接続部が分離して配置され、前記一対の接続部は、少なくとも一部が前記ベース基板と前記ダイアフラム基板の少なくとも何れかの基板よりも外側へ露出しており、前記圧電振動基板は、前記一対の接続部の一方の主面側にそれぞれ設けられた互いに信号の異なるパッド電極と、前記一対の接続部のうちの何れか一方の接続部の前記スリット側の側面に配置され、他方の主面に設けられた引出電極と信号が同じ前記パッド電極とを電気的に接続する導電膜と、を有し、前記パッド電極を前記実装基板に配置された接続電極に導電性を有する固定部材を介して電気的に接続したことを特徴とする物理量検出モジュール。
【００１１】
上記構成により、圧電振動基板の引出電極に接続する導電膜は、接続部のスリットにより形成された側面に配置されるので、導電膜はスリットにより保護されることになる。よって導電膜が他の部材に当接することを回避して導電膜の断線を防止することができる。さらに、導電膜の導通先にはパッド電極が配置されているが、このパッド電極は、ダイアフラムが互いに反対方向を向いて配置することができる。よって、パッド電極を実装基板に対向させて、ワイヤーを用いずにパッド電極と実装基板上の接続電極とを機械的・電気的に接続することができる。したがって、低背化が可能な物理量検出モジュールとなる。さらに、引出電極からパッド電極に至る経路は導電膜により裏面に引き回されているため、枠部の引出電極が配置された面の反対面に配置された引出電極との短絡を防止することができる。
【００１２】
［適用例２］前記ダイアフラム基板、又は前記ベース基板の何れかの基板に前記接続部に係合する張出部が設けられたことを特徴とする適用例１に記載の物理量検出モジュール。
上記構成により、接続部が張出部により厚み方向に補強されることになる。したがって、接続部の実装基板側との接続を安定的に行うことができる。
【００１３】
［適用例３］前記実装基板は、凸部を有し、前記接続部は、前記凸部の上面に支持されていることを特徴とする適用例１または２に記載の物理量検出モジュール。
上記構成により、固定部材の高さを小さくすることができるので物理量検出素子の実装基板への接合の安定性を高めることができるとともに、固定部材の使用量も少なくすることができるので、コストを抑制することができる。
【００１４】
［適用例４］前記実装基板の前記物理量検出素子の前記接続部とは反対側の周縁と対向する位置には、枕部が配置されていることを特徴とする適用例１乃至３のうちのいずれか１例に記載の物理量検出モジュール。
上記構成により、物理量検出モジュールの耐衝撃性を高めることができる。
【００１５】
［適用例５］前記物理量検出素子と前記実装基板との間に充填材が配置されたことを特徴とする適用例１乃至４のうちのいずれか１例に記載の物理量検出モジュール。
上記構成により、物理量検出モジュールの耐衝撃性を高めることができる。
【００１６】
［適用例６］前記実装基板上には、前記物理量検出素子を覆うように蓋体が配置され、前記蓋体には圧力導入口が配置されたことを特徴とする適用例１乃至５のうちのいずれか１例に記載の物理量検出モジュール。
上記構成により、圧力導入口を被測定環境に開放することにより、被測定環境の圧力を安定的に測定することができる。
【００１７】
［適用例７］前記感圧部を駆動する回路を搭載したことを特徴とする適用例１乃至６のうちのいずれか１例に記載の物理量検出モジュール。
上記構成により、自ら発振する発振器としての機能、または自ら圧力等の物理量を測定する機能を有する物理量検出素子を備えた物理量検出モジュールを構築することができる。
【００１８】
［適用例８］前記感圧部は、少なくとも一以上の柱状ビームからなる振動素子、又は、ＡＴカット水晶振動子であることを特徴とする適用例１乃至７のうちのいずれか１例に記載の物理量検出モジュール。
上記構成により、振動素子またはＡＴカット水晶振動子の共振周波数の変化から感圧部が受けた力を検出することができるので物理量を高精度に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態の物理量検出モジュールの模式図であり、図１（ａ）は断面図、図１（ｂ）は断面図（充填材あり）、図１（ｃ）は平面図である。
【図２】第１実施形態の物理量検出素子の分解斜視図である。
【図３】第１実施形態の物理量検出素子の圧電振動基板の下面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】物理量検出素子を構成する励振電極の詳細図であり、図５（ａ）は上面図（図２の部分拡大図）、図５（ｂ）は下面図（図３の部分拡大図）である。
【図６】第１実施形態のウェーハの積層構造の分解斜視図と、これを積層したのちに個片化して得られる第１実施形態の物理量検出素子（図中右下）、および圧電振動基板（裏面図、図中左上）の斜視図である。
【図７】本実施形態のウェーハの積層構造においてダイシングを行なう場合の断面図（図２のＡ−Ａ線断面図に倣った図）であり、図７（ａ）はダイシング前、図７（ｂ）はダイシング後である。
【図８】第２実施形態の物理量検出モジュールの模式図であり、図８（ａ）は断面図、図８（ｂ）は平面図である。
【図９】第２実施形態の物理量検出素子の分解斜視図である。
【図１０】第３実施形態の物理量検出モジュールの模式図であり、図１０（ａ）は断面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）に示された物理量検出モジュールの変形例である。
【図１１】第３実施形態の物理量検出素子の分解斜視図である。
【図１２】第３実施形態の物理量検出素子の圧電振動基板の下面図である。
【図１３】第４実施形態の物理量検出素子の分解斜視図である。
【図１４】本実施形態のウェーハの積層構造において、折り取り部を形成した場合の模式図であり、図１４（ａ）は、第１ウェーハ、圧電振動ウェーハ、第２ウェーハのそれぞれの折り取り部の平面図、１４（ｂ）は１４（ａ）に示す第１ウェーハ、圧電振動ウェーハ、第２ウェーハを積層した場合のＡ−Ａ線断面図（折り取り前）、図１４（ｃ）は図１４（ｂ）の折り取り後の断面図、図１４（ｄ）は第４実施形態の物理量検出素子を折り取って個片化する場合の断面図である。
【図１５】本実施形態の物理量検出素子において、振動部として音叉型振動片（その１）を用いた場合の分解斜視図と、圧電振動基板の下面の模式図である。
【図１６】本実施形態の物理量検出素子において、振動部として音叉型振動片（その２）を用いた場合の分解斜視図と、圧電振動基板の下面の模式図である。
【図１７】本実施形態の物理量検出素子において、振動部としてＡＴカット振動片を用いた場合の分解斜視図である。
【図１８】本実施形態の物理量検出素子を燃料電池システムに搭載した場合の系統図である。
【図１９】本実施形態の物理量検出素子を車両用情報記録装置に搭載した場合のブロック図である。
【図２０】本実施形態の物理量検出素子を側面衝突検出装置に搭載した場合の模式図である。
【図２１】特許文献１に記載の圧力検出素子の模式図であり、図２１（ａ）は分解斜視図、図２１（ｂ）は断面図である。
【図２２】特許文献２に記載の圧力検出素子の模式図であり、図２２（ａ）は分解斜視図、図２２（ｂ）は上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００２１】
図１に、第１実施形態の物理量検出モジュールの模式図を示し、図１（ａ）は断面図、図１（ｂ）は断面図（充填材あり）、図１（ｃ）は平面図（蓋体不図示）である。図１に示すように、第１実施形態の物理量検出モジュール９０は、実装基板９２と、圧力導入口９３ａを有する蓋体９３と、により形成された容器内に物理量検出素子１０が収容された構成を有している。本実施形態では、この物理量検出モジュール９０を構成する物理量検出素子１０について説明したのちに、物理量検出モジュール９０について説明する。図２に、第１実施形態の物理量検出素子の分解斜視図を示し、図３に、第１実施形態の物理量検出素子の圧電振動基板の下面図を示す。また図４に図２のＡ−Ａ線断面図を示す。
【００２２】
第１実施形態の物理量検出素子１０は、ベース基板１４と、感圧部（振動部３４Ａ、振動部３４Ｂ、第１基部３６、第２基部３８）を有する圧電振動基板２６と、ダイアフラム５６（変位部）を有しダイアフラム５６に印加された圧力に伴う力を振動部３４Ａ、振動部３４Ｂに伝達するダイアフラム基板４８と、の順に積層された構造を有している。そして、積層された後に壁面の一部がダイアフラム５６となり内部空間１３（図４）を有するパッケージ１２（図４）が形成されたものである。また、内部空間１３（図４）には、上述の感圧部がダイアフラム５６に接続した状態で配置されている。
【００２３】
上記構成において、ダイアフラム５６が外部の圧力により撓み変形し、この撓み変形に伴う力を振動部３４Ａ、振動部３４Ｂが受けることにより、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂの共振周波数が変化する。よって、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂの共振周波数の変化をモニターすることにより外部の圧力を測定可能なものとなっている。またベース基板１４、圧電振動基板２６、ダイアフラム基板４８は、それぞれ短辺と長辺を有する矩形の水晶基板により形成されている。
【００２４】
ベース基板１４は、水晶等で形成され、圧電振動基板２６を構成する感圧部を封止するパッケージ１２（図４）の一部となるものである。ベース基板１４の圧電振動基板２６に対向する面には第１の凹部１６が配置されている。第１の凹部１６は圧電振動基板２６を構成する後述の振動部３４Ａ、振動部３４Ｂ、第１基部３６、第２基部３８、梁４０Ａ、４０Ｂに対向する位置に配置され、これらの構成要素とベース基板１４との干渉を防止している。またベース基板１４において、この第１の凹部１６の周囲を囲むように第１の周縁部１８が配置される。この第１の周縁部１８には圧電振動基板２６を構成する後述の枠部２８が接合される。
【００２５】
またベース基板１４の側面には第１の凸部２４が複数配置されている。第１の凸部２４は、ベース基板１４の２つの長辺にそれぞれ配置されている。またベース基板１４の後述の接続部に対向する短辺には剥離痕２５が２つ形成されており、前記短辺に対向する短辺には第１の凸部２４が２つ配置されている。そして、長辺に配置された第１の凸部２４は、後述の第１の梁６８Ａ（図６参照）をダイシングで切断することにより形成され、短辺に配置された第１の凸部２４は、後述の第１の梁６８Ｂ（図６参照）をダイシングで切断することにより形成される。さらに剥離痕２５は、後述の第１の梁６８Ｂをダイシングで切断する際に第１の梁６８Ｂとベース基板１４との接続位置で剥離させる（図７参照）ことにより形成される。
【００２６】
圧電振動基板２６は、水晶の結晶軸である、電気軸としてのＸ軸と、機械軸としてのＹ軸と、光学軸としてのＺ軸と、からなる直交座標系のＸ軸を回転軸として、Ｚ軸を＋Ｙ軸の方向へ約２度回転させた軸をＺ′軸とし、このＺ′軸を法線とした主面を有する水晶基板を用いている。そして圧電振動基板２６には、矩形の枠形状を有する枠部２８が配置される。図２、図３に示すように、枠部２８は、圧電振動基板２６の一方の短辺側に偏って配置され、前述の第１の周縁部１８及び後述の第２の周縁部５２と接合する。一方、圧電振動基板２６の他方の短辺には接続部（接続部３２Ａ、接続部３２Ｂ）が配置される。枠部２８と接続部は圧電振動基板２６の長辺方向に横並びに配置される。接続部は、後述のパッド電極４２Ａ、４２Ｂ、引出電極４４Ａ、４４Ｂが配置されるものである。そして、接続部には、接続部の一辺（圧電振動基板２６の短辺）を切り欠くスリット３０が配置されている。このスリット３０により、接続部は接続部３２Ａ、接続部３２Ｂに分割される。
【００２７】
図２、図３に示すように、圧電振動基板２６の側面には第２の凸部４６が複数形成されている。第２の凸部４６は、圧電振動基板２６の長辺（枠部２８の長辺）を形成する２つの側面に１つずつ、短辺を形成する２つの側面に２つずつ配置されている。圧電振動基板２６の短辺のうち、接続部が配置された短辺においては、接続部３２Ａ、接続部３２Ｂにそれぞれ第２の凸部４６が配置されている。なお、長辺に配置された第２の凸部４６は、後述の第２の梁７２Ａ（図６参照）をダイシングで切断することにより形成され、短辺に配置された第２の凸部４６は後述の第２の梁７２Ｂ（図６参照）をダイシングで切断することにより形成される。そして第２の凸部４６は第１の凸部２４と接合する。
【００２８】
一方、枠部２８内には、感圧部（振動部３４Ａ、振動部３４Ｂ、第１基部３６、第２基部３８）、梁４０Ａ、４０Ｂが配置される。よって、枠部２８は、感圧部の外周を囲むように配置される。振動部３４Ａ、振動部３４Ｂは、圧電振動基板２６の長辺方向に長手方向を有する２本の平行した柱状ビームにより形成され、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂにより双音叉型の振動片を構成している。そして振動部３４Ａ、振動部３４Ｂの長手方向の両端のうちの一方には第１基部３６が接続され、他方には第２基部３８が接続される。また枠部２８の長辺方向の内側側面の第１基部３６に対向する位置からは、梁４０Ａが第１基部３６を圧電振動基板２６の短辺方向から挟むように延出し、第１基部３６に接続される。
【００２９】
同様に枠部２８の長辺方向の内側側面の第２基部３８に対向する位置からは、梁４０Ｂが第２基部３８を圧電振動基板２６の短辺方向から挟むように延出し、第２基部３８に接続される。よって振動部３４Ａ、振動部３４Ｂは、第１基部３６、第２基部３８、梁４０Ａ、梁４０Ｂを介して枠部２８に支持される。
【００３０】
第１基部３６及び第２基部３８は、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂを支持するものであるが、後述の力伝達部５４Ａ、５４Ｂからの力を受けて、圧電振動基板２６の長辺方向に相対位置が互いに変化するものである。よってこの相対位置の変化により振動部３４Ａ、振動部３４Ｂに応力を印加することができる。梁４０Ａ、梁４０Ｂは、それぞれ圧電振動基板２６の短辺方向に長手方向を有する部材である。そして、梁４０Ａ、４０Ｂはそれぞれ枠部２８との接続位置を固定端とし、梁４０Ａは第１基部３６との接続位置を自由端とし、梁４０Ｂは第２基部３８との接続位置を自由端として圧電振動基板２６の長辺方向に屈曲することができる。よって、梁４０Ａ、４０Ｂは、それぞれ第１基部３６、第２基部３８を支持するものの、第１基部３６、第２基部３８の変位に干渉しないようになっている。
【００３１】
一方、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂには互いに絶縁した励振電極４５（図５）、励振電極４７（図５）が配置される。そして接続部３２Ａにはパッド電極４２Ａが配置され、接続部３２Ｂにはパッド電極４２Ｂが配置される。そしてパッド電極４２Ａには、励振電極４５（図５）から引き出された引き出し線となる引出電極４４Ａが接続され、パッド電極４２Ｂには、励振電極４７（図５）から引き出された引き出し線となる引出電極４４Ｂが接続される。よってパッド電極４２Ａ（引出電極４４Ａ）と、パッド電極４２Ｂ（引出電極４４Ｂ）と、は互いに異なった信号が流れることになる。
【００３２】
引出電極４４Ａは、圧電振動基板２６のベース基板１４に対向する面において、第１基部３６、梁４０Ａ、枠部２８、接続部３２Ａを経由してパッド電極４２Ａに接続される。引出電極４４Ｂは、圧電振動基板２６のダイアフラム基板４８に対向する面において、第１基部３６、梁４０Ａ、枠部２８、接続部３２Ｂを経由し、接続部３２Ｂのスリット３０側の側面３３を経由（導電膜４４Ｂａとして配置される）して接続部３２Ｂのベース基板１４に対向する面に引き出されパッド電極４２Ｂに接続される。そして、圧電振動基板２６を構成する接続部３２Ａ（パッド電極４２Ａ）、接続部３２Ｂ（パッド電極４２Ｂ）は、ベース基板１４との接合後も外部に露出することになる。
【００３３】
図５に、物理量検出素子を構成する励振電極の詳細図を示し、図５（ａ）は上面図（図２の部分拡大図）、図５（ｂ）は下面図（図３の部分拡大図）を示す。なお説明のため、図５（ａ）からみて表面となる方を上面と称し、図５（ｂ）からみて表面となる方を下面と称することにする。励振電極４５は、電極４５ａ〜電極４５ｐにより構成され、励振電極４７は、電極４７ａ〜電極４７ｐにより構成されている。
【００３４】
図５（ａ）に示すように、電極４５ａは、振動部３４Ａの第１基部３６側の上面に配置されるとともに、引出電極４４Ａに接続されている。また、電極４５ａは、振動部３４Ａの中央部の外側の側面に配置された電極４５ｂ、及び振動部３４Ａの中央部の内側の側面に配置された電極４５ｃに接続されている。
【００３５】
図５（ｂ）に示すように、電極４５ｂ、電極４５ｃは、振動部３４Ａの第２基部３８側の下面に配置された電極４５ｄに接続され、電極４５ｄは、第２基部３８の下面であって後述の第２の接合領域６３Ｂと重ならない位置に配置された電極４５ｅに接続されている。第１基部３６の下面に配置されるとともに引出電極４４Ａに接続されている。そして電極４５ｅは、振動部３４Ｂの第２基部３８側の外側の側面に配置された電極４５ｆに接続されている。
【００３６】
図５（ａ）に示すように、電極４５ｆは、振動部３４Ｂの中央部の上面に配置された電極４５ｇ、及び振動部３４Ｂの第２基部３８側の内側の側面に配置された電極４５ｈに接続されている。電極４５ｈは、第２基部３８の上面に配置された電極４５ｉに接続され、電極４５ｉは、振動部３４Ａの第２基部３８側の上面に配置された電極４５ｊに接続されている。
【００３７】
図５（ａ）に示すように、電極４５ｋは、第１基部３６の上面に配置されるとともに引出電極４４Ａに接続されている。そして電極４５ｋは、振動部３４Ｂの第１基部３６側の外側の側面に配置された電極４５ｌに接続されている。
【００３８】
図５（ｂ）に示すように、電極４５ｌは、振動部３４Ｂの中央部の下面に配置された電極４５ｍ、及び振動部３４Ｂの第１基部３６側の内側の側面に配置された電極４５ｎに接続されている。そして、電極４５ｎは、第１基部３６の下面に配置された電極４５ｏに接続されている。電極４５ｏは、振動部３４Ａの第１基部３６側の下面に配置された電極４５ｐに接続されている。したがって、電極４５ａから電極４５ｐに至るまで電気的に接続され、励振電極４５が形成される。
【００３９】
図５（ｂ）に示すように、電極４７ａは、振動部３４Ｂの第１基部３６側の下面に配置されるとともに引出電極４４Ｂに接続されている。また電極４７ｂは、第１基部３６の下面に配置されるとともに引出電極４４Ｂに接続されている。そして電極４７ｂは、振動部３４Ａの第１基部３６側の外側の側面に配置された電極４７ｃに接続されている。また電極４７ｃは、振動部３４Ａの中央部の下面に配置された電極４７ｄ、及び振動部３４Ａの第１基部３６側の内側の側面に配置された電極４７ｅに接続されている。
【００４０】
図５（ａ）に示すように、電極４７ｅは、第１基部３６の上面に配置された電極４７ｆに接続され、電極４７ｆは、振動部３４Ｂの第１基部側の上面に配置された電極４７ｇに接続されている。また電極４７ｇは、振動部３４Ｂの中央部の外側の側面に配置された電極４７ｈ、及び振動部３４Ｂの中央部の内側の側面に配置された電極４７ｊに接続されている。
【００４１】
図５（ｂ）に示すように、電極４７ｈ及び電極４７ｉは、振動部３４Ｂの第２基部３８側の下面に配置された電極４７ｊに接続され、電極４７ｊは、第２基部３８の下面に配置された電極４７ｋに接続されている。また電極４７ｋは、振動部３４Ａの第２基部３８側の内側の側面に配置された電極４７ｌに接続されている。
【００４２】
図５（ａ）に示すように、電極４７ｌは、振動部３４Ａの中央部の上面に配置された電極４７ｍ、及び振動部３４Ａの第２基部３８側の外側の側面に配置された電極４７ｎに接続されている。また電極４７ｎは、第２基部３８の上面に配置された電極４７ｏに接続され、電極４７ｏは、振動部３４Ｂの第２基部３８側の上面に配置された電極４７ｐに接続されている。したがって、電極４７ａから電極４７ｐに至るまで電気的に接続され、励振電極４７が形成される。
【００４３】
よって振動部３４Ａの第１基部３６側では、側面方向では電極４７ｃと電極４７ｅとが対向し、上面・下面方向では電極４５ａと電極４５ｐとが対向する。振動部３４Ａの中央部では、側面方向では電極４５ｂと電極４５ｃとが対向し、上面・下面方向では電極４７ｍと電極４７ｄとが対向する。振動部３４Ａの第２基部３８側では、側面方向では電極４７ｌと電極４７ｎとが対向し、上面・下面方向では電極４５ｊと電極４５ｄとが対向する。
【００４４】
また振動部３４Ｂの第１基部３６側では、側面方向では電極４５ｌと電極４５ｎとが対向し、上面・下面方向では電極４７ｇと電極４７ａとが対向する。振動部３４Ｂの中央部では、側面方向では電極４７ｈと電極４７ｉとが対向し、上面・下面方向では電極４５ｇと電極４５ｍとが対向する。振動部３４Ｂの第２基部３８側では、側面方向では電極４５ｆと電極４５ｈとが対向し、上面・下面方向では電極４７ｐと電極４７ｊとが対向する。
【００４５】
よって、励振電極４５は、振動部３４Ａの第１基部３６側及び第２基部３８側では上面・下面方向に対向し、振動部３４Ａの中央部では側面方向に対向する。また励振電極４５は、振動部３４Ｂの第１基部３６側及び第２基部３８側では側面方向に対向し、振動部３４Ｂの中央部では上面・下面方向に対向する。
【００４６】
一方、励振電極４７は、振動部３４Ａの第１基部３６側及び第２基部３８側では側面方向に対向し、振動部３４Ａの中央部では上面・下面方向に対向する。また励振電極４７は、振動部３４Ｂの第１基部３６側及び第２基部３８側では上面・下面方向に対向し、振動部３４Ｂの中央部では側面方向に対向する。
【００４７】
上述のように、励振電極４５は、パッド電極４２Ａに引出電極４４Ａを介して電気的に接続され、励振電極４７は、パッド電極４２Ｂに引出電極４４Ｂを介して電気的に接続される。したがって、励振電極４５、励振電極４７を上述のように振動部３４Ａ、振動部３４Ｂに配置した状態で、パッド電極４２Ａ、４２Ｂに交流電圧を印加することにより振動部３４Ａ、振動部３４Ｂは、所定の共振周波数で振動する。なお、励振電極４５、励振電極４７の振動部３４Ａ、振動部３４Ｂへの配置パターンは上述の方法に限らず様々なパターンを用いることができる。
【００４８】
ここで、第１基部３６、第２基部３８が圧電振動基板２６の長辺方向に互いに離れる方向に変位する力を受けた場合は、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂは引張応力を受けるので共振周波数は高くなり、逆に互いに近づく方向に変位する力を受けた場合は、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂは圧縮応力を受けるので共振周波数は低くなる。
【００４９】
図２、図４に示すように、ダイアフラム基板４８は、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂに力を伝達するダイアフラム５６を有する基板である。ダイアフラム基板４８は、圧電振動基板２６に対向する面に第２の凹部５０を有する。この第２の凹部５０は振動部３４Ａ、振動部３４Ｂ、第１基部３６、第２基部３８、梁４０Ａ、４０Ｂに対向する位置に形成され、ダイアフラム基板４８の一方の短辺側に偏って配置されている。この第２の凹部５０により第２の凹部５０の周囲には、ダイアフラム基板４８の周縁に沿って外形が形成された第２の周縁部５２が配置され、第２の周縁部５２は、圧電振動基板２６の枠部２８と接合する。
【００５０】
そしてダイアフラム基板４８の他方の短辺側は張出部６０Ａ、６０Ｂが配置される。張出部６０Ａは、物理量検出素子１０の積層方向から見て接続部３２Ａの外形に倣った形状を有するとともに接続部３２Ａに対向する位置に配置されている。張出部６０Ｂは、物理量検出素子１０の積層方向から見て接続部３２Ｂの外形に倣った形状を有するとともに接続部３２Ｂに対向する位置に配置される。そして張出部６０Ａは接続部３２Ａに接合（係合）し、張出部６０Ｂは接続部３２Ｂに接合（係合）する。
【００５１】
一方、第２の凹部５０の底部の第１基部３６に対向する位置には凸状の力伝達部５４Ａが配置され、第２基部３８に対向する位置には凸状の力伝達部５４Ｂが配置される。そして、積層後に力伝達部５４Ａは第１基部３６と接合し、力伝達部５４Ｂは第２基部３８に接合する。さらに第２の凹部５０の底部は、外力により撓み変形するダイアフラム５６となっている。
【００５２】
また、ダイアフラム基板４８の側面には第３の凸部５８が配置されている。第３の凸部５８は、ダイアフラム基板４８の長辺に１つ、短辺に２つ配置されている。ダイアフラム基板４８の張出部６０Ａ、６０Ｂが配置された短辺においては、第３の凸部は張出部６０Ａ、張出部６０Ｂにそれぞれ配置されている。そして、ダイアフラム基板４８の長辺に配置された第３の凸部５８は、後述の第３の梁７６Ａ（図６参照）をダイシングで切断することにより形成され、短辺に配置された第３の凸部５８は、後述の第３の梁７６Ｂ（図６参照）をダイシングで切断することにより形成される。そして第３の凸部５８は第２の凸部４６と接合する。
【００５３】
図２に示すように、ベース基板１４において、第１の周縁部１８、第１の凸部２４の圧電振動基板２６に対向する面は圧電振動基板２６と接合する第１の接合領域６３Ａ（図２中のベース基板１４の着色領域）となる。
【００５４】
また、圧電振動基板２６のベース基板１４に対向する面において、枠部２８、第２の凸部４６は、ベース基板１４と接合する第１の接合領域６３Ａ（図２中の圧電振動基板２６の着色領域）となる。一方、図３に示すように、圧電振動基板２６のダイアフラム基板４８に対向する面において、枠部２８、接続部３２Ａ、接続部３２Ｂ、第１基部３６、第２基部３８、第２の凸部４６は、ダイアフラム基板４８と接合する第２の接合領域６３Ｂ（図３中の圧電振動基板２６の着色領域）となる。
【００５５】
図２に示すように、ダイアフラム基板４８において、第２の周縁部５２、第３の凸部５８、力伝達部５４Ａ、力伝達部５４Ｂ、張出部６０Ａ、張出部６０Ｂの圧電振動基板２６に対向する面は、圧電振動基板２６と接合する第２の接合領域６３Ｂ（図２中のダイアフラム基板４８の着色領域）となる。
【００５６】
図２に示すように、物理量検出素子１０は、ベース基板１４、圧電振動基板２６、ダイアフラム基板４８の順に積層して形成される。このとき、ベース基板１４の第１の周縁部１８と圧電振動基板２６の枠部２８の一方の主面とが接合する。また圧電振動基板２６の枠部２８の他方の主面とダイアフラム基板４８の第２の周縁部５２とが接合し、接続部３２Ａは張出部６０Ａに接続し、接続部３２Ｂは張出部６０Ｂに接合し、第１基部３６は力伝達部５４Ａに接合し、第２基部３８は力伝達部５４Ｂに接合する。
【００５７】
そして第２の凸部４６は、第１の凸部２４及び第３の凸部５８に挟まれる形で、第１の凸部２４、第３の凸部５８に接合する。よって、圧電振動基板２６の第１の接合領域６３Ａのうち、第２の凸部４６が接合する領域は、ベース基板１４の第１の凸部２４が接合する領域と一致する。また圧電振動基板２６の第２の接合領域６３Ｂのうち、第２の凸部４６が接合する領域は、ダイアフラム基板４８の第３の凸部５８が接合する領域と一致する。
【００５８】
図４に示すように、ベース基板１４と圧電振動基板２６との間には第１の接合層６２Ａ（第１の接合領域６３Ａ）が形成され、圧電振動基板２６とダイアフラム基板４８との間には第２の接合層６２Ｂ（第２の接合領域６３Ｂ）が形成される。各接合層の形成は、各接合領域に対応する位置に、例えば下地をＣｒとするＡｕのメタライズ層を形成する。そして各接合領域にＩｎ等のロウ材を塗布し、図４に示すように各基板を積層した状態で加熱・加圧する。そしてＩｎを溶融させてメタライズ層に拡散させ、ＩｎとＡｕとの共晶反応を引き起こす。これにより共晶合金であるＡｕ−Ｉｎ層をＣｒで挟んだ態様の第１の接合層６２Ａ、第２の接合層６２Ｂが形成される。また各接合層を形成する接合部材として抵抗率の低い低融点ガラスや、導電性接着剤等も用いることができる。なお各接合層として上述のメタライズ層を用いる場合、各引出電極はメタライズ層と一体的に形成することができる。
【００５９】
このように、本実施形態では、各接合層を形成する接合部材として導電性を有する材料を用いている。よって引出電極４４Ａは第１の接合層６２Ａ（第１の接合領域６３Ａ）と短絡し、引出電極４４Ｂは第２の接合層６２Ｂ（第２の接合領域６３Ｂ）と短絡する。なお、図５（ｂ）に示すように、励振電極４７を構成する電極４７ｂは第１基部３６上の第２の接合領域６３Ｂに含まれる位置に配置してもよく、電極４７ｎも第２基部３８上の第２の接合領域６３Ｂに含まれる位置に配置しても良い。これにより電極４７ｂ、電極４７ｎは、第２の接合層６２Ｂを介して引出電極４４Ｂ及びパッド電極４２Ｂと電気的に接続することができる。
【００６０】
そして第１の接合層６２Ａおよび引出電極４４Ａは圧電振動基板２６のベース基板１４に対向する面に配置され、第２の接合層６２Ｂ及び引出電極４４Ｂは圧電振動基板２６のダイアフラム基板４８に対向する面に配置される。そして、引出電極４４Ｂは、第１の接合層６２Ａを形成する第１の接合領域６３Ａの外部となる接続部３２Ｂの側面３３（導電膜４４Ｂａ）を経由して圧電振動基板２６のベース基板１４に対向する面に引き出されている。よって、この側面３３に配置された導電膜４４Ｂａと第１の接合層６２Ａとが短絡することはない。また、引出電極４４Ａは圧電振動基板２６のベース基板１４に対向する面に配置されており、第２の接合層６２Ｂと短絡することはない。このように、引出電極４４Ｂは接続部３２Ｂで裏面に引き回されているため、ベース基板１４、圧電振動基板２６、ダイアフラム基板４８の積層後に、枠部２８の引出電極４４Ｂが配置された面の反対面に配置された引出電極４４Ａとの短絡を防止することができる。
【００６１】
また、ベース基板１４の圧電振動基板２６に対向する面の周縁、圧電振動基板２６の両面の周縁、ダイアフラム基板４８の圧電振動基板２６に対向する面の周縁、そして、第１の凸部２４の第２の凸部４６に対向する面、第２の凸部４６の第１の凸部２４に対向する面および第２の凸部４６の第３の凸部５８に対向する面、第３の凸部５８の第２の凸部４６に対向する面は、各基板の積層後に露出しないように設計することが好適である。
【００６２】
これにより、第１の接合層６２Ａを形成する接合部材、第２の接合層６２Ｂを形成する接合部材が物理量検出素子１０の外側の側面に流出することを防止することができる。これにより、流出した接合部材による物理量検出素子１０全体の応力分布のバラつきを抑制し、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂへの応力に起因する特性のバラつきを抑制することができる。したがって、物理量検出素子１０の特性のバラつきを抑制することができる。また、万が一物理量検出素子１０の外部に接合部材が漏出しても外部であれば除去することができるので、引出電極４４Ａと、第２の接合層６２Ｂから漏出した接合部材との短絡や、引出電極４４Ｂと、第１の接合層６２Ａから漏出した接合部材との短絡を防止することができる。
【００６３】
そして、上述のように各基板を積層することにより、内部空間１３を有するパッケージ１２が形成され、上面にはダイアフラム５６が配置され、圧電振動基板２６のダイアフラム５６に対向する面の反対面において露出した位置に接続部３２Ａ（パッド電極４２Ａ）、接続部３２Ｂ（パッド電極４２Ｂ）が配置された物理量検出素子１０となる。よって、例えば内部空間１３を真空とすることにより、真空を基準とした圧力を測定可能な物理量検出素子１０となる。
【００６４】
上記構成により、図２、図４に示すように、圧電振動基板２６の引出電極４４Ｂ（導電膜４４Ｂａ）が露出する位置は、接続部３２Ｂのスリット３０により形成された側面３３となるので、導電膜４４Ｂａはスリット３０が形成した側面により保護されることになる。よって導電膜４４Ｂａ（引出電極４４Ｂ）が他の部材に当接することを回避して引出電極４４Ｂの断線を防止することができる。さらに、引出電極４４Ｂの先端にはパッド電極４２Ｂが配置されることになるが、このパッド電極４２Ｂとダイアフラム５６が互いに反対方向を向いて配置されている。よって、パッド電極４２Ｂ（パッド電極４２Ａ）を後述の実装基板９２に対向させて、ワイヤーを用いずにパッド電極４２Ｂ（パッド電極４２Ｂ）と、実装基板９２上の後述の接続電極９４と、を固定部材９６（図１）により機械的・電気的に接続することができる。したがって、低背化が可能な物理量検出素子１０となる。さらに、引出電極４４Ｂは接続部３２Ｂで裏面に引き回されているため、枠部２８の引出電極４４Ｂが配置された面の反対面に配置された配線（引出電極４４Ａ）との短絡を防止することができる。
【００６５】
上記構成において、ダイアフラム５６に圧力が印加されると、ダイアフラム５６は内部空間１３側に撓み変形する。これにより力伝達部５４Ａ、５４Ｂは互いに離間する方向に変位し、力伝達部５４Ａに接続された第１基部３６及び力伝達部５４Ｂに接続された第２基部３８は、互いに離間する方向に力を受ける。よって、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂには引張応力が印加され振動部３４Ａ、振動部３４Ｂの共振周波数が高くなる。したがって、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂの共振周波数の変化量をモニターすることによりダイアフラム５６に印加された圧力を検知可能な物理量検出素子１０となる。
【００６６】
なお、本実施形態では、振動部を２つの柱状ビームにより構成しているが、これを１つの柱状ビーム（シングルビーム）により構成することもできる。これにより、柱状ビームに対して第１基部３６、第２基部３８から印加される力が大きくなるので、共振周波数の変化量が大きくなり、物理量検出素子１０の感度を向上させることができる。また振動部３４Ａ、３４Ｂを２つ以上の柱状ビームにより構成することが可能である。この場合、各柱状ビームの振動に対称性を持たせることにより、振動漏れを抑制してＱ値の高い物理量検出素子１０とすることができる。本実施形態のように柱状ビームが２つの場合は、柱状ビームの長手方向の中央が互いに離れ、互いに近づくような振動とすることにより一対の振動ビームは対称性を有する振動となり、外部への振動漏れを抑制することができる。
【００６７】
図６に、本実施形態のウェーハの積層構造の分解斜視図と、これを積層したのちに個片化して得られる第１実施形態の物理量検出素子（図中右下）の斜視図を示す。本実施形態のウェーハの積層構造６４は、ベース基板１４をアレイ状に配置した第１ウェーハ６６と、圧電振動基板２６をアレイ状に配置し第１ウェーハ６６に積層された圧電振動ウェーハ７０と、ダイアフラム基板４８をアレイ状に配置し圧電振動ウェーハ７０に積層された第２ウェーハ７４と、を有している。そして、図６に示すようにこのウェーハの積層構造６４に対して二点鎖線で囲まれた範囲をダイシング領域（Ｄ）とするダイシングブレード８２（図７参照）によりダイシングを行なうことにより、複数の物理量検出素子１０を個片化することができる。
【００６８】
第１ウェーハ６６は、ベース基板１４と同一の厚みとなる水晶基板により形成され、ベース基板１４をアレイ状に配置した上で、互いに隣接するベース基板１４を第１の梁６８Ａ、６８Ｂで連結するように水晶基板を刳り貫いて形成される。ここで、互いに隣接するベース基板１４同士において、ベース基板１４の長辺同士が対向する位置では第１の梁６８Ａ（１本）で連結され、ベース基板１４の短辺同士が対向する位置では第１の梁６８Ｂ（２本）で連結される。
【００６９】
圧電振動ウェーハ７０は、上述のＺ′軸を法線に持つ主面を有し、圧電振動基板２６と同一の厚みとなる水晶基板により形成されている。そして、圧電振動基板２６をアレイ状に配置した上で、互いに隣接する圧電振動基板２６を第２の梁７２Ａ、７２Ｂで連結するように水晶基板を刳り貫いて形成される。ここで、互いに隣接する圧電振動基板２６において、圧電振動基板２６の長辺同士が対向する位置では第２の梁７２Ａ（１本）で連結され、圧電振動基盤２６の短辺同士が対向する位置では第２の梁７２Ｂ（２本）で連結される。
【００７０】
第２ウェーハ７４は、ダイアフラム基板４８と同一の厚みとなる水晶基板により形成され、ダイアフラム基板４８をアレイ状に配置した上で、互いに隣接するダイアフラム基板４８を第３の梁７６Ａ、７６Ｂで連結するように水晶基板を刳り貫いて形成される。ここで、互いに隣接するダイアフラム基板４８同士において、ダイアフラム基板４８の長辺同士が対向する位置では第３の梁７６Ａ（１本）で連結され、ダイアフラム基板４８の短辺同士が対向する位置では第３の梁７６Ｂ（２本）で連結される。
【００７１】
なお、本実施形態において、第１ウェーハ６６（ベース基板１４）、第２ウェーハ７４（ダイアフラム基板４８）は、サンドブラストにより外形を形成し、圧電振動ウェーハ７０（圧電振動基板２６）はエッチングにより外形を形成することが好適である。またダイアフラム基板４８の第２の凹部５０（ダイアフラム５６）は、サンドブラストにより形成し、サンドブラストにより生じた第２の凹部５０（ダイアフラム５６）への残留応力及び表面粗さを除去するため、短時間エッチングして第２の凹部５０（ダイアフラム５６）の表面を平坦化するとともに残留応力を除去する。
【００７２】
図７に、第１実施形態のウェーハの積層構造においてダイシングを行なう場合の模式図を示し、図７（ａ）はダイシング前、図７（ｂ）はダイシング後を示す。図６、図７に示すように、ウェーハの積層構造６４においては、積層後に二点鎖線で囲まれた範囲をダイシング領域（Ｄ）とするダイシングブレード８２によりダイシングを行なって、複数の物理量検出素子１０を個片化することができる。
【００７３】
ここで、第１の梁６８Ｂは、積層後に接続部３２Ａ、３２Ｂに対向する位置及び、前記位置に連続しダイシングにより消失する部分の一部となる位置において、圧電振動基板２６に対向する面側から掘り込まれてベース基板１４より薄肉に形成されている（図７、図６拡大図参照）。よって第１ウェーハ６６と圧電振動ウェーハ７０とを接合すると、第１の梁６８Ｂと接続部３２Ａ、３２Ｂとの間には隙間７８（図７（ａ））が形成される。これにより、第１の梁６８Ｂが接続部３２Ａ、３２Ｂに積層されることはない。よってパッド電極４２Ａ、４２Ｂの接続部３２Ａ、３２Ｂにおける配置の自由度を高めることができる。
【００７４】
また、図７（ａ）に示すように、第１の梁６８Ｂのベース基板１４との接続位置には厚み方向に切り込み８０が形成される。よって、後述のように第１ウェーハ６６、圧電振動ウェーハ７０、第２ウェーハ７４を積層後、第１の梁６８Ｂ、第２の梁７２Ｂ、第３の梁７６Ｂをダイシングしたとき、第１の梁６８Ｂは、切り込み８０において折り取ることが可能であるとともに、ダイシングの振動により第１の梁６８Ｂをベース基板１４から剥離させることができる。
【００７５】
ここで、図６、図７に示すように、ダイシング領域（Ｄ）に沿ってダイシング（フルカット）を行なうと、第１の梁６８Ａ、６８Ｂ、第２の梁７２Ａ、７２Ｂ、第３の梁７６Ａ、７６Ｂをダイシングすることになる。
【００７６】
そして、図７（ａ）に示すように、第１の梁６８Ｂ（第２の梁７２Ｂ、第３の梁７６Ｂ）をダイシングする場合は、第１の梁６８Ｂの第２の梁７２Ｂに接合する領域と、第１の梁６８Ｂが薄肉に形成された部分とをダイシングすることになる。よって、ダイシング後の第１の梁６８Ｂは第２の梁７２Ｂから分離する。さらに第１の梁６８Ｂのベース基板１４に接続する部分には、ハーフダイシング等により切り込み８０が形成されているので、図７（ｂ）に示すように、上述のフルカット時の振動で第１の梁６８Ｂはベース基板１４から剥離し、ベース基板１４には剥離痕２５（図２、図４参照）が形成される。またフルカット時の振動で第１の梁６８Ｂが剥離しなくても、切り込み８０において第１の梁６８Ｂを折り取ることができる。
【００７７】
上述のように本実施形態において、第１の梁６８Ａ、６８Ｂ、第２の梁７２Ａ、７２Ｂ、第３の梁７６Ａ、７６Ｂは、アレイ状に配置された物理量検出素子１０の間に配置されている。よって、ダイシングに用いるダイシングブレード８２を、物理量検出素子１０の間に沿って走らせ、第１の梁６８Ａ、６８Ｂ、第２の梁７２Ａ、７２Ｂ、第３の梁７６Ａ、７６Ｂを切断することにより物理量検出素子１０を個片化することができる。
【００７８】
このとき、第１の梁６８Ａの一部は、第１の凸部２４としてベース基板１４の長辺に配置され、第１の梁６８Ｂの一部は、第１の凸部２４としてベース基板１４の短辺に配置される。また、第２の梁７２Ａの一部は、第２の凸部４６として圧電振動基板２６の長辺に配置され、第２の梁７２Ｂの一部は、第２の凸部４６として圧電振動基板２６の短辺に配置される。さらに第３の梁７６Ａの一部は、第３の凸部５８としてダイアフラム基板４８の長辺に配置される。そして、第１の梁６８Ｂは、上述のダイシングにより、ベース基板１４の短辺に第１の凸部２４として配置される部分と、ベース基板１４から分離するとともにベース基板１４の接続部３２Ａ、３２Ｂに対向する短辺に剥離痕２５（図２、図４参照）を形成する部分と、に分離する。
【００７９】
上記構成において、第１の梁６８Ａ、６８Ｂ、第２の梁７２Ａ、７２Ｂ、第３の梁７６Ａ、７６Ｂは、それぞれベース基板１４、圧電振動基板２６、ダイアフラム基板４８の幅より十分細くなるように設計することができる。よって、ダイシングブレード８２の第１ウェーハ６６、圧電振動ウェーハ７０、第２ウェーハ７４との切断時の接触断面積を小さくすることができる。したがって、ダイシングにより発生する振動を抑制して基板間の剥離や振動部３４Ａ、振動部３４Ｂの前記振動による破損を防止して、歩留の高い物理量検出素子１０を量産することができる。
【００８０】
また、ベース基板１４、圧電振動基板２６、ダイアフラム基板４８をダイシングすることはないので、ダイシング時の各基板のチッピングを回避することができる。そして、引出電極４４Ｂは積層後でもスリット３０に形成された側面３３で露出するのみであるので、ダイシング時に切除されることはない。次に第１実施形態の物理量検出モジュール９０について説明する。
【００８１】
上述のように、図１（ａ）、図１（ｃ）に示すように、第１実施形態の物理量検出モジュール９０は、実装基板９２上に物理量検出素子１０を配置した状態で、図１（ａ）に示すように実装基板９２と蓋体９３とにより形成された容器に物理量検出素子１０を収容したものである。図１（ａ）に示すように、物理量検出素子１０は、ベース基板１４及び接続部３２Ａ、３２Ｂを実装基板９２側に向け、ダイアフラム５６をその反対側に向けた状態で配置される。そして、蓋体９３のダイアフラム５６に対向する位置には圧力導入口９３ａが配置されている。よって、物理量検出素子１０は容器に収容されているため被測定環境由来の外乱が低減され、圧力導入口９３ａを被測定環境に開放することにより、被測定環境の圧力を安定的に測定することができる。
【００８２】
そして、図１（ａ）、図１（ｃ）に示すように、接続部３２Ａに配置されたパッド電極４２Ａ、及び接続部３２Ｂに配置されたパッド電極４２Ｂは、それぞれ実装基板９２に実装面側に配置された接続電極９４と導電性の固定部材９６を介して電気的に接続され、またこの固定部材９６により接続部３２Ａ、３２Ｂと実装基板９２とが機械的に接続される。さらに図１（ａ）に示すように、接続電極９４は、実装基板９２を貫通する貫通電極９５を介して実装基板の外側に配置された外部電極９７に接続される。
【００８３】
よって物理量検出モジュール９０において、物理量検出素子１０は、接続部３２Ａ、３２Ｂを固定端として片持ち支持状態で実装基板９２に支持されることになる。このようにパッド電極４２Ａ、４２Ｂと接続電極９４とを対向させた状態で、両者を固定部材９６で接続することにより、固定部材９６は機械的接続のみならず、電気的接続も行なうので、従来技術のようにワイヤーを用いて電気的に接続した場合よりも物理量検出モジュール９０全体の高さを低くすることができる。なお、物理量検出モジュール９０において、物理量検出素子１０の励振電極４５（図５）は、引出電極４４Ａ、パッド電極４２Ａ、固定部材９６、接続電極９４、貫通電極９５を介して外部電極９７に電気的に接続され、励振電極４７（図５）は、引出電極４４Ｂ、導電膜４４Ｂａ、引出電極４４Ｂ、パッド電極４２Ｂ、固定部材９６、接続電極９４、貫通電極９５を介して外部電極９７に電気的に接続される。
【００８４】
ここで、固定部材９６は導電性の接着剤でも良いし、Ａｕ等で形成されたバンプでもよい。また図１（ａ）に示すように、固定部材９６は、物理量検出素子１０（ベース基板１４）が実装基板９２から浮くように配置し、さらに図１（ｂ）に示すように、物理量検出素子１０と実装基板９２との間の隙間をシリコン樹脂等の充填材９８で充填することが好ましい。これにより物理量検出モジュール９０（物理量検出素子１０）の耐衝撃性を高めることができる。
【００８５】
更にまた、バンプは、突起状の樹脂コア（コア部）と、樹脂コア部の表面に形成された導電膜とを備えたものであってもよい。樹脂コア部は、例えばフォトリソグラフィ技術やエッチング技術によって樹脂材料をパターニングした後、樹脂パターンを融解または熱収縮させることで断面形状が略半円状または台形形状に形成される。樹脂コア部は、例えばポリイミド樹脂やアクリル樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン変性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂などの感光性絶縁樹脂や熱硬化性絶縁樹脂から構成されている。
【００８６】
なお、導電膜は、例えばＡｕ（金）、ＴｉＷ（チタン／タングステン）、Ｃｕ（銅）、Ｃｒ（クロム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｔｉ、Ｗ、ＮｉＶ（ニッケル／バナジウム）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｐｄ（パラジウム）、鉛フリーハンダなどの金属や合金、これらの単層、或いは複数種を積層したもので形成してもよい。
【００８７】
また本実施形態では、接続部３２Ａが張出部６０Ａにより補強され、接続部３２Ｂが張出部６０Ｂにより補強されている。これにより固定部材９６による接合時の接続部３２Ａ、３２Ｂの破損の虞を低減することができる。また物理量検出素子１０の固定部材９６が接合する部分の厚みが張出部６０Ａ、張出部６０Ｂにより厚くなるため、例えば固定部材９６としてバンプを用いた場合は固定部材９６と接続部３２Ａ、３２Ｂとの接続位置へ力（超音波）を確実に伝達して接合の歩留を高めることができる。
【００８８】
また、上記構成において、物理量検出素子１０と実装基板９２との間の熱膨張係数の違いにより、物理量検出素子１０の固定部材９６との接続位置において、その接続位置同士の間隔を温度変化により狭めるまたは広げる応力（熱歪み）が発生する（図１（ｃ）参照）。しかし、接続部３２Ａは接続部３２Ａの枠部２８との接続位置、接続部３２Ｂが接続部３２Ｂと枠部２８との接続位置、張出部６０Ａは張出部６０Ａと第２の周縁部５２との接続位置、張出部６０Ｂは張出部６０Ｂと第２の周縁部５２との接続位置をそれぞれ固定端として屈曲することができるので、各接続位置に応力を集中させることができる。したがって、その分ダイアフラム５６に伝播する応力の成分を緩和させることができるので、ダイアフラム５６の熱歪みの影響を緩和して圧力を高精度に測定することができる。
【００８９】
図８に第２実施形態の物理量検出モジュールの模式図を示し、図８（ａ）は断面図、図８（ｂ）は平面図を示す。第２実施形態の物理量検出モジュール１００は、第１実施形態と同様に実装基板９２、蓋体９３、物理量検出素子１０を用いたものであるが、実装基板９２の実装面には凸部１０１が配置され、この凸部１０１により実装基板９２は、互いに段差となる上段部１０２（凸部１０１の上面）と下段部１０４を有することになる。そして、ベース基板１４は下段部１０４に対向するように配置され、接続部３２Ａ、３２Ｂは上段部１０２に対向するように配置された状態で上段部１０２と導電性の固定部材９６で接合されている点で相違する。そして上段部１０２には接続電極９４が配置され、接続電極９４とパッド電極４２Ａ、４２Ｂが対向している。そして接続電極９４とパッド電極４２Ａ、４２Ｂとが導電性の固定部材９６により電気的に接続されている。
【００９０】
このように構成することにより、固定部材９６の高さを小さくすることができるので物理量検出素子１０の実装基板９２への接合の安定性を高めることができるとともに、固定部材９６の使用量も少なくすることができるので、コストを抑制することができる。なお、図８（ａ）に示すように、本実施形態においても第１実施形態の物理量検出モジュール９０と同様の理由により、固定部材９６をベース基板１４が下段部１０４から浮いた状態となるように配置し、物理量検出素子１０と実装基板９２との間の隙間を充填材９８で充填することが好ましい。
【００９１】
図９に第２実施形態の物理量検出素子の分解斜視図を示す。また、図１０に、第３実施形態の物理量検出モジュールの模式図を示し、図１０（ａ）は断面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）に示された物理量検出モジュールの変形例を示す。図９に示すように第２実施形態の物理量検出素子１０６は、第１実施形態とは異なり、圧電振動基板２６のパッド電極４２Ａ、４２Ｂが配置された面側にダイアフラム基板４８が接合し、その反対面にベース基板１４が接合している。そして第２実施形態の物理量検出素子１０６では、第１実施形態の物理量検出素子１０におけるダイアフラム基板４８の張出部６０Ａ、６０Ｂがなく、ベース基板１４に張出部１０８Ａ、張出部１０８Ｂが配置された点で相違する。なお、第３実施形態の物理量検出モジュール１１０は、第２実施形態の物理量検出素子１０６を実装基板９２上に実装したものである。
【００９２】
張出部１０８Ａは、積層方向から見て接続部３２Ａの外形に倣った形状を有し、第１の周縁部１８の縁辺において接続部３２Ａに対向するように配置されている。同様に、張出部１０８Ｂは、積層方向から見て接続部３２Ｂの外形に倣った形状を有し、第１の周縁部１８の縁辺において接続部３２Ｂに対向するように配置されている。また張出部１０８Ａは接続部３２Ａのパッド電極４２Ａが配置された面の反対面に接合（係合）され、張出部１０８Ｂは接続部３２Ｂのパッド電極４２Ｂが配置された面の反対面に接合（係合）され、それぞれ第１の接合領域６３Ａの一部を形成する。
【００９３】
物理量検出素子１０６において、ダイアフラム基板４８の接続部３２Ａ、３２Ｂに対向する短辺には剥離痕１０９が形成されている。この剥離痕１０９は、第１実施形態の剥離痕２５と同様の方法で形成される。すなわち、ダイアフラム基板４８の長辺方向で連結する第３の梁７６Ｂを、第３の梁７６Ｂとダイアフラム基板４８との接続位置で剥離することにより形成される。（後述の図１４（ｄ）参照）。
【００９４】
図１０（ａ）に示すように、第３実施形態の物理量検出モジュール１１０において、物理量検出素子１０６は、ダイアフラム５６を実装基板９２側に向けた状態で実装基板９２上に配置されている。第３実施形態の物理量検出モジュール１１０においても、物理量検出素子１０６のパッド電極４２Ａ、４２Ｂと実装基板９２の接続電極９４とが導電性の固定部材９６により電気的に接続され（図１参照）、この固定部材９６により物理量検出素子１０６の接続部３２Ａ、３２Ｂと実装基板９２とが機械的に接続されている。さらに固定部材は、ダイアフラム５６（ダイアフラム基板４８）と実装基板９２との間に隙間を形成するように配置されている。このようにダイアフラム５６を実装基板９２に対向するように配置することにより、ダイアフラム５６表面のコンタミネーションを低減することができる。また隙間を形成することによりダイアフラム５６が外部の圧力を確実に受けることができる。
【００９５】
また実装基板９２において、ダイアフラム基板４８の第２の周縁部５２に対応する位置には枕部１１２が配置されている。枕部１１２は、その高さがダイアフラム基板４８と実装基板９２との隙間と同程度か、それよりやや低い高さを有するように設けられている。図１０に示すように、物理量検出モジュール１１０は固定部材９６により片持ち支持状態で支持されているので、外部から加速度等の力を受けると、物理量検出素子１０６が固定部材９６により固定された部分を固定端として実装基板９２に対して相対変位し、固定部材９６に負荷が集中し接合が剥がれる虞がある。しかし、本実施形態のように枕部１１２を配置することにより、枕部１１２が物理量検出素子１０６を受け止めて相対変位を停止させ、固定部材９６への負荷を低減して、物理量検出モジュール１１０、１１４の耐衝撃性を高めることができる。
【００９６】
枕部１１２は、第２の周縁部５２に対向する位置であれば、一箇所或いは複数個所配置可能であるが、物理量検出素子１０６は上述のように片持ち支持状態で実装基板９２に配置されているので、物理量検出素子１０６の自由端側となる位置、すなわち物理量検出素子１０６において接続部３２Ａ、３２Ｂとは反対側の周縁と対向する位置に枕部１１２を配置することが好ましい。さらに枕部１１２は、シリコン樹脂や、樹脂コアバンプ等の比較的柔らかい材料を用いることが好ましい。
【００９７】
また本実施形態において、ベース基板１４には張出部１０８Ａ、１０８Ｂが配置され、張出部１０８Ａが接続部３２Ａに接合し、張出部１０８Ｂが接続部３２Ｂに接合している（図７、張出部６０Ａ、６０Ｂ参照）。これにより接続部３２Ａ、３２Ｂが補強され、固定部材９６による接合時の接続部３２Ａ、３２Ｂの破損の虞を低減することができる。また物理量検出素子１０６の固定部材９６が接合する部分の厚みが張出部１０８Ａ、１０８Ｂにより厚くなるため、例えば固定部材９６としてバンプを用いた場合は固定部材９６と接続部３２Ａ、３２Ｂとの接続位置へ力（超音波）を確実に伝達して接合の歩留を高めることができる。
【００９８】
また、図１０（ｂ）に示すように、前述の上段部１０２と下段部１０４を適用して、第１実施形態の物理量検出モジュール９０と同様に物理量検出素子１０６を実装基板９２上に配置した物理量検出モジュール１１４とすることができる。ここで、枕部１１２は下段部１０４であって第２の周縁部５２に対向する位置に配置されている。
【００９９】
図１１に、第３実施形態の物理量検出素子の分解斜視図を示し、図１２に第３実施形態の物理量検出素子の圧電振動基板の下面図を示す。上記実施形態において、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂは柱状ビームからなる振動素子を用いたものであったが、図１１に示すように、本実施形態の物理量検出素子１１６は、振動部１１８としてＡＴカット振動片を用いており、感圧部としてＡＴカット水晶振動素子を用いている。なお、図１１においてその他の構成要素は、第１実施形態の物理量検出素子１０と同様となっている。振動部１１８の圧電振動基板２６の長辺方向の両端には、第１実施形態と同様に第１基部３６と第２基部３８が接続されている。そして振動部１１８の両面にはＡＴカット振動片において厚みすべり振動を励振する励振電極１２０Ａ、１２０Ｂが配置されている。
【０１００】
励振電極１２０Ａは、振動部１１８のベース基板１４に対向する面に配置され、励振電極１２０Ｂは、振動部１１８のダイアフラム基板４８に対向する面に配置されている。また、パッド電極４２Ａ、４２Ｂは、第１実施形態と同様にそれぞれ接続部３２Ａ，３２Ｂのベース基板１４に対向する面に配置されている。
【０１０１】
そして励振電極１２０Ａからは引出電極１２２Ａが引き出され、引出電極１２２Ａは、第１基部３６、梁４０Ａ、枠部２８、接続部３２Ａを経由してパッド電極４２Ａに接続している。また励振電極１２０Ｂからは引出電極１２２Ｂが引き出され、引出電極１２２Ｂは、第１基部３６、梁４０Ａ、枠部２８、接続部３２Ｂを経由し、接続部３２Ｂのスリット３０により形成された側面３３を経由して接続部３２Ｂのベース基板１４に対向する面に引き出されパッド電極４２Ｂに接続している。
【０１０２】
よってパッド電極４２Ａ、４２Ｂに交流電圧を印加すると振動部１１８は励振電極１２０Ａ、１２０Ｂに印加された交流電圧により所定の共振周波数で厚みすべり振動を共振する。そして振動部１１８には第１実施形態の物理量検出素子１０と同様にダイアフラム５６が受けた圧力に応じた引張応力を受けるため、この応力に応じて共振周波数が変化する。したがって、この共振周波数の変化をモニターすることによりダイアフラム５６に印加された圧力を検知することができる。なお、第３実施形態の物理量検出素子１１６は第１実施形態の物理量検出素子１０に倣った構成（ダイアフラム基板４８に張出部６０Ａ、６０Ｂを有する構成）を有するものとして説明したが、第２実施形態の物理量検出素子１０６に倣った構成（ベース基板１４に張出部１０８Ａ、１０８Ｂを有する構成）とすることもできる。
【０１０３】
図１３に、第４実施形態の物理量検出素子の分解斜視図を示す。第４実施形態の物理量検出素子１２４は、第１実施形態乃至第３実施形態の物理量検出素子とは異なり、張出部（張出部６０Ａ、６０Ｂ、張出部１０８Ａ、１０８Ｂ）が設けられていない点で相違する。よって圧電振動基板２６を、図１３に示すようにベース基板１４側にパッド電極４２Ａ、４２Ｂを向けた状態で積層しても良いし、ダイアフラム基板４８側にパッド電極４２Ａ、４２Ｂを向けた状態で積層してもよい。上述のように物理量検出モジュールとしては、第１実施形態の物理量検出モジュール９０のようにダイアフラム５６が実装基板９２と対向しないように配置される場合と、第２実施形態の物理量検出モジュール１１０、１１４のようにダイアフラム５６と実装基板９２とが対向して配置される場合がある。よって本実施形態のように、張出部を有しない構成とすることにより、いずれの物理量検出モジュールも同一の部材により形成することができるので、コストを抑制することができる。
【０１０４】
なお、第４実施形態の物理量検出素子を図５に示すようなウェーハの積層構造６４により形成する場合、第３の梁７６Ｂを図６に示す第１の梁６８Ｂと同様に圧電振動基板２６に対向する面からサンドブラスト等により掘り込んでダイアフラム基板４８より薄肉になるように形成する。そして、第３の梁７６Ｂとダイアフラム基板４８との接続位置に第１の梁６８Ｂと同様に切り込み１３２を配置すればよい（後述の図１４（ｄ）参照）。これにより、第３の梁７６Ｂは、第１の梁６８Ｂと同様に、ダイシング時にダイアフラム基板４８から剥離して分離し、ダイアフラム基板４８には剥離痕１０９が形成される。
【０１０５】
図１４に、本実施形態のウェーハの積層構造において、折り取り部を形成した場合の模式図を示し、図１４（ａ）は、第１ウェーハ、圧電振動ウェーハ、第２ウェーハのそれぞれの折り取り部の平面図、１４（ｂ）は１４（ａ）に示す第１ウェーハ、圧電振動ウェーハ、第２ウェーハを積層した場合のＡ−Ａ線断面図（折り取り前）、図１４（ｃ）は図１４（ｂ）の折り取り後の断面図、図１４（ｄ）は第４実施形態の物理量検出素子を折り取って個片化する場合の断面図を示す。
【０１０６】
第１実施形態乃至第４実施形態の物理量検出素子は、図６のようなウェーハの積層構造６４から個片化して複数製造することが可能である。ここでは主に第１実施形態の物理量検出素子１０に折り取り部を適用した場合について説明する。さらに本実施形態では、第１の梁６８Ｂ、第２の梁７２Ｂ、第３の梁７６Ｂに折り取り部を適用した場合について説明する。また、前述の実施形態においては、第１の梁６８Ａ、６８Ｂ、第２の梁７２Ａ、７２Ｂ、第３の梁７６Ａ、７６Ｂをダイシングすることにより物理量検出素子１０を個片化することを前提として述べてきたが、本実施形態により、折り取りによっても個片化することが可能である。
【０１０７】
図１４（ａ）に示すように、第１の梁６８Ｂには、第１の折り取り部１２６が配置され、第２の梁７２Ｂには、第２の折り取り部１２８が配置され、第３の梁７６Ｂには、第３の折り取り部１３０が配置されている。第１の折り取り部１２６は、第１の梁６８Ｂの中央部において、その幅方向及び厚み方向にサンドブラストを施すことにより形成することができる。第３の折り取り部１３０も、第３の梁７６Ｂの中央部において、その幅方向及び厚み方向にサンドブラストを施すことにより形成することができる。
【０１０８】
一方、第２の折り取り部１２８はエッチングにより形成することが可能である。すなわち、第２の折り取り部１２８を形成するための第２の梁７２Ｂの幅方向のエッチングは、圧電振動基板２６の外形（第２の梁７２Ｂを含む）をエッチングで形成する工程と同時に形成することができる。一方、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂの励振効率を高めるため、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂを構成する柱状ビームに柱状ビームの厚み方向から溝を形成するハーフエッチングを施して柱状ビームの重量を軽減することが行なわれる。この工程は圧電振動基板２６の外形を形成したのち、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂの厚み方向の両面に行なう。したがって、第２の折り取り部１２８を形成するための第２の梁７２Ｂの厚み方向のハーフエッチングは、この溝の形成と同時に行うことができ、第２の梁７２Ｂの厚み方向の両面からハーフエッチングを行なうことができる。
【０１０９】
なお、第３実施形態の物理量検出素子１１６の振動部１１８にも、励振効率を高めるため、中央部と周縁部とで厚みが互いに異なるメサ構造をハーフエッチングにより形成する場合がある。したがって、このハーフエッチングと同一の工程を用いて、第２の折り取り部１２８を形成するための第２の梁７２Ｂの厚み方向のハーフエッチングを行うことができる。
【０１１０】
このようにして形成された、第１の折り取り部１２６、第２の折り取り部１２８、第３の折り取り部１３０は、図１４（ｂ）に示すように、積層方向から見て重なるように配置される。したがって、図１４（ｃ）に示すように、各折り取り部に力を印加することにより、各折り取り部を破断させることができる。したがって、ダイシングによらず、第１の梁６８Ｂ、第２の梁７２Ｂ、第３の梁７６Ｂを折り取ることができる。同様に、第１の梁６８Ａにも第１の折り取り部１２６を形成し、第２の梁７２Ａに第２の折り取り部１２８を形成し、第３の梁７６Ａに第３の折り取り部１３０を形成し、第１の梁６８Ａ、第２の梁７２Ａ、第３の梁７６Ａを破断することができる。これにより、物理量検出素子１０を個片化することができる。よって、基板間の剥離や振動部３４Ａ、振動部３４Ｂの破損を効率的に防止して、歩留の高い物理量検出素子１０を量産することができる。
【０１１１】
なお、図１４（ｃ）に示すように、第１の梁６８Ｂ（図７参照）は、第１の折り取り部１２６乃至第３の折り取り部１３０の折り取り時の衝撃により切り込み８０から剥離して分離する。また図１４（ｄ）に示すように第４実施形態の物理量検出素子１２４をウェーハの積層構造６４から折り取って個片化する場合は、第１の折り取り部１２６乃至第３の折り取り部１３０の折り取り時の衝撃により、第１の梁６８Ｂを切り込み８０から剥離して分離し、第３の梁７６Ｂを切り込み１３２から剥離して分離する。
【０１１２】
いずれの実施形態においても、第１ウェーハ６６、圧電振動ウェーハ７０、第２ウェーハ７４の積層構造６４を形成したのち、ダイシング（若しくは折り取り）して物理量検出素子１０等を個片化する旨説明したが、これに限定されない。即ち、上述の各ウェーハにおいて、ベース基板１４、圧電振動基板２６、ダイアフラム基板４８をそれぞれ個片化したのち、ベース基板１４、圧電振動基板２６、ダイアフラム基板４８を積層して物理量検出素子１０等を構築することができる。このとき第１の凸部２４、第２の凸部４６、第３の凸部５８が互いに重なるように配置されているので、各凸部を積層の際のアライメントの目印に用いることができ、積層を容易に行うことができる。
【０１１３】
また上述の物理量検出モジュールにおいて、物理量検出素子１０等の感圧部に電気的に接続する回路（集積回路（不図示））、すなわち振動部３４Ａ、振動部３４Ｂ（振動部１１８）を駆動させるとともに振動部３４Ａ、振動部３４Ｂ（振動部１１８）の共振周波数の情報を取得可能な回路（不図示）を搭載することが可能である。また上述の物理量検出素子１０等において、ダイアフラム基板４８を取り払った場合（またはダイアフラム基板４８の代わりに他のベース基板を枠部２８に取り付けた場合）は、振動部３４Ａ、振動部３４Ｂ（振動部１１８）を発振源とする発振器として機能させることができる。したがって、自ら発振する発振器としての機能、または自ら圧力等の物理量を測定する機能を有する物理量検出素子を備えた物理量検出モジュールを構築することができる。なお、ダイアフラム５６は、圧力以外にも、ダイアフラム５６に接触した物体のダイアフラム５６に印加する力なども検出することが可能である。
【０１１４】
例えば第１実施形態において、接続部３２Ａ、３２Ｂを圧電振動基板２６の短辺に配置し、張出部６０Ａ、６０Ｂをダイアフラム基板４８の短辺に配置したが、これらを各基板の長辺にそれぞれ配置してもよく、他の実施形態においても同様に配置してもよい。また圧電振動基板２６においては第１基部３６、第２基部３８の並ぶ方向を圧電振動基板２６の長辺に平行な方向としているが、圧電振動基板２６の短辺に平行な方向に配置してもよく、他の実施形態においても同様に配置してもよい。この場合、振動部３４Ａ、３４Ｂは、圧電振動基板２６の短辺方向に長手方向を有するように配置してもよい。
【０１１５】
そして、いずれの実施形態においても、ベース基板１４、圧電振動基板２６、ダイアフラム基板４８の３層構造により物理量検出素子１０等を形成する旨説明してきたが、これに限定されない。すなわち、圧電振動基板２６から振動部３４Ａ、３４Ｂ、第１基部３６、第２基部３８からなる感圧部（圧電振動片）を取り出し、ダイアフラム基板４８の力伝達部５４Ａに第１基部３６を接合し、力伝達部５４Ｂに第２基部３８を接合し、ダイアフラム基板４８の第２の周縁部５２とベース基板１４の第１の周縁部１８とを接合して物理量検出素子を形成してもよい。このとき感圧部のベース基板１４に対向する主面はベース基板１４に覆われることになる。この場合、例えば、ダイアフラム基板４８の外縁に接続部３２Ａ、３２Ｂを配置し、力伝達部５４Ａ、５４Ｂに励振電極９６、９８に接続し外部に電気的に接続可能な貫通電極を配置し、接続部３２Ａ、３２Ｂに配置されたパッド電極４２Ａ、４２Ｂを貫通電極とワイヤー等により接続する。これによりパッド電極４２Ａ、４２Ｂと励振電極９６、９８とを電気的に接続することができる。
【０１１６】
図１５に、本実施形態の物理量検出素子において、振動部として音叉型振動片（その１）を用いた場合の分解斜視図と、圧電振動基板の下面の模式図を示す。また、図１６に、本実施形態の物理量検出素子において、振動部として音叉型振動片（その２）を用いた場合の分解斜視図と、圧電振動基板の下面の模式図を示す。さらに、図１７に、本実施形態の物理量検出素子において、振動部としてＡＴカット振動片を用いた場合の分解斜視図と、圧電振動基板の下面の模式図を示す。
【０１１７】
例えば、本発明は、３層以上の構造を有し且つ中間層として圧電振動基板２６が含まれる温度センサー、圧電振動子等の物理量検出素子に適用することができる。圧電振動基板２６の振動部としては、図１５、図１６に示すように音叉型振動片や、図１７に示すようにＡＴカット水晶振動片を適用することができる。また、水晶のＸ軸（電気軸）を中心にして所定の角度だけ回転して得られる回転Ｙ板を用いた水晶振動子、その他のカットで切断された水晶振動子、水晶以外の圧電材料を用いた圧電振動子、等を広く適用できる。
【０１１８】
図１５においては、第１の凹部１６を有するベース基板１４、振動部２００を有する圧電電振動基板２６、第２の凹部５０を有する第２ベース基板２０１からなる３層構造の物理量検出素子１０ａとなっている。第２ベース基板２０１の接続部３２Ａ、３２Ｂに対向する位置には張出部６０Ａ、６０Ｂが配置されている。そして圧電振動基板２６のベース基板１４に対向する面には、パッド電極４２Ａ、パッド電極４２Ｂが配置されている。また、振動部２００には励振電極２０４Ａ、２０４Ｂが配置されている。そして振動部２００のベース基板１４に対向する面において、励振電極２０４Ａから引出電極２０２Ａが引き出され、引出電極２０２Ａは、接続部３２Ａに引き出されパッド電極４２Ａに接続されている。また振動部２００の第２ベース基板２０１に対向する面において、励振電極２０４Ｂから引出電極２０２Ｂが引き出され、引出電極２０２Ｂは接続部３２Ｂに引き出され、接続部３２Ｂのスリット３０により形成された側面３３を経由し、接続部３２Ｂのベース基板１４に対向する面に引き出されてパッド電極４２Ｂに接続されている。そして、パッド電極４２Ａ、４２Ｂに交流電圧を印加することにより振動部２００が屈曲振動をする。
【０１１９】
図１６においては、第１の凹部１６を有するベース基板１４、振動部２０６を有する圧電振動基板２６、第２の凹部５０を有する第２ベース基板２０１からなる３層構造の物理量検出素子１０ｂとなっている。第２ベース基板２０１の接続部３２Ａ、３２Ｂに対向する位置には張出部６０Ａ、６０Ｂが配置されている。圧電振動基板２６において、互いに平行な２つの振動部２０６は基部２０８から延出するように配置されている。基部２０８は、その幅方向の両端がクランク型の支持腕２１０Ａ、支持腕２１０Ｂによりそれぞれ支持されている。支持腕２１０Ａ、支持腕２１０Ｂは、それぞれ一方の端部が基部２０８に接続し、他方の端部が枠部２８の内側に接続されている。
【０１２０】
圧電振動基板２６のベース基板１４に対向する面には、パッド電極４２Ａ、パッド電極４２Ｂが配置されている。そして、振動部２０６には励振電極２１４Ａ、励振電極２１４Ｂが配置されている。振動部２０６のベース基板１４に対向する面において、励振電極２１４Ａから引出電極２１２Ａが引き出されている。引出電極２１２Ａは、基部２０８、支持腕２１０Ａ、枠部２８、接続部３２Ａを経由するように引き出されパッド電極４２Ａに接続されている。また振動部２０６の第２ベース基板２０１に対向する面において、励振電極２１４Ｂから引出電極２１２Ｂが引き出されている。引出電極２１２Ｂは、基部２０８、支持腕２１０Ｂ、枠部２８、接続部３２Ｂを経由し、接続部３２Ｂのスリット３０により形成された側面３３を経由して接続部３２Ｂのベース基板１４に対向する面に引き出されてパッド電極４２Ｂに接続されている。よって、パッド電極４２Ａ、４２Ｂに交流電圧を印加することにより振動部２０６が屈曲振動をする。
【０１２１】
上記構成において、支持腕２１０Ａ、支持腕２１０Ｂは、枠部２８に接続した位置を固定端として屈曲することができる。このような配置とすることにより、振動部２０６の振動系を枠部２８の振動系から分離することができる。したがって、振動部２０６の振動漏れを抑制してＱ値を向上させ、且つＣＩ値を低下させることができる。さらに枠部２８の支持腕２１０Ａ、支持腕２１０Ｂの自由端に対向する位置には緩衝部２８ａが配置され、外部からの力による支持腕２１０Ａ、支持腕２１０Ｂと、枠部２８との相対変位を抑制することにより耐衝撃性を高めることができる。
【０１２２】
図１７においては、第１の凹部１６を有するベース基板１４、振動部２１８を有する圧電振動基板２６、第２の凹部５０を有する第２ベース基板２０１からなる３層構造の物理量検出素子１０ｃとなっている。第２ベース基板２１０の接続部３２Ａ、３２Ｂに対向する位置には張出部６０Ａ、６０Ｂが配置されている。圧電振動基板２６において振動部２１８は、枠部２８と支持部２１９Ａ、支持部２１９Ｂを介して接続されている。また、圧電振動基板２６のベース基板１４に対向する面には、パッド電極４２Ａ、パッド電極４２Ｂが配置されている。そして、振動部２１８のベース基板１４に対向する面には励振電極２２２Ａが配置され、その裏面であって励振電極２２２Ａに対向する位置には励振電極２２２Ｂが配置されている。
【０１２３】
ここで、励振電極２２２Ａから引き出された引出電極２２０Ａは、圧電振動基板２６のベース基板１４に対向する面において支持部２１９Ａを経由して接続部３２Ａに引き出されてパッド電極４２Ａに接続されている。また、励振電極２２２Ｂから引き出された引出電極２２０Ｂは、第２ベース基板２０１に対向する面において支持部２１９Ｂ、接続部３２Ｂを経由し、接続部３２Ｂのスリット３０により形成された側面３３を経由して接続部３２Ｂのベース基板１４に対向する面に引き出されパッド電極４２Ｂに接続されている。上記構成において、パッド電極４２Ａ、４２Ｂに交流電圧を印加することにより振動部２１８が厚みすべり振動をする。なお、図１５乃至図１７において、第２ベース基板２０１は、第１実施形態等のダイアフラム基板４８から置き換わったもの（力伝達部５４Ａ、５４Ｂ、ダイアフラム５６を有しないもの）であり、他の構成要素は物理量検出素子１０等と同様なので説明を省略する。
【０１２４】
本発明の物理量検出素子は、上述した物理量検出モジュール以外に、例えば携帯電話、ハードディスク、パーソナルコンピューター、ＢＳ及びＣＳ放送用の受信チューナー、同軸ケーブルや光ケーブル中を伝搬する高周波信号や光信号用の各種処理装置、広い温度範囲で高周波・高精度クロック（低ジッタ、低位相雑音）を必要とするサーバー・ネットワーク機器、無線通信用機器等の様々な電子機器、加速度センサー、回転速度センサー等の各種センサー装置にも広く適用することができる。
【０１２５】
このような各種センサー装置及び電子機器としては、例えば一般工業用計測機器、電子血圧計、高度・気圧・水深計測機能付き電子機器、携帯機器、自動車などが挙げられる。そして、上述のように外力によるダイアフラムの機械的な変形を電気的信号として計測するものとして圧力センサーは携帯電話機やパソコン等の小型の携帯機器での高度計測に前記圧力センサーを応用してマイクロホンとして利用可能である。
【０１２６】
更に、近年注目をされるようになった水素やメタノール等の燃料電池は、軽量化や利便性等に起因して、例えば、ビデオカメラ、ノート型パーソナルコンピューター、携帯用電話機、携帯情報端末機（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ：ＰＤＡ）、オーディオプレーヤ、プロジェクタ載置台、カプセル型医療機器の通信機能を具備した電子機器といった各種情報処理装置の燃料電池としての用途が考えられる。
【０１２７】
図１８に、本実施形態の物理量検出素子を燃料電池システムに搭載した場合の系統図を示す。図１８に示すように、燃料電池システム２２４は、水素を燃料として電力を発生させる燃料電池セル２２６と、該燃料電池セル２２６に水素を供給する水素吸蔵合金容器２２８と、該水素吸蔵合金容器２２８と上記燃料電池セル２２６との間に配設された圧力検出用の圧力センサー２３０と、圧力調整弁２３２と安全弁２３４とを備えている。この燃料電池システム２２４において、本発明に係る物理量検出素子１０等を圧力センサー２３０として使用することができる。
【０１２８】
図１９に、本実施形態の物理量検出素子を車両用情報記録装置に搭載した場合のブロック図を示す。図１９に示すように、事故等のイベント発生時前後の必要な時間のみについて、デジタルタコグラフ２３８とドライブレコーダ２４８の双方が生成するデータを関連付けて記録し、その後の解析等に有用なデータを提供することが可能な車両用情報記録装置２３６がある。
【０１２９】
この車両用情報記録装置２３６において、前記デジタルタコグラフ２３８は、車両の走行状況を検出する走行状況検知手段２４０と、前記ドライブレコーダ２４８との間で情報を送受信するデジタルタコグラフ通信手段２４２と、情報を記録するデジタルタコグラフ記録手段２４４と、前記走行状況検知手段２４０から入力した走行状況および前記デジタルタコグラフ通信手段２４２から受信した情報を受けて、前記デジタルタコグラフ記録手段２４４に情報を記録するデジタルタコグラフ制御部２４６と、を有しているが、走行状況検知手段２４０として、高精度な圧力（高度）検出が可能な本発明に係る物理量検出素子１０を圧力センサーとして適用できる。
【０１３０】
更に、被測定者にかかる負荷を検出する活動量計側システムにおいて、前記負荷を圧力として検出する場合においては、検出器として、本発明に係る圧力センサー（物理量検出素子１０等）を適用できる。
【０１３１】
また、警戒モードと、非警戒モードとに設定可能なセキュリティシステムであって、人体の少なくとも一部を検知可能な人体検知手段と、前記人体検知手段が前記人体の少なくとも一部を検知したことに応じて、信号を出力する出力手段と、前記出力手段からの出力信号を受けて、前記警戒モードを設定する警戒モード設定手段と、を備えるセキュリティシステムがある。このセキュリティシステムにおいて、外部からの侵入または異常を検知する異常検知センサーと、前記異常検知センサーが異常を検知したときに警報を発する警報手段とをさらに含み、前記警戒モード設定手段は、前記警戒モードに応じて、前記異常検知センサーと、前記警報手段とによる警戒動作を作動させる。このセキュリティシステムを構成する前記異常検知センサーとして、本発明に係る圧力センサー（物理量検出素子１０等）を適用できる。
【０１３２】
更に、本発明の電子機器の一例である腕時計型電子機器の本体には、本発明に係る圧力センサー（物理量検出素子１０等）を備えることができ、ダイナミックレンジやリニアリティなどの特性に優れた圧力センサー（物理量検出素子１０等）を備えた電気機器となる。
【０１３３】
更に、特に自動車においては、例えばインテークマニホールド圧若しくはチャージ圧、ブレーキ圧、エアサスペンション圧、タイヤ圧、ハイドロリック貯蔵圧、ショックアブソーバ圧、冷却媒体圧、自動変速機における変調圧、ブレーキ圧、タンク圧用の圧力検出に本発明に係る圧力センサー（物理量検出素子１０等）を適用できる。
【０１３４】
図２０に、本実施形態の物理量検出素子を側面衝突検出装置に搭載した場合の模式図（図中の拡大図に対応する断面図は図１（ａ）を参照）を示す。車両２５２のサイドドア２５４の内部に配設された圧力センサー２５８により、車両２５２の側面に加わる衝撃を検出する側面衝突検出装置２５０を構成することができる。この側面衝突検出装置２５０において、前記圧力センサー２５８は、圧力を検出するダイアフラム（ダイアフラム５６）を有し、そのダイアフラムの受圧面が前記サイドドア２５４の内部空間２５６の圧力変動により歪むことを検出することによって車両２５２の側面に加わる衝撃を検出することができる。そして、例えば、ダイアフラムの受圧面の法線と、水平な前記車両２５２の前後方向の直線とのなす角を６０度から９０度に設定することにより、衝突時に圧力センサー２５８のダイアフラムが衝撃力を受けた場合に、これを圧力変化として検出する度合いを少なくして、圧力の変化をより高精度に検出することができる。この側面衝突検出装置２５０に用いる圧力センサー２５８として本実施形態の物理量検出素子１０等（物理量検出モジュール９０等）を適用することができる。
【符号の説明】
【０１３５】
１０………物理量検出素子、１２………パッケージ、１３………内部空間、１４………ベース基板、１６………第１の凹部、１８………第１の周縁部、２４………第１の凸部、２５………剥離痕、２６………圧電振動基板、２８………枠部、２８ａ………緩衝部、３０………スリット、３２Ａ，３２Ｂ………接続部、３３………側面、３４Ａ，３４Ｂ………振動部、３６………第１基部、３８………第２基部、４０Ａ，４０Ｂ………梁、４２Ａ，４２Ｂ………パッド電極、４４Ａ，４４Ｂ………引出電極、４５………励振電極、４６………第２の凸部、４７………励振電極、４８………ダイアフラム基板、４９………電極膜、５０………第２の凹部、５２………第２の周縁部、５４Ａ，５４Ｂ………力伝達部、５６………ダイアフラム、５８………第３の凸部、６０Ａ，６０Ｂ………張出部、６２Ａ………第１の接合層、６２Ｂ………第２の接合層、６３Ａ………第１の接合領域、６３Ｂ………第２の接合領域、６４………積層構造、６６………第１ウェーハ、６８Ａ，６８Ｂ………第１の梁、７０………圧電振動ウェーハ、７２Ａ，７２Ｂ………第２の梁、７４………第２ウェーハ、７６Ａ，７６Ｂ………第３の梁、７８………隙間、８０………切り込み、８２………ダイシングブレード、９０………物理量検出モジュール、９２………実装基板、９３………蓋体、９４………接続電極、９５………貫通電極、９６………固定部材、９７………外部電極、９８………充填材、１００………物理量検出モジュール、１０１………凸部、１０２………上段部、１０４………下段部、１０６………物理量検出素子、１０８Ａ………張出部、１０８Ｂ………張出部、１０９………剥離痕、１１０………物理量検出モジュール、１１２………枕部、１１４………物理量検出モジュール、１１６………物理量検出素子、１１８………振動部、１２０Ａ，１２０Ｂ………励振電極、１２２Ａ，１２２Ｂ………引出電極、１２４………物理量検出素子、１２６………第１の折り取り部、１２８………第２の折り取り部、１３０………第３の折り取り部、１３２………切り込み、２００………振動部、２０１………第２ベース基板、２０２Ａ，２０２Ｂ………引出電極、２０４Ａ，２０４Ｂ………励振電極、２０６………振動部、２０８………基部、２１０Ａ，２１０Ｂ………支持腕、２１２Ａ，２１２Ｂ………引出電極、２１４Ａ，２１４Ｂ………励振電極、２１８………振動部、２１９Ａ，２１９Ｂ………支持部、２２０，２２０Ｂ………引出電極、２２２Ａ，２２２Ｂ………励振電極、２２４………燃料電池システム、２２６………燃料電池セル、２２８………水素吸蔵合金容器、２３０………圧力センサー、２３２………圧力調整弁、２３４………安全弁、２３６………車両用情報記録装置、２３８………デジタルタコグラフ、２４０………走行状況検出手段、２４２………デジタルタコグラフ通信手段、２４４………デジタルタコグラフ記録手段、２４６………デジタルタコグラフ制御部、２４８………ドライブレコーダ、２５０………側面衝突検出装置、２５２………車両、２５４………サイドドア、２５６………内部空間、２５８………圧力センサー、３００………圧力センサー、３０２………第１基板、３０８………圧電振動基板、３１０………圧電振動片、３１２………基部、３１４………振動部、３１８………第２基板、３２４………ダイアフラム、３２６………力伝達部、４００………圧力センサー、４０１………第１基板、４０２………圧電振動基板、４０４………枠部、４０８………振動部、４１０………パッド電極、４１２………第２基板、４１４………切欠き部、４１６………凸部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物理量を検出する感圧部と、前記感圧部の周囲を囲み、前記感圧部を梁を介して支持する枠部と、を有する圧電振動基板と、
前記感圧部が接続され、外部からの力を受けて変位し、前記力を前記感圧部に伝達する変位部を有し、前記圧電振動基板の一方の主面を覆うダイアフラム基板と、
前記圧電振動基板の他方の主面を覆うベース基板と、
を有する物理量検出素子と、
前記物理量検出素子を実装するための実装基板と、
を備え、
前記圧電振動基板には、
一辺を二分するように切り欠くスリットが設けられ、
前記スリットにより一対の接続部が分離して配置され、
前記一対の接続部は、少なくとも一部が前記ベース基板と前記ダイアフラム基板の少なくとも何れかの基板よりも外側へ露出しており、
前記圧電振動基板は、
前記一対の接続部の一方の主面側にそれぞれ設けられた互いに信号の異なるパッド電極と、
前記一対の接続部のうちの何れか一方の接続部の前記スリット側の側面に配置され、他方の主面に設けられた引出電極と信号が同じ前記パッド電極とを電気的に接続する導電膜と、
を有し、
前記パッド電極を前記実装基板に配置された接続電極に導電性を有する固定部材を介して電気的に接続したことを特徴とする物理量検出モジュール。
【請求項２】
前記ダイアフラム基板、又は前記ベース基板の何れかの基板に前記接続部に係合する張出部が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の物理量検出モジュール。
【請求項３】
前記実装基板は、
凸部を有し、
前記接続部は、
前記凸部の上面に支持されていることを特徴とする請求項１または２に記載の物理量検出モジュール。
【請求項４】
前記実装基板の前記物理量検出素子の前記接続部とは反対側の周縁と対向する位置には、枕部が配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の物理量検出モジュール。
【請求項５】
前記物理量検出素子と前記実装基板との間に充填材が配置されたことを特徴とする請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載の物理量検出モジュール。
【請求項６】
前記実装基板上には、前記物理量検出素子を覆うように蓋体が配置され、
前記蓋体には圧力導入口が配置されたことを特徴とする請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載の物理量検出モジュール。
【請求項７】
前記感圧部を駆動する回路を搭載したことを特徴とする請求項１乃至６のうちのいずれか１項に記載の物理量検出モジュール。
【請求項８】
前記感圧部は、
少なくとも一以上の柱状ビームからなる振動素子、
又は、ＡＴカット水晶振動子であることを特徴とする請求項１乃至７のうちのいずれか１項に記載の物理量検出モジュール。
【請求項１】
物理量を検出する感圧部と、前記感圧部の周囲を囲み、前記感圧部を梁を介して支持する枠部と、を有する圧電振動基板と、
前記感圧部が接続され、外部からの力を受けて変位し、前記力を前記感圧部に伝達する変位部を有し、前記圧電振動基板の一方の主面を覆うダイアフラム基板と、
前記圧電振動基板の他方の主面を覆うベース基板と、
を有する物理量検出素子と、
前記物理量検出素子を実装するための実装基板と、
を備え、
前記圧電振動基板には、
一辺を二分するように切り欠くスリットが設けられ、
前記スリットにより一対の接続部が分離して配置され、
前記一対の接続部は、少なくとも一部が前記ベース基板と前記ダイアフラム基板の少なくとも何れかの基板よりも外側へ露出しており、
前記圧電振動基板は、
前記一対の接続部の一方の主面側にそれぞれ設けられた互いに信号の異なるパッド電極と、
前記一対の接続部のうちの何れか一方の接続部の前記スリット側の側面に配置され、他方の主面に設けられた引出電極と信号が同じ前記パッド電極とを電気的に接続する導電膜と、
を有し、
前記パッド電極を前記実装基板に配置された接続電極に導電性を有する固定部材を介して電気的に接続したことを特徴とする物理量検出モジュール。
【請求項２】
前記ダイアフラム基板、又は前記ベース基板の何れかの基板に前記接続部に係合する張出部が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の物理量検出モジュール。
【請求項３】
前記実装基板は、
凸部を有し、
前記接続部は、
前記凸部の上面に支持されていることを特徴とする請求項１または２に記載の物理量検出モジュール。
【請求項４】
前記実装基板の前記物理量検出素子の前記接続部とは反対側の周縁と対向する位置には、枕部が配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の物理量検出モジュール。
【請求項５】
前記物理量検出素子と前記実装基板との間に充填材が配置されたことを特徴とする請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載の物理量検出モジュール。
【請求項６】
前記実装基板上には、前記物理量検出素子を覆うように蓋体が配置され、
前記蓋体には圧力導入口が配置されたことを特徴とする請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載の物理量検出モジュール。
【請求項７】
前記感圧部を駆動する回路を搭載したことを特徴とする請求項１乃至６のうちのいずれか１項に記載の物理量検出モジュール。
【請求項８】
前記感圧部は、
少なくとも一以上の柱状ビームからなる振動素子、
又は、ＡＴカット水晶振動子であることを特徴とする請求項１乃至７のうちのいずれか１項に記載の物理量検出モジュール。
【図６】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１３−２４５９９（Ｐ２０１３−２４５９９Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５７０４５（Ｐ２０１１−１５７０４５）
【出願日】平成２３年７月１５日（２０１１．７．１５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１５日（２０１１．７．１５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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