物理量检测装置、物理量检测器及电子设备转让专利

申请号 : CN201210422835.7

文献号 : CN103090887B

文献日 :

基本信息:

PDF:

法律信息:

相似专利:

发明人 : 渡边润中仙道和之

申请人 : 精工爱普生株式会社

摘要 :

本发明提供一种物理量检测装置、物理量检测器及电子设备,其能够抑制应力向物理量检测元件被传递的情况。本发明所涉及的物理量检测装置(100)包括:基部(10);可动部(14),其通过连接部(12)而被基部(10)支承,并根据物理量的变化而发生位移;物理量检测元件(40),其跨接基部(10)和可动部(14);第一支承部(20),其从基部(10)起延伸,并具备第一固定部(24);第二支承部(30),其从基部(10)起延伸,并具备第二固定部(34),第一固定部(24)与第二固定部(34)之间的距离(L1)小于,第一支承部(20)与基部10)的连接根部的部分(23)和第二支承部(30)与基部(10)的连接根部的部分(33)之间的距离L2)。

权利要求 :

1.一种物理量检测装置,包括:

基部;

可动部,其通过连接部而被所述基部支承,并根据物理量的变化而发生位移;

物理量检测元件,其跨接所述基部和所述可动部,所述物理量检测装置的特征在于,还包括:第一支承部,其从所述基部起延伸,并具备第一固定部;

第二支承部,其从所述基部起延伸,并具备第二固定部,所述第一固定部与所述第二固定部之间的距离小于所述第一支承部与所述基部的连接根部的部分和所述第二支承部与所述基部的连接根部的部分之间的距离。

2.如权利要求1所述的物理量检测装置,其中,所述第一支承部中,从所述基部起延伸至所述第一固定部为止的区间是弯曲的,所述第二支承部中,从所述基部起延伸至所述第二固定部为止的区间是弯曲的。

3.如权利要求2所述的物理量检测装置,其中,所述第一支承部中,从所述基部起延伸至所述第一固定部为止的区间以往复的方式而弯曲,所述第二支承部中,从所述基部起延伸至所述第二固定部为止的区间以往复的方式而弯曲。

4.如权利要求2或3所述的物理量检测装置,其中,所述第一支承部包括:

第一延伸部;

第二延伸部,其在从所述第一延伸部起延伸至所述第一固定部为止的区间内,沿着与所述第一延伸部的第一延伸方向不同的第一方向而从所述第一延伸部起延伸,所述第二支承部包括:第三延伸部;

第四延伸部,其在从所述第三延伸部起延伸至所述第二固定部为止的区间内,沿着与所述第三延伸部的第二延伸方向不同的第二方向而从所述第三延伸部起延伸,所述第一延伸部的沿着所述第一方向的宽度大于所述第二延伸部的沿着所述第一延伸方向的宽度,所述第三延伸部的沿着所述第二方向的宽度大于所述第四延伸部的沿着所述第二延伸方向的宽度。

5.如权利要求1至3中任一项所述的物理量检测装置,还包括:连结体,其以与所述可动部隔开间隙的方式而设置,并从所述第一支承部和所述第二支承部中的至少一方、或所述基部起延伸,所述连结体具备用于对该连结体进行固定的第三固定部,在俯视观察时,重心位于被所述第一固定部、所述第二固定部以及所述第三固定部所包围的范围内。

6.如权利要求1至3中任一项所述的物理量检测装置,还包括:连结体,其以与所述可动部隔开间隙的方式而设置,并从所述第一支承部和所述第二支承部中的至少一方、或所述基部起延伸;

第三支承部,其从所述连结体起延伸,并具有第四固定部,在俯视观察时,重心位于被所述第一固定部、所述第二固定部以及所述第四固定部所包围的范围内。

7.如权利要求1至3中任一项所述的物理量检测装置,还包括:连结体,其以与所述可动部隔开间隙的方式而设置,并从所述第一支承部和所述第二支承部中的至少一方、或所述基部起延伸;

第三支承部,其从所述连结体起延伸,并具有第四固定部;

第四支承部,其从所述连结体起延伸,并具有第五固定部,在俯视观察时,重心位于被所述第一固定部、所述第二固定部、所述第四固定部以及所述第五固定部所包围的范围内。

8.如权利要求7所述的物理量检测装置,其中,所述连结体中,从所述第三支承部起延伸至所述第四支承部为止的区间是弯曲的。

9.如权利要求1至3中任一项所述的物理量检测装置,其中,在俯视观察时,所述基部、所述第一固定部以及所述第二固定部在直线上并排。

10.一种物理量检测器,包括:

权利要求1至3中任一项所述的物理量检测装置;

封装件,其用于收纳所述物理量检测装置。

11.一种电子设备,包括:

权利要求1至3中任一项所述的物理量检测装置。

说明书 :

物理量检测装置、物理量检测器及电子设备

技术领域

[0001] 本发明涉及物理量检测装置、物理量检测器及电子设备。

背景技术

[0002] 一直以来,已知一种使用了振子等的物理量检测元件的物理量检测装置(例如,加速度传感器)。这种物理量检测装置以如下方式构成,即,当物理量检测元件的共振频率由于力向检测轴方向作用而发生了变化时,根据该共振频率的变化来对被施加于物理量检测元件上的力(加速度)进行检测。
[0003] 在专利文献1中公开了一种使双头晶体音叉转换器(物理量检测元件)的两端固定在支承结构体上的传感器,其中,所述支承结构体具有基座组件、挠曲部以及保证质量部。
[0004] 然而,在专利文献1所公开的技术中,存在如下的情况,即,当将支承结构体以多个位置固定在外壳上时,因支承结构体和封装件之间的线膨胀系数之差,而在支承结构体的固定部之间产生应力,并且该应力经由支承结构体而向物理量检测元件传递的情况。由此,存在物理量检测元件的共振频率发生变动,而导致物理量检测装置的检测灵敏度降低的情况。
[0005] 作为对这种应力的传递进行抑制的方法,考虑了如下的方法,即,如专利文献2所公开的那样,将夹着保证质量部的梁状的弯曲部设置在对物理量检测元件进行支承的支承结构体上,并通过该弯曲部来缓和应力。
[0006] 然而,在专利文献2所公开的技术中,由于弯曲部以夹着保证质量部的方式而配置,因此无法将弯曲部的间隔、即支承结构体中的被固定在封装件上的多个固定部之间的距离设为保证质量部或支承结构体的宽度以下(两个弯曲部的支承结构体侧的根彼此之间的距离以下)。因此,例如在将弯曲部固定在封装件上时,存在如下的情况,即,因支承结构体与封装件之间的线膨胀系数之差而在支承结构体上产生的应力,与多个弯曲部(固定部)之间的距离对应而成为较大的值。而且,这种应力有时会传递至物理量检测元件。
[0007] 专利文献1:日本特表平4-505509号公报
[0008] 专利文献2:美国专利第5331854号说明书

发明内容

[0009] 本发明的几个方式所涉及的目的之一在于,提供一种能够抑制应力向物理量检测元件被传递的情况的物理量检测装置。另外,本发明的几个方式所涉及的目的之一在于,提供一种具有上述物理量检测装置的物理量检测器及电子设备。
[0010] 应用例1
[0011] 本发明所涉及的物理量检测装置包括:基部;可动部,其通过连接部而被所述基部支承,并根据物理量的变化而发生位移;物理量检测元件,其跨接所述基部和所述可动部;第一支承部,其从所述基部起延伸,并具备第一固定部;第二支承部,其从所述基部起延伸,并具备第二固定部,所述第一固定部与所述第二固定部之间的距离小于,所述第一支承部与所述基部的连接根部的部分和所述第二支承部与所述基部的连接根部的部分之间的距离。
[0012] 根据这种物理量检测装置,能够抑制应力向物理量检测元件被传递的情况,其中,所述应力为,在将第一固定部以及第二固定部固定安装在封装件或电路基板等的外部部件上时,因结构体(以包括基部、连接部、可动部以及支承部的方式而构成的结构体)的线膨胀系数、与封装件或电路基板等的外部部件的线膨胀系数之间的差,而在结构体上产生的应力。即,虽然当第一固定部与第二固定部之间的距离增大时,因线膨胀系数之差而在结构体上产生的应力也增大,但在这种物理量检测装置中,由于第一固定部与第二固定部之间的距离小于,第一支承部与基部的连接根部的部分和第二支承部与基部的连接根部的部分之间的距离,因此能够减小因线膨胀系数之差而在结构体(例如基部)上产生的应力。其结果为,在这种物理量检测装置中,能够抑制该应力向物理量检测元件被传递的情况,从而能够具有较高的检测灵敏度。
[0013] 应用例2
[0014] 在本发明所涉及的物理量检测装置中,所述第一支承部中,从所述基部起延伸至所述第一固定部为止的区间是弯曲的,所述第二支承部中,从所述基部起延伸至所述第二固定部为止的区间是弯曲的。
[0015] 根据这种物理量检测装置,能够使由于第一固定部以及第二固定部被固定在封装件等的外部部件上而在第一固定部以及第二固定部上产生的应力,在传递至物理量检测元件之前得到缓和。
[0016] 应用例3
[0017] 在本发明所涉及的物理量检测装置中,所述第一支承部中,从所述基部起延伸至所述第一固定部为止的区间以往复的方式而弯曲,所述第二支承部中,从所述基部起延伸至所述第二固定部为止的区间以往复的方式而弯曲。
[0018] 根据这种物理量检测装置,能够使由于第一固定部以及第二固定部被固定在封装件等的外部部件上而在第一固定部以及第二固定部上产生的应力,在被传递至物理量检测元件之前进一步得到缓和。
[0019] 应用例4
[0020] 在本发明所涉及的物理量检测装置中,所述第一支承部包括:第一延伸部;第二延伸部,其在从所述第一延伸部起延伸至所述第一固定部为止的区间内,沿着与所述第一延伸部的第一延伸方向不同的第一方向而从所述第一延伸部起延伸,所述第二支承部包括:第三延伸部;第四延伸部,其在从所述第三延伸部起延伸至所述第二固定部为止的区间内,沿着与所述第三延伸部的第二延伸方向不同的第二方向而从所述第三延伸部起延伸,所述第一延伸部的沿着所述第一方向的宽度大于,所述第二延伸部的沿着所述第一延伸方向的宽度,所述第三延伸部的沿着所述第二方向的宽度大于,所述第四延伸部的沿着所述第二延伸方向的宽度。
[0021] 根据这种物理量检测装置,从而在被施加了加速度时,随着该加速度,第二延伸部以及第四延伸部易于优先挠曲,从而能够抑制在第一延伸部以及第三延伸部上产生扭曲的情况。其结果为,能够抑制在第一支承部与基部的连接根部的部分以及第二支承部与基部的连接根部的部分上产生扭曲的情况,从而能够防止加速度的检测灵敏度的降低和可靠性的降低。
[0022] 应用例5
[0023] 在本发明所涉及的物理量检测装置中,还包括:连结体,其以与所述可动部隔开间隙的方式而设置,并从所述第一支承部和所述第二支承部中的至少一方、或所述基部起延伸,所述连结体具备用于对该连结体进行固定的第三固定部,在俯视观察时,重心位于被所述第一固定部、所述第二固定部以及所述第三固定部所包围的范围内。
[0024] 根据这种物理量检测装置,能够在不向任一方向倾斜的条件下(在不发生扭曲的条件下),以稳定的姿态被固定在封装件等的外部部件上。其结果为,能够防止加速度的检测灵敏度的降低和可靠性的降低。
[0025] 应用例6
[0026] 在本发明所涉及的物理量检测装置中,还包括:连结体,其以与所述可动部隔开间隙的方式而设置,并从所述第一支承部和所述第二支承部中的至少一方、或所述基部起延伸;第三支承部,其从所述连结体起延伸,并具有第四固定部,在俯视观察时,重心位于被所述第一固定部、所述第二固定部以及所述第四固定部所包围的范围内。
[0027] 根据这种物理量检测装置,能够在不向任一个方向倾斜的条件下(在不发生扭曲的条件下),以稳定的姿态被固定在封装件等的外部部件上。其结果为,能够抑制加速度的检测灵敏度的降低和可靠性的降低。
[0028] 应用例7
[0029] 在本发明所涉及的物理量检测装置中,还包括:连结体,其以与所述可动部隔开间隙的方式而设置,并从所述第一支承部和所述第二支承部中的至少一方、或所述基部起延伸;第三支承部,其从所述连结体起延伸,并具有第四固定部;第四支承部,其从所述连结体起延伸,并具有第五固定部,在俯视观察时,重心位于被所述第一固定部、所述第二固定部、所述第四固定部以及所述第五固定部所包围的范围内。
[0030] 根据这种物理量检测装置,从而能够在不向任一方向倾斜的条件下(在不发生扭曲的条件下),以稳定的姿态被固定在封装件等的外部部件上。其结果为,能够抑制加速度的检测灵敏度的降低和可靠性的降低。
[0031] 应用例8
[0032] 在本发明所涉及的物理量检测装置中,所述连结体中,从所述第三支承部起延伸至所述第四支承部为止的区间是弯曲的。
[0033] 根据这种物理量检测装置,能够使由于第一固定部以及第二固定部被固定在封装件等的外部部件上而在第一固定部以及第二固定部上产生的应力,在被传递至物理量检测元件之前得到缓和。
[0034] 应用例9
[0035] 在本发明所涉及的物理量检测装置中,在俯视观察时,所述基部、所述第一固定部以及所述第二固定部在直线上并排。
[0036] 根据这种物理量检测装置,即使封装件等的外部部件沿着第二轴(X轴)进行热膨胀,也能够抑制因外部部件的热膨胀而产生的应力向物理量检测元件被传递的情况,其中,所述第二轴与沿着所述直线的第一轴(Y轴)正交。
[0037] 应用例10
[0038] 本发明所涉及的物理量检测器包括:本发明所涉及的物理量检测装置;封装件,其用于收纳所述物理量检测装置。
[0039] 由于这种物理量检测器包括本发明所涉及的物理量检测装置,因此能够具有较高的检测灵敏度。
[0040] 应用例11
[0041] 本发明所涉及的电子设备包括本发明所涉及的物理量检测装置。
[0042] 由于这种电子设备包括本发明所涉及的物理量检测装置,因此能够具有较高的检测灵敏度。

附图说明

[0043] 图1为模式化地表示第一实施方式所涉及的物理量检测装置的立体图。
[0044] 图2为模式化地表示第一实施方式所涉及的物理量检测装置的俯视图。
[0045] 图3为模式化地表示第一实施方式所涉及的物理量检测装置的剖视图。
[0046] 图4为用于对第一实施方式所涉及的物理量检测装置的动作进行说明的剖视图。
[0047] 图5为用于对第一实施方式所涉及的物理量检测装置的动作进行说明的剖视图。
[0048] 图6为模式化地表示第一实施方式的第一改变例所涉及的物理量检测装置的俯视图。
[0049] 图7为模式化地表示第一实施方式的第二改变例所涉及的物理量检测装置的俯视图。
[0050] 图8为模式化地表示第一实施方式的第三改变例所涉及的物理量检测装置的俯视图。
[0051] 图9为模式化地表示第一实施方式的第四改变例所涉及的物理量检测装置的俯视图。
[0052] 图10为模式化地表示第二实施方式所涉及的物理量检测装置的立体图。
[0053] 图11为模式化地表示第二实施方式所涉及的物理量检测装置的俯视图。
[0054] 图12为模式化地表示第二实施方式的第一改变例所涉及的物理量检测装置的俯视图。
[0055] 图13为模式化地表示第二实施方式的第二改变例所涉及的物理量检测装置的俯视图。
[0056] 图14为模式化地表示第二实施方式的第三改变例所涉及的物理量检测装置的俯视图。
[0057] 图15为模式化地表示第二实施方式的第四改变例所涉及的物理量检测装置的俯视图。
[0058] 图16为模式化地表示第三实施方式所涉及的物理量检测器的俯视图。
[0059] 图17为模式化地表示第三实施方式所涉及的物理量检测器的剖视图。
[0060] 图18为模式化地表示第四实施方式所涉及的电子设备的立体图。

具体实施方式

[0061] 以下,参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。
[0062] 1.第一实施方式
[0063] 1.1.物理量检测装置
[0064] 首先,参照附图对第一实施方式所涉及的物理量检测装置进行说明。图1为模式化地表示第一实施方式所涉及的物理量检测装置100的立体图。图2为模式化地表示第一实施方式所涉及的物理量检测装置100的俯视图。图3为模式化地表示第一实施方式所涉及的物理量检测装置100的、沿着图2中的III-III线的剖视图。另外,为了方便,在图1~图3以及后述的图4~图15中,作为相互正交的三个轴,图示了X轴、Y轴、Z轴。
[0065] 如图1~图3所示,物理量检测装置100包括:基部10、连接部12、可动部14、作为支承体的第一支承部20以及第二支承部30、物理量检测元件40。而且,物理量检测装置100可以具有质量部50、52、54、56。
[0066] 基部10经由连接部12而对可动部14进行支承。连接部12被设置在基部10与可动部14之间,并与基部10以及可动部14相连接。连接部12的厚度小于基部10的厚度以及可动部
14的厚度。例如,能够从水晶基板的两个主面侧起通过半蚀刻而形成槽部12a、12b(参照图
3),从而形成连接部12。在图示的示例中,槽部12a、12b沿着X轴而形成。连接部12能够成为,在可动部14相对于基部10而进行位移(转动)时,作为支点(中间铰链)的、沿着X轴的旋转轴。
[0067] 可动部14通过连接部12而与基部10相连接。可动部14通过连接部12而被基部10支承。在图示的示例中,可动部14从基部10经由连接部12而沿着Y轴(第一轴)(向+Y轴方向)延伸。可动部14为板状,并具有相互朝向相反方向(对置)的主面14a、14b。可动部14能够根据施加在与主面14a(14b)交叉的方向(Z轴方向)上的物理量(加速度)的变化,而以连接部12为支点(旋转轴)在与主面14a交叉的方向(Z轴方向)上位移(转动)。
[0068] 支承体从基部10起延伸,并对基部10进行支承。而且,第一支承部20是指,支承体中从后述的第一连接部23起延伸至第一固定部24为止的区间,第二支承部30是指,支承体中从后述的第二连接部33起延伸至第二固定部34为止的区间。在本实施方式的说明中,以第一支承部20中的第一固定部24、和第二支承部30中的第二固定部34之间分开的结构为例,对支承体进行说明。
[0069] 即,第一支承部20从基部10起延伸,并对基部10进行支承。在图2所示的示例中,第一支承部20从基部10的侧面10c起延伸。第一支承部20具有与基部10相连接的第一连接部23。第一连接部23也可称为,第一支承部20与基部10的连接根部的部分。
[0070] 第一支承部20具有第一固定部24。第一固定部24被设置在第一支承部20的顶端附近。第一支承部20能够通过第一固定部24而被固定在封装件或电路基板等的外部部件上。即,第一固定部24为用于将第一支承部20固定在封装件或电路基板等的外部部件上的部分。在图2所示的示例中,基部10被配置在第一固定部24与可动部14之间。
[0071] 在图示的示例中,第一支承部20为具有延伸部21a、延伸部21b和延伸部21c的弯曲的结构,其中,所述延伸部21a从基部10起(从第一连接部23起)向-X轴方向延伸,所述延伸部21b从延伸部21a起向-Y轴方向延伸,所述延伸部21c从延伸部21b起向+X轴方向延伸。延伸部21c具有第一固定部24。即,第一支承部20中,从基部10起延伸至第一固定部24为止的区间是弯曲的。另外,弯曲的结构是指,折弯的形状、曲线性的形状等不笔直的形状。
[0072] 第一支承部20能够在从基部10起延伸至第一固定部24为止的区间内,具有弯曲的弯曲部22a、22b(第一弯曲部22a、22b)以作为弯曲的结构。在图示的示例中,弯曲部22a通过延伸部21a和延伸部21b相连接而形成。弯曲部22b通过延伸部21b和延伸部21c相连接而形成。
[0073] 第二支承部30从基部10起延伸,并对基部10进行支承。在图2所示的示例中,第二支承部30从基部10的侧面10d起延伸。侧面10d为与基部10的侧面10c朝向相反方向(对置)的面。第二支承部30具有与基部10相连接的第二连接部33。第二连接部33也可称为,第二支承部30与基部10的连接根部的部分。
[0074] 第二支承部20具有第二固定部34。第二固定部34被设置在第二支承部20的顶端附近。第二支承部30能够通过第二固定部34而被固定在封装件和电路基板等的外部部件上。即,第二固定部34为用于将第二支承部30固定在封装件或电路基板等的外部部件上的部分。在图2所示的示例中,基部10被配置在第二固定部34与可动部14之间。
[0075] 在图示的示例中,第二支承部30为具有延伸部31a、延伸部31b和延伸部31c的弯曲的结构,其中,所述延伸部31a从基部10起(从第二连接部33起)向+X轴方向延伸,所述延伸部31b从延伸部31a起向-Y轴方向延伸,所述延伸部31c从延伸部31b起向-X轴方向延伸。延伸部31c具有第二固定部34。即,第二支承部30中,从基部10起延伸至第二固定部34为止的区间是弯曲的。
[0076] 第二支承部30能够在从基部10起延伸至第二固定部34为止的区间内,具有弯曲的弯曲部32a、32b(第二弯曲部32a、32b)以作为弯曲的结构。在图示的示例中,弯曲部32a通过延伸部31a和延伸部31b相连接而形成。弯曲部32b通过延伸部31b和延伸部31c相连接而形成。
[0077] 第一固定部24与第二固定部34之间的距离L1小于,第一连接部23与第二连接部33之间的距离L2。支承部20、30可以被设置为,关于中心轴(未图示)对称,所述中心轴为与穿过物理量检测装置100的重心G的Y轴平行的轴。在图示的示例中,支承部20、30沿着X轴而并排配置。
[0078] 另外,虽然未图示,但只要距离L1小于距离L2,则在本实施方式和后述的实施方式中,第一支承部20的顶端和第二支承部30的顶端也可以相互连接在一起。即,作为支承体,第一支承部20、第二支承部30也可以以对图1所示的分离的顶端进行连接的方式而一体地形成。如果为这种结构,则在将第一固定部24和第二固定部34固定在外部部件上时,第一固定部24与第二固定部34之间的位置关系不易产生偏差,因此能够容易地获得如下的效果,即,物理量检测装置100不易产生因组装精度而产生应力。
[0079] 但是,如果为如图1所示这样,在第一支承部20的第一固定部24与第二支承部30的第二固定部34之间存在间隙的结构,则能够构成为,在该间隙内夹持基部10的一部分。而且,由此,由于支承体未在基部10和可动部14的并排方向上排列,因此能够减小物理量检测装置在该方向上的大小。
[0080] 此外,只要距离L1小于距离L2,则第一固定部24和第二固定部34中的至少一方也可以为多个。由于这种结构能够提高被要求以如下方式构成的物理量检测装置100与外部部件之间的固定强度,因此在例如耐冲击性等的可靠性方面较为有效,其中,所述方式为,通过具备质量部50、52、54、56而主动地使可动部14侧变重的方式。
[0081] 基部10、连接部12、可动部14、第一支承部20以及第二支承部30例如通过利用光刻技术以及蚀刻技术来对水晶基板进行图案形成,从而作为结构体101而被一体形成,其中,所述水晶基板是从例如水晶的原石等以预定的角度被切割出的。另外,基部10、连接部12、可动部14、以及支承部20、30的材质并不限于水晶,也可以为玻璃、或硅等的半导体材料。
[0082] 物理量检测元件40以跨接基部10和可动部14的方式而设置。物理量检测元件40能够至少具有作为检测部的振动梁部41a、41b、和基座部42a、42b。
[0083] 只要为如下的结构即可,即,检测部位于基座部42a与基座部42b之间,并且通过在基座部42a与基座部42b之间所产生的力被传递,从而检测部所产生的物理量检测信息发生变化的结构,在本实施方式中,例如,振动梁部41a、41b沿着可动部14的延伸方向(沿着Y轴)而从基座部42a起延伸到基座部42b。振动梁部41a、41b的形状例如为棱柱状。当向被设置在振动梁部41a、41b上的激励电极(未图示)施加驱动信号(交流电压)时,振动梁部41a、41b将能够以沿着X轴相互远离或接近的方式而进行弯曲振动。
[0084] 基座部42a、42b与振动梁部41a、41b的两端相连接。在图示的示例中,基座部42a经由接合部件60而被固定在基部10的主面10a上,基座部42b经由接合部件60而被固定在可动部14的主面14a(与基部10的主面10a同侧的主面)上。作为接合部件60,使用例如低熔点玻璃、能够共晶接合的Au/Sn合金覆膜。
[0085] 另外,在振动梁部41a、41b与基部10以及可动部14之间设置有预定的间隙,从而在可动部14位移时,振动梁部41a、41b与基部10以及可动部14不会接触。该间隙可以通过例如接合部件60的厚度而被管理。
[0086] 此外,虽然未图示,但是也可以在可动部14的主面14a上,且在俯视观察时接合部件60与振动梁部41a、41b之间的位置上,形成有通过对可动部14进行半蚀刻而形成的凹部。例如在接合部件60从预定的位置溢出时,能够通过该凹部来承接接合部件60,从而能够抑制接合部件60付着在振动梁部41a、41b上的情况。
[0087] 如上文所述,物理量检测元件40具有两个振动梁部41a、41b和一对基座部42a、42b。因此,能够将物理量检测元件40称为双音叉元件(双音叉型振动元件)。
[0088] 物理量检测元件40通过利用光刻技术以及蚀刻技术来对水晶基板进行图案形成从而被形成,其中,所述水晶基板是从例如水晶的原石等以预定的角度被切割出的。由此,能够一体地形成振动梁部41a、41b以及基座部42a、42b。
[0089] 并且,物理量检测元件40的材质并不限于水晶,也可以为钽酸锂(LiTaO3)、四硼酸锂(Li2B4O7)、铌酸锂(LiNbO3)、锆钛酸铅(PZT)、氧化锌(ZnO)、氮化铝(AlN)等的压电材料,或具备氧化锌(ZnO)、氮化铝(AlN)等的压电体以作为被膜的硅等的半导体材料。但是,当考虑到缩小与基部10、可动部14之间的线膨胀系数之差时,物理量检测元件40优选使用与基部10、可动部14的材质相同的材质。
[0090] 在物理量检测元件40的基座部42a上,设置有例如引出电极44a、44b。引出电极44a、44b与设置在振动梁部41a、41b上的激励电极(未图示)电连接。
[0091] 引出电极44a、44b通过例如Au、Al等的金属线48而与被设置在基部10的主面10a上的连接端子46a、46b电连接。更加具体而言,引出电极44a与连接端子46a电连接,引出电极44b与连接端子46b电连接。连接端子46a、46b通过未图示的配线而与外部连接端子49a、49b电连接。更加具体而言,连接端子46a与外部连接端子49a电连接,连接端子46b与外部连接端子49b电连接。外部连接端子49a、49b被设置在例如支承部20、30的被安装在封装件等上的一侧的面(基部10的主面10b侧的面),且在俯视观察时与固定部24、34重叠的位置上。
[0092] 激励电极、引出电极44a、44b、连接端子46a、46b以及外部连接端子49a、49b使用例如以Cr层为基底并在其上层叠了Au层的层叠体。激励电极、引出电极44a、44b、连接端子46a、46b以及外部连接端子49a、49b例如通过如下方式而形成,即,利用溅射法等来形成导电层(未图示),并对该导电层进行图案形成。
[0093] 质量部50、52、54、56例如通过接合部件62而被设置在可动部14的主面14a、14b上。更加具体而言,质量部50、52被设置在主面14a上,质量部54、56被设置在主面14b上。作为质量部50、52、54、56的材质,可以列举出例如Cu、Au等金属。通过质量部50、52、54、56,从而能够提高对施加在物理量检测装置100上的加速度的检测灵敏度。
[0094] 作为接合部件62,使用例如硅树脂类的热固化型粘合剂。从抑制热应力的观点出发,优选为,接合部件62以对可动部14以及质量部50、52、54、56的一部分的范围进行粘合的方式而被涂布。
[0095] 另外,虽然未图示,但是质量部50、52也可以通过一体地形成从而构成一个质量部。同样地,质量部54、56也可以通过被一体地形成从而构成一个质量部。此外,也可以仅在主面14a、14b中的任意一个主面上设置质量部。
[0096] 接下来,对物理量检测装置100的动作进行说明。图4以及图5为用于对物理量检测装置100的动作进行说明的剖视图。
[0097] 如图4所示,当向物理量检测装置100施加箭头α1方向(+Z轴方向)的加速度时,将在可动部14上向-Z轴方向作用有力,从而可动部14将以连接部12为支点而向-Z轴方向位移。由此,在物理量检测元件40上,施加有基部42a和基部42b沿着Y轴而相互远离的方向上的力,从而在振动梁部41a、41b上产生有牵拉应力。因此,振动梁部41a、41b的振动频率(共振频率)增高。
[0098] 另一方面,如图5所示,当向物理量检测装置100施加箭头α2方向(-Z轴方向)的加速度时,将在可动部14上向+Z轴方向作用有力,从而可动部14将以连接部12为支点而向+Z轴方向位移。由此,在物理量检测元件40上,施加有基部42a和基部42b沿着Y轴而相互接近的方向上的力,从而在振动梁部41a、41b上产生有压缩应力。因此,振动梁部41a、41b的振动频率降低。
[0099] 在物理量检测装置100中,对如上文所述的物理量检测元件40的共振频率的变化进行检测。更加具体而言,施加在物理量检测装置100上的加速度通过根据上述所检测出的共振频率的变化的比例,而转换为由查找表等所确定的数值,从而被导出。
[0100] 另外,在将物理量检测装置100用在倾斜仪中时,根据倾斜的姿态的变化,对倾斜仪施加重力加速度的方向发生变化,从而在振动梁部41a、41b上产生牵拉应力或压缩应力。而且,振动梁部41a、41b的共振频率发生变化。
[0101] 此外,虽然在上述的示例中,对作为物理量检测元件40而使用了所谓的双音叉元件的示例进行了说明,但只要共振频率根据可动部14的位移而变化,则物理量检测元件40的方式不被特别限定。
[0102] 第一实施方式所涉及的物理量检测装置100具有例如以下的特征。
[0103] 根据物理量检测装置100,第一固定部24与第二固定部34之间的距离L1小于,第一连接部23(即,第一支承部20与基部10的连接根部的部分23)与第二连接部33(即,第二支承部30与基部10的连接根部的部分33)之间的距离L2。因此,能够抑制应力向物理量检测元件40被传递的情况,所述应力为,在将第一固定部24以及第二固定部34固定在封装件或电路基板等的外部部件上,而对物理量检测装置100进行安装时,因结构体101(以包括基部10、连接部12、可动部14以及支承部20、30的方式而构成的结构体)的线膨胀系数、与封装件或电路基板等的外部部件的线膨胀系数之间的差,而在结构体101上产生的应力。即,虽然当第一固定部与第二固定部之间的距离L1增大时,因线膨胀系数之差而在结构体上产生的应力也增大,但在物理量检测装置100中,由于距离L1小于距离L2,因此能够减小因线膨胀系数之差而在结构体101(例如基部10)上产生的应力。其结果为,在物理量检测装置100中,能够抑制这种应力向物理量检测元件40传递的情况,从而能够具有较高的检测灵敏度。
[0104] 根据物理量检测装置100,第一支承部20能够在从基部10起延伸至第一固定部24为止的区间内具有弯曲部22a、22b从而弯曲,第二支承部30能够在从基部10起延伸至第二固定部34为止的区间内具有弯曲部32a、32b从而弯曲。因此,在物理量检测装置100中,能够使由于固定部23、34被固定在封装件等的外部部件上而在固定部24、34上产生的应力(由于固定部24、34与封装件之间的线膨胀系数之差而产生的应力,或在对固定部24、34和封装件进行粘接的粘接剂中产生的应力)在被传递至物理量检测元件40之前得到缓和。
[0105] 1.2改变例
[0106] 1.2.1.第一改变例
[0107] 接下来,参照附图对第一实施方式的第一改变例所涉及的物理量检测装置进行说明。图6为模式化地表示第一实施方式的第一改变例所涉及的物理量检测装置110的俯视图。另外,在图6以及后述的图7~图9中,为了方便,省略了质量部50、52、54、56以及接合部件62的图示。
[0108] 以下,在物理量检测装置110中,对具有与上述的物理量检测装置100的结构部件相同的功能的部件标记相同的符号,并省略其详细说明。
[0109] 如图2所示,在物理量检测装置100的示例中,可动部14从基部10起经由连接部12而向+Y轴方向延伸。而且,基部10被配置在固定部24、34与可动部14之间。
[0110] 与此相对,如图6所示,在物理量检测装置110中,可动部14从基部10起经由连接部12而向-Y轴方向延伸。而且,可动部14被配置在固定部24、34与基部10之间。
[0111] 在物理量检测装置110中,第一支承部20的延伸部21b以及第二支承部30的延伸部31b以隔着间隙的方式而沿着可动部14被设置。可动部14被配置在延伸部21b与延伸部31b之间。在图示的示例中,延伸部21b的Y轴方向上的长度以及延伸部31b的Y轴方向上的长度大于,可动部14的Y轴方向上的长度。
[0112] 根据物理量检测装置110,能够与物理量检测装置100相同地,对应力向物理量检测元件40传递的情况进行抑制。
[0113] 1.2.2.第二改变例
[0114] 接下来,参照附图对第一实施方式的第二改变例所涉及的物理量检测装置进行说明。图7为模式化地表示第一实施方式的第二改变例所涉及的物理量检测装置120的俯视图。
[0115] 以下,在物理量检测装置120中,对具有与上述的物理量检测装置100的结构部件相同的功能的部件标记相同的符号,并省略其详细说明。
[0116] 如图2所示,在物理量检测装置100的示例中,第一支承部20具有两个弯曲部22a、22b,第二支承部30具有两个弯曲部32a、32b。
[0117] 与此相对,如图7所示,在物理量检测装置120中,第一支承部20在从基部10起延伸至第一固定部24为止的区间内,具有四个弯曲的弯曲部22a、22b、22c、22d(第一弯曲部22a、22b、22c、22d)。第二支承部30在从基部10起延伸至第二固定部34为止的区间内,具有四个弯曲部32a、32b、32c、32d(第二弯曲部32a、32b、32c、32d)。
[0118] 在图7所示的示例中,第一支承部20具有从基部10起向-X轴方向延伸的延伸部21a、从延伸部21a起向+Y轴方向延伸的延伸部21b、从延伸部21b起向-X轴方向延伸的延伸部21c、从延伸部21c起向-Y轴方向延伸的延伸部21d、和从延伸部21d起向+X轴方向延伸的延伸部21e。延伸部21e具有第一固定部24。
[0119] 弯曲部22a通过延伸部21a和延伸部21b相连接而形成。弯曲部22b通过延伸部21b和延伸部21c相连接而形成。弯曲部22c通过延伸部21c和延伸部21d相连接而形成。弯曲部22d通过延伸部21d和延伸部21e相连接而形成。
[0120] 第一支承部20通过延伸部21a、21b、21c、21d以及弯曲部22a、22b、22c,从而能够具有第一往复结构部25,所述第一往复结构部25沿着作为与X轴交叉的方向的、例如Y轴(第一轴)往复,且沿着与Y轴交叉的方向的、例如X轴(第二轴)延伸。即,第一支承部20中,从基部10起延伸至第一固定部24为止的区间以往复的方式而弯曲。
[0121] 在图7所示的示例中,第二支承部30具有从基部10起向+X轴方向延伸的延伸部31a、从延伸部31a起向+Y轴方向延伸的延伸部31b、从延伸部31b起向+X轴方向延伸的延伸部31c、从延伸部31c起向-Y轴方向延伸的延伸部31d、和从延伸部31d起向-X轴方向延伸的延伸部31e。延伸部31e具有第二固定部34。
[0122] 弯曲部32a通过延伸部31a和延伸部31b相连接而形成。弯曲部32b通过延伸部31b和延伸部31c相连接而形成。弯曲部32c通过延伸部31c和延伸部31d相连接而形成。弯曲部32d通过延伸部31d和延伸部31e相连接而形成。
[0123] 第二支承部30通过延伸部31a、31b、31c、31d以及弯曲部32a、32b、32c,从而能够具有第二往复结构部35,所述第二往复结构部35沿着Y轴往复,且沿着X轴延伸。即,第二支承部30中,从基部10起延伸至第二固定部34为止的区间以往复的方式而弯曲。
[0124] 构成往复结构部25、35的延伸部以及弯曲部的数量并未被特别限定,而是能够进行适当变更。
[0125] 根据物理量检测装置120,通过往复结构部25、35,从而能够使由于固定部24、34被固定在封装件等的外部部件上而在固定部24、34上产生的应力,在被传递至物理量检测元件40之前得到进一步缓和。例如往复结构部25、35可以具有弹性,由此,能够进一步使于固定部24、34上产生的应力在被传递至物理量检测元件40之前得到缓和。
[0126] 1.2.3.第三改变例
[0127] 接下来,参照附图对第一实施方式的第三改变例所涉及的物理量检测装置进行说明。图8为模式化地表示第一实施方式的第三改变例所涉及的物理量检测装置130的俯视图。
[0128] 以下,在物理量检测装置130中,对具有与上述的物理量检测装置120的结构部件相同的功能的部件标记相同的符号,并省略其详细说明。
[0129] 如图8所示,在物理量检测装置130中,与物理量检测装置120相同地具有往复结构部25、35,而且,还具有框部70以作为连结体。在这一点上,物理量检测装置130不同于图2所示的物理量检测装置100。
[0130] 框部70以与可动部14隔开间隙的方式而沿着可动部14被设置,且与支承部20、30相连接。可动部14例如被框部70、支承部20、30以及基部10所包围。在图示的示例中,框部70具有从第一支承部20的弯曲部22b起向+Y轴方向延伸的延伸部71a、从延伸部71a起向+X轴方向延伸的延伸部71b、和从延伸部71b起向-Y轴方向延伸并与第二支承部30的弯曲部32b相连接的延伸部71c。
[0131] 框架70能够具有弯曲的弯曲部72a、72b。弯曲部72a通过延伸部71a和延伸部71b相连接而形成。弯曲部72b通过延伸部71b和延伸部71c相连接而形成。
[0132] 框部70通过利用光刻技术以及蚀刻技术来对水晶基板进行图案形成,从而作为结构体101而一体地形成,其中,所述水晶基板是从例如水晶的原石等以预定的角度被切割出的。另外,框部70的材质并不限定于水晶,也可以为玻璃、或硅等的半导体材料。
[0133] 根据物理量检测装置130,能够与物理量检测装置100相同地,对应力向物理量检测元件40传递的情况进行抑制。
[0134] 1.2.4.第四改变例
[0135] 接下来,参照附图对第一实施方式的第四改变例所涉及的物理量检测装置进行说明。图9为模式化地表示第一实施方式的第四改变例所涉及的物理量检测装置140的俯视图。
[0136] 以下,在物理量检测装置140中,对具有与上述的物理量检测装置130的结构部件相同的功能的部件标记相同的符号,并省略其详细说明。
[0137] 如图9所示,在物理量检测装置140中,与物理量检测装置130相同地具有往复结构部25、35以及作为连结体的框部70,而且,还具有第三固定部74。在这一点上,物理量检测装置140不同于图2所示的物理量检测装置100。
[0138] 第三固定部74被设置在框部70的延伸部71b上。框部70能够通过第三固定部74而被固定在封装件等的外部部件上。即,第三固定部74为用于对框部70进行固定的部分。
[0139] 如图9所示,在俯视观察时,物理量检测装置140的重心G位于被固定部24、34、74所包围的范围A内。更加具体而言,在俯视观察时,重心G位于范围A(区域A)内,范围A(区域A)为,被对第一固定部24的中心和第二固定部34的中心进行连结的直线、对第二固定部34的中心和第三固定部74的中心进行连结的直线、以及对第三固定部74的中心和第一固定部24的中心进行连结的直线所包围的范围。
[0140] 根据物理量检测装置140,如上文述那样,重心G位于被固定部24、34、74所包围的范围A内。由此,物理量检测装置140能够在不向任一方向倾斜的条件下(在不发生扭曲的条件下),以稳定的姿态被固定在封装件等的外部部件上。例如在被施加加速度从而使可动部进行了位移时,如果支承部的连接部(连接根部的部分)等产生扭曲,则存在加速度的检测灵敏度降低的问题。此外,存在因扭曲而使支承部产生损坏,从而可靠性降低的问题。由于在物理量检测装置140中,能够如上述那样对扭曲进行抑制,因此能够消除这种问题。
[0141] 根据物理量检测装置140,框部70能够在从第三固定部74起延伸至第一支承部20为止的区间内具有弯曲部72a,在从第三固定部74起延伸至第二支承部30为止的区间内具有弯曲部72b。因此,在物理量检测装置140中,能够使由于第三固定部74被固定在封装件等的外部部件上而在第三固定部74上产生的应力,在被传递至物理量检测元件40之前得到缓和。
[0142] 2.第二实施方式
[0143] 2.1.物理量检测装置
[0144] 接下来,参照附图对第二实施方式所涉及的物理量检测装置进行说明。图10为模式化地表示第二实施方式所涉及的物理量检测装置200的立体图。图11为模式化地表示第二实施方式所涉及的物理量检测装置200的俯视图。另外,在图11以及后述的图12~图15中,为了方便,省略了质量部50、52、54、56以及接合部件62的图示。
[0145] 以下,在物理量检测装置200中,对具有与上述的物理量检测装置100~140的结构部件相同的功能的部件标记相同的符号,并省略其详细说明。
[0146] 如图10以及图11所示,物理量检测装置200与物理量检测装置130相同地具有往复结构部25、35以及作为连结体的框部70,而且,还具有第三支承部80以及第四支承部90。在这一点上,物理量检测装置200不同于图2所示的物理量检测装置100。
[0147] 第三支承部80从框部70起延伸,并经由框架70来对基部10进行支承。第三支承部80具有与框部70相连接的第三连接部83。在图示的示例中,第三连接部83与框部70的弯曲部72a相连接。第三连接部83也称为第三支承部80与框架70的连接根部的部分。
[0148] 第三支承部80具有第四固定部84。第四固定部84被设置在第三支承部80的顶端附近。第三支承部80能够通过第四固定部84而被固定在封装件等的外部部件上。即,第四固定部84为用于对第三支承部80进行固定的部分。
[0149] 在图示的示例中,第三支承部80具有从框部70起(从第三连接部83起)向-X轴方向延伸的延伸部81a、从延伸部81a起向-Y轴方向延伸的延伸部81b。延伸部81b具有第四固定部84,而第四固定部84被配置在框部70的-X轴方向上。
[0150] 第三支承部80能够在从框部70起延伸至第四固定部84为止的区间内具有弯曲的弯曲部82a。在图示的示例中,弯曲部82a通过延伸部81a和延伸部81b相连接而形成。
[0151] 第四支承部90从框部70起延伸,并经由框部70来对基部10进行支承。第四支承部90具有与框部70相连接的第四连接部93。在图示的示例中,第四连接部93与框部70的弯曲部72b相连接。第四连接部93也称为第四支承部90与框部70的连接根部的部分。
[0152] 第四支承部90具有第五固定部94。第五固定部94被设置在第四支承部90的顶端附近。第四支承部90能够通过第五固定部94而被固定在封装件等的外部部件上。即,第五固定部94为用于对第四支承部90进行固定的部分。
[0153] 在图示的示例中,第四支承部90具有从框部70起(从第四连接部93起)向+X轴方向延伸的延伸部91a、从延伸部91a起向-Y轴方向延伸的延伸部91b。延伸部91b具有第五固定部94,而第五固定部94被配置在框部70的+X轴方向上。
[0154] 第四支承部90能够在从框部70起延伸至第五固定部94为止的区间内具有弯曲的弯曲部92a。在图示的示例中,弯曲部92a通过延伸部91a和延伸部91b相连接而形成。
[0155] 如图11所示,在俯视观察时,物理量检测装置200的重心G位于被固定部24、34、84、94所包围的范围A内。更加具体而言,当俯视观察时,重心G位于范围A(区域A)内,范围A(区域A)为,被对第一固定部24的中心和第二固定部34的中心进行连结的直线、对第二固定部
34的中心和第五固定部94的中心进行连结的直线、对第五固定部94的中心和第四固定部84的中心进行连结的直线、以及对第四固定部84的中心和第一固定部24的中心进行连结的直线所包围的范围。
[0156] 在图示的示例中,第一支承部20的延伸部21c(第一延伸部21c)的宽度W1(Y轴方向上的长度,即沿着Y轴方向的宽度)大于,与延伸部21c相连接的延伸部21d(第二延伸部21d)的宽度W2(X轴方向上的长度,即沿着X轴方向的宽度)。延伸部21c在从基部10起延伸至第一固定部24为止的第一支承部20的路径上,被配置在与延伸部21d相比靠基部10侧的位置处。而且,延伸部21b的宽度(X轴方向上的长度)也大于延伸部21d的宽度。延伸部21d在从延伸部21c起延伸至第一固定部24为止的区间内,沿着与延伸部21c的第一延伸方向(X轴方向)不同的第一方向(Y轴方向)而从延伸部21c起延伸。
[0157] 此外,在图示的示例中,第二支承部30的延伸部31c(第三延伸部31c)的宽度W3(Y轴方向上的长度,即沿着Y轴方向的宽度)大于,与延伸部31c相连接的延伸部31d(第四延伸部31d)的宽度W4(X轴方向上的长度,即沿着X轴方向的宽度)。延伸部31c在从基部10起延伸至第二固定部34为止的第二支承部30的路径上,被配置在与延伸部31d相比靠基部10侧的位置处。而且,延伸部31b的宽度(X轴方向上的长度)也大于延伸部31d的宽度。延伸部31d在从延伸部31c起延伸至第二固定部34为止的区间内,沿着与延伸部31c的第二延伸方向(X轴方向)不同的第二方向(Y轴方向)而从延伸部31c起延伸。
[0158] 即,第一支承部20、第二支承部30具有沿着旋转轴延伸的延伸部(延伸部21c、延伸部31c)、和在从该延伸部起到固定部(第一固定部、第二固定部)为止的延伸的区间内,从该延伸部突出并朝向与旋转轴交叉的方向而延伸的延伸部(延伸部21d、延伸部31d)。
[0159] 而且,优选为,延伸部21c、31c的宽度W1或W3大于延伸部21d、31d的宽度W2或W4,而且,在延伸部21c、31c的与延伸部21d、31d的连接部分处,延伸部21c、31c的宽度W1或W3也大于延伸部21d、31d的宽度W2或W4。
[0160] 支承部80、90通过利用光刻技术以及蚀刻技术来对水晶基板进行图案形成,从而作为结构体101而被一体地形成,其中,水晶基板是从例如水晶的原石等以预定的角度被切割出的。另外,支承部80、90的材质并不限定于水晶,也可以为玻璃、或硅等的半导体材料。
[0161] 第二实施方式所涉及的物理量检测装置200具有例如以下的特征。
[0162] 根据物理量检测装置200,物理量检测装置200的重心G位于被固定部24、34、84、94所包围的范围A内。由此,物理量检测装置200能够在不向任一方向倾斜的条件下(在不扭曲的条件下),以稳定的姿态被固定在封装件等的外部部件上。由于在物理量检测装置200中,除了设置有支承部20、30之外,还设置有支承部80、90,因此能够增加固定部的数量,从而能够以更加稳定的姿态被固定,且能够更加可靠地抑制扭曲的产生。其结果为,能够防止加速度的检测灵敏度的降低和可靠性的降低。
[0163] 根据物理量检测装置200,第三支承部80能够在从框部70起延伸至第三固定部84为止的区间内具有弯曲部82a,第四支承部90能够在从框部70起延伸至第四固定部94为止的区间内具有弯曲部92a。因此,在物理量检测装置200中,能够使由于固定部84、94被固定在封装件等的外部部件上而在固定部84、94上产生的应力,在传递至物理量检测元件40之前得到缓和。
[0164] 根据物理量检测装置200,第一支承部20能够具备延伸部21c,所述延伸部21c具有与延伸部21d的宽度W2相比较大的宽度W1。而且,第二支承部30能够具备延伸部31c,所述延伸部31c具有与延伸部31d的宽度W4相比较大的宽度W3。由此,延伸部21c、31c能够具有与延伸部21d、31d的刚度相比较大的刚性。因此,当向物理量检测装置200施加加速度时,随着该加速度,延伸部21d、31d容易优先挠曲,从而能够抑制在延伸部21c、31c上产生扭曲的情况。其结果为,能够抑制在支承部20、30的连接部23、33上产生扭曲的情况,从而能够防止加速度的检测灵敏度的降低和可靠性的降低。
[0165] 另外,虽然未进行图示,但延伸部81a的宽度(Y轴方向上的长度)也可以大于延伸部81b的宽度(X轴方向上的长度),且延伸部91a的宽度(Y轴方向的长度)也可以大于延伸部91b的宽度(X轴方向上的长度)。由此,当向物理量检测装置200施加沿着Z轴的加速度时,能够抑制在延伸部81a、91a上产生扭曲的情况。
[0166] 另外,也可以不具备第四支承部90,而是利用第一支承部20、第二支承部30以及第三支承部80这三个支承部来对物理量检测装置200进行支承,此时,在俯视观察时,重心位于被第一固定部、第二固定部以及第四固定部所包围的范围内。但是,具备三个以上支承部的情况下,将物理量检测装置200搭载于外部部件上时的搭载姿态更稳定,并且由于还能够对各个支承部的尺寸进行补足,因此在使应力得到缓和的方面也更为有利。
[0167] 2.2改变例
[0168] 2.2.1.第一改变例
[0169] 接下来,参照附图对第二实施方式的第一改变例所涉及的物理量检测装置进行说明。图12为模式化地表示第二实施方式的第一改变例所涉及的物理量检测装置210的俯视图。
[0170] 以下,在物理量检测装置210中,对具有与上述的物理量检测装置200的结构部件相同的功能的部件标记相同的符号,并省略其详细说明。
[0171] 物理量检测装置210与物理量检测装置200相比,第三支承部80以及第四支承部90的形状有所不同。
[0172] 如图12所示,第三支承部80具有从框部70的延伸部71a起向-X轴方向延伸的延伸部81a、从延伸部81a起向+Y轴方向延伸的延伸部81b、和从延伸部81b起向+X轴方向延伸的延伸部81c。延伸部81c具有第四固定部84,而第四固定部84被配置在框部70的+Y轴方向上。
[0173] 而且,第三支承部80具有通过延伸部81a和延伸部81b相连接而形成的弯曲部82a、和通过延伸部81b和延伸部81c相连接而形成的弯曲部82b。
[0174] 第四支承部90具有从框部70的延伸部71c起向+X轴方向延伸的延伸部91a、从延伸部91a起向+Y轴方向延伸的延伸部91b、和从延伸部91b起向-X轴方向延伸的延伸部91c。延伸部91c具有第五固定部94,而第五固定部94被配置在框部70的+Y轴方向上。
[0175] 而且,第四支承部90具有通过延伸部91a和延伸部91b相连接而形成的弯曲部92a、和通过延伸部91b和延伸部91c相连接而形成的弯曲部92b。
[0176] 根据物理量检测装置210,与物理量检测装置200相比,能够具有拥有较多的弯曲部的支承部80、90。因此,能够使由于固定部84、94被固定在封装件等的外部部件上而在固定部84、94上产生的应力,在被传递至物理量检测元件40之前进一步得到缓和。
[0177] 另外,支承部80、90的弯曲部的数量并未被特别限定,例如支承部80、90也可以具有沿着Y轴往复且沿着X轴延伸的往复结构。
[0178] 2.2.2.第二改变例
[0179] 接下来,参照附图对第二实施方式的第二改变例所涉及的物理量检测装置进行说明。图13为模式化地表示第二实施方式的第二改变例所涉及的物理量检测装置220的俯视图。
[0180] 以下,在物理量检测装置220中,对具有与上述的物理量检测装置200的结构部件相同的功能的部件标记相同的符号,并省略其详细说明。
[0181] 如图13所示,在物理量检测装置220中,框部70的延伸部71b具有第三往复结构部75。在该点上,物理量检测装置220不同于图11所示的物理量检测装置200。第三往复结构部
75被设置在框部70的、从第三连接部83起延伸至第四连接部93为止的区间内。第三往复结构部75例如沿着Y轴往复且沿着X轴延伸。即,可以说框部70的从第三支承部80起延伸至第四支承部90为止的区间是弯曲的。
[0182] 在图示的示例中,第三往复结构部75具有沿着X轴延伸的延伸部76a、沿着Y轴延伸的延伸部76b、和通过延伸部76a和延伸部76b相连接而形成的弯曲部77。延伸部76a、76b设置有多个,因此弯曲部77也设置有多个。在图示的示例中,延伸部76a设置有四个,延伸部76b设置有三个,弯曲部77设置有六个。
[0183] 根据物理量检测装置220,能够通过第三往复结构部75,从而使由于固定部84、94被固定在封装件等的外部部件上而在固定部84、94上产生的应力,在被传递至物理量检测元件40之前得到缓和。例如,第三往复结构部75能够具有弹性,由此,能够进一步使于固定部84、94上产生的应力在被传递至物理量检测元件40之前得到缓和。
[0184] 2.2.3.第三改变例
[0185] 接下来,参照附图对第二实施方式的第三改变例所涉及的物理量检测装置进行说明。图14为模式化地表示第二实施方式的第三改变例所涉及的物理量检测装置230的俯视图。
[0186] 以下,在物理量检测装置230中,对具有与上述的物理量检测装置200的结构部件相同的功能的部件标记相同的符号,并省略其详细说明。
[0187] 如图11所示,在物理量检测装置200的示例中,固定部24、34沿着X轴而并排配置。与此相对,如图14所示,在物理量检测装置230中,固定部24、34沿着Y轴而并排配置。即,固定部24、34在沿着Y轴的直线上并排。
[0188] 在图示的示例中,固定部24、34被配置在与穿过物理量检测装置230的重心G的Y轴平行的轴(未图示)上。如图14所示,第二支承部30的延伸部31d的长度(Y轴方向上的长度)也可以大于,第一支承部20的延伸部21d的长度(Y轴方向上的长度)。
[0189] 根据物理量检测装置230,与物理量检测装置200相比,即使封装件等的外部部件沿着X轴发生了热膨胀,也能够抑制因外部部件的热膨胀而产生的应力向物理量检测元件40被传递的情况。
[0190] 2.2.4.第四改变例
[0191] 接下来,参照附图对第二实施方式的第四改变例所涉及的物理量检测装置进行说明。图15为模式化地表示第二实施方式的第四改变例所涉及的物理量检测装置240的俯视图。
[0192] 以下,在物理量检测装置240中,对具有与上述的物理量检测装置200的结构部件相同的功能的部件标记相同的符号,并省略其详细说明。
[0193] 如图11所示,在物理量检测装置200的示例中,支承部20、30、80、90的弯曲部22a~22d、32a~32d、82a、92a具有呈直角的角部。与此相对,如图15所示,在物理量检测装置240中,支承部20、30、80、90的弯曲部22a~22d、32a~32d、82a、92a不具有呈直角的角部,而是具有曲面241。在图示的示例中,框部70的弯曲部72a、72b也同样具有曲面241。
[0194] 另外,虽然未进行图示,但弯曲部22a~22d、32a~32d、72a、72b、82a、92a也可以不具有呈直角的角部,而是具有相对于延伸部的延伸方向(X轴方向或Y轴方向)而倾斜的倾斜面。
[0195] 根据物理量检测装置240,由于弯曲部22a~22d、32a~32d、72a、72b、82a、92a具有曲面241,从而与物理量检测装置200相比,能够抑制应力的集中。
[0196] 3.第三实施方式
[0197] 接下来,参照附图对第三实施方式所涉及的物理量检测器进行说明。图16为模式化地表示第三实施方式所涉及的物理量检测器300的俯视图。图17为模式化地表示第三实施方式所涉及的物理量检测器300的、沿着图16中的XVII-XVII线的剖视图。
[0198] 如图16以及图17所示,物理量检测器300包括本发明所涉及的物理量检测装置和封装件310。在下文中,对作为本发明所涉及的物理量检测装置而使用了物理量检测装置100的示例进行说明。
[0199] 封装件310用于收纳物理量检测装置100。封装件310能够具有封装件基座320和盖330。另外,在图16中,为了方便,省略了盖330的图示。
[0200] 在封装件基座320上形成有凹部321,并且在凹部321内配置有物理量检测装置100。封装件基座320的平面形状只要能够将物理量检测装置100配置在凹部321内,则不被特别限定。作为封装件基座320,使用例如对陶瓷生片进行成形、层叠并烧成而得到的氧化铝质烧结体、水晶、玻璃、硅等的材料。
[0201] 另外,虽然封装件基座320的材质既可以与物理量检测装置100的结构体101的材质相同,也可以不同,但本发明在由于封装件基座320的材质与结构体101的材质不同,从而封装件基座320的线膨胀系数与结构体101的线膨胀系数不同时,特别地有效,并且,能够抑制因封装件基座320的线膨胀系数与结构体101的线膨胀系数之差而在结构体101上产生的应力向物理量检测元件40被传递的情况。
[0202] 封装件基座320可以具有从封装件基座320的内底面(凹部的内侧的底面)322向盖330侧突出的高低差部323。高低差部323例如沿着凹部321的内壁而被设置。在高低差部323上设置有内部端子340、342。
[0203] 内部端子340、342被设置在与外部连接端子49a、49b对置的位置(在俯视观察时重叠的位置)处,所述外部连接端子49a、49b被设置在物理量检测装置100的固定部24、34上。例如,外部连接端子49a与内部端子340电连接,外部连接端子49b与内部端子342电连接。
[0204] 在封装件基座320的外底面(内底面322的相反侧的面)324上,设置有被安装在电子设备等的外部部件上时所使用的外部端子344、346。外部端子344、346通过未图示的内部配线而与内部端子340、342电连接。例如,外部端子344与内部端子340电连接,外部端子346与内部端子342电连接。
[0205] 内部端子340、342以及外部端子344、346由利用电镀等方法将Ni、Au等的被膜层叠在W等的金属喷镀层上而得到的金属膜构成。
[0206] 在封装件基座320上,于凹部321的底部上设置有对封装件310的内部(空腔)进行密封的密封部350。密封部350被配置在形成于封装件基座320上的贯穿孔325内。贯穿孔325从外底面324贯通至内底面322。在图示的示例中,贯穿孔325具有外底面324侧的孔径大于内底面322侧的孔径的带有阶梯的形状。密封部350通过将由例如Au/Ge合金、焊料等构成的密封材料配置在贯穿孔325中,并在加热熔融后使其固化而形成。密封部350为对封装件310的内部进行气密性密封的结构。
[0207] 支承部20、30的固定部24、34通过接合部件64而被固定在封装件基座320的高低差部323上。由此,物理量检测装置100被安装在封装件基座320上,并被收纳在封装件310内。
[0208] 通过固定部24、34被固定在高低差部323上,从而被设置在固定部24、34上的外部连接端子49a、49b和被设置在高低差部323上的内部端子340、342通过接合部件64而电连接。作为接合部件64,例如使用混合有金属填料等的导电性物质的硅树脂类的导电性粘合剂。
[0209] 盖330以覆盖封装件基座320的凹部321的方式而设置。盖330的形状例如为板状。作为盖330,例如使用与封装件基座320相同的材料、科瓦铁镍钴合金(Kovar)、42合金、不锈钢等的金属。盖330通过例如接缝圈、低熔点玻璃、粘合剂等的接合部件332而与封装件基座
320相接合。
[0210] 通过在将盖330接合在封装件基座320上之后,封装件310的内部被减压了的状态(真空度较高的状态)下,将密封材料配置在贯穿孔325内,并且在加热熔融后使其固化,来形成密封部350,从而能够对封装件310内进行气密密封。封装件310的内部也可以填充有氮气、氦气、氩气等的惰性气体。
[0211] 在物理量检测器300中,当经由外部端子344、346、内部端子340、342、外部连接端子49a、49b、连接端子46a、46b等,而向物理量检测装置100的激励电极施加驱动信号时,物理量检测元件40的振动梁部41a、41b将以预定的频率而进行振动(共振)。而且,物理量检测器300能够将根据所施加的加速度而发生变化的物理量检测元件40的共振频率作为输出信号而输出。
[0212] 根据物理量检测器300,包括如上述那样能够抑制应力向物理量检测元件40被传递的情况的物理量检测装置100。因此,物理量检测器300能够具有较高的检测灵敏度。
[0213] 另外,虽然未进行图示,但配置有物理量检测装置100的凹部既可以被形成在封装件基座320以及盖330双方上,也可以仅被形成在盖330上。
[0214] 4.第四实施方式
[0215] 接下来,对第四实施方式所涉及的电子设备进行说明。在下文中,参照附图对作为第四实施方式所涉及的电子设备的、包括本发明所涉及的物理量检测装置(在以下的示例中,为物理量检测装置100)的倾斜仪进行说明。图18为模式化地表示第四实施方式所涉及的倾斜仪400的立体图。
[0216] 如图18所示,倾斜仪400包括物理量检测装置100以作为倾斜传感器。
[0217] 倾斜仪400被设置在例如山的倾斜面、道路的坡面、堤坝的护墙面等的被测量场所。倾斜仪40通过电缆410而从外部被供给电源,或将电源内置,并通过未图示的驱动电路而向物理量检测装置100发送驱动信号。
[0218] 而且,倾斜仪400通过未图示的检测电路,从而根据对应于被施加在物理量检测装置100上的重力加速度而变化的共振频率,来对倾斜仪400的姿态的变化(对倾斜仪400施加重力加速度的方向的变化)进行检测,并将该变化换算成角度,且通过例如无线电等而向基站传送数据。由此,倾斜仪400能够有助于异常的及早发现。
[0219] 根据倾斜仪400,包括如上述那样能够抑制应力向物理量检测元件40被传递的情况的物理量检测装置100。因此,倾斜仪400能够具有较高的检测灵敏度。
[0220] 本发明所涉及的物理量检测装置并不限定于上述的倾斜仪,能够作为地震仪、导航装置、姿态控制装置、游戏控制器、移动电话等的加速度传感器、倾斜传感器等而恰当地被使用,并且在任一情况下,都能够提供一种起到在上述实施方式以及改变例中所说明的效果的电子设备。
[0221] 上述的实施方式以及改变例为一个示例,并不限定于这些实施方式以及改变例,例如还能够对各个实施方式以及各个改变例进行适当组合。
[0222] 此外,虽然作为连结体,使用以对第一支承部和第二支承部进行连结的方式而从第一支承部和第二支承部起延伸的连接体,而进行了说明,但是也可以采用至少连结体的一端从基部10起直接延伸的方式。但是,如果考虑到使因对第三固定部进行了固定而产生的应力向基部10被传递的情况得到缓和的效果,则优选为,将连结体与第一支承部、第二支承部连结。
[0223] 此外,虽然作为连结体,使用对第四固定部84和第五固定部94之间进行了连结的框部70,而对本申请发明进行了说明,但是在图13之外的实施方式中,也可以为第四固定部84和第五固定部94之间未通过连结体而相连结的结构。即,也可以为与第三支承部连结的连结部、和与第四支承部连结的连结部彼此分离的结构。
[0224] 但是,如果为第三支承部80和第四支承部90之间通过像框部70那样的连结体而相连结的结构,则由于在将第四固定部84和第五固定部94固定在外部部件上时,第四固定部84和第五固定部94之间的位置关系不易产生偏差,因此容易获得如下的效果,即,不易在物理量检测装置100上产生因组装精度而产生的应力。
[0225] 此外,第三固定部74、第四固定部84以及第五固定部94也可以分别为多个。
[0226] 本发明包括与在实施方式中所说明的结构实质性相同的结构(例如,功能、方法以及结果相同的结构,或者目的及效果相同的结构)。此外,本发明包括对在实施方式中所说明的结构的非本质性的部分进行置换后的结构。此外,本发明包括起到了与在实施方式中所说明的结构相同的作用效果的结构,或能够达成相同的目的的结构。此外,本发明包括在实施方式中所说明的结构中追加了公知技术的结构。
[0227] 符号说明
[0228] 10基部;10a、10b主面;10c、10d侧面;12连接部;12a、12b槽部;20第一支承部;21a~21e延伸部;22a~22d弯曲部;23第一连接部;24第一固定部;25第一往复结构部;30第二支承部;31a~31e延伸部;32a~32d弯曲部;33第二连接部;34第二固定部;35第二往复结构部;40物理量检测元件;41a、41b振动梁部;42a、42b基座部;44a、44b引出电极;46a、46b连接端子;48金属线;49a、49b外部连接端子;50~56质量部;60~64接合部件;70框部;71a~71c延伸部;72a、72b弯曲部;74第三固定部;75第三往复结构部;76a、76b延伸部;77弯曲部;80第三支承部;81a~81c延伸部;82a、82b弯曲部;84第四固定部;90第四支承部;91a~91c延伸部;92a、92b弯曲部;94第五固定部;100物理量检测装置;101结构体;110~140物理量检测装置;200~240物理量检测装置;241曲面;300物理量检测器;310封装件;320封装件基座;321凹部;322内底面;323高低差部;324外底面;325贯穿孔;330盖;332接合部件;340、342内部端子;344、346外部端子;350密封部;400倾斜仪;410电缆。