JP6089753B2 - 物理量検出センサーの製造方法、物理量検出センサー、物理量検出装置、電子機器および移動体 - Google Patents

Description

本発明は、物理量を検出する素子を正確に位置決めすることが可能な物理量検出センサーの製造方法、当該製造方法により製造された物理量検出センサー、および当該物理量検出センサーを用いた物理量検出装置、並びに物理量検出センサーを搭載した電子機器および移動体に関する。

従来、物理量検出センサーとしては、特許文献１に開示されているような振動型センサーが知られている。この振動型センサーは、梁状に延在し所定の共振周波数にて平面方向に屈曲振動する振動腕と、振動腕の一方の端部から順に形成された、第１基部、第１くびれ部、第１支持部と、他方の端部から順に形成された、第２基部、第２くびれ部、第２支持部とからなる振動片と、振動片を支持する基台と、を有し、振動片は、第１支持部および第２支持部の主面側が基台に接続されている。このような構成の振動型センサーは、加えられた加速度等の物理量によって基台が変位すると、この変位に伴って振動腕の振動数が変化することを利用して物理量を検出する仕組みになっている。また、振動型センサーは、第１くびれ部および第２くびれ部を有することにより、衝撃等に起因する振動片への応力集中を防止することができ、耐衝撃性に優れた性能を有している。

特開２０１０−７１７１４号公報

特許文献１に開示されているような物理量検出センサー（振動型センサー）では、基台と振動片とを所定の位置関係で接続することにより、振動片で物理量を検出することが可能となる。しかし、近年、物理量検出センサーの高性能化および小型化等に伴って、基台と振動片とをより精緻な位置関係で配置する必要に迫られている状況になっている。これに対し、基台と振動片との平面視での位置決めに加え、基台と振動片とを傾き等のない平行な状態で位置決めすることが、従来開示されているような、振動片単体を基台に載置して接合する、製造方法では対応困難である、という課題があった。

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、以下の適用例または形態として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係る物理量検出センサーの製造方法は、固定部、可動部、前記固定部と前記可動部とを接続している継ぎ手部、および前記固定部から延出している枠部、を有するベース部と、２つの基部に挟まれている振動腕を有する感圧素子部、前記基部から延びている接続部、および前記接続部を介して前記基部と繋がっている接合部、を有する素子片と、接合材と、を用意する工程と、前記感圧素子部が前記継ぎ手部を跨ぎ、一方の前記基部が前記固定部に、また他方の前記基部が前記可動部にそれぞれ重なるように、前記素子片を前記ベース部へ配置する工程と、一方の前記基部を前記固定部に、他方の前記基部を前記可動部に、および前記接合部を前記枠部に、それぞれ前記接合材を介して接合する工程と、前記接続部を除去する工程と、を含むことを特徴とする。

本適用例の物理量検出センサーの製造方法によれば、配置する工程において、素子片とベース部とは、素子片の感圧素子部が一方の基部をベース部の固定部に対向させ、さらに継ぎ手部を跨いで、他方の基部をベース部の可動部に対向させるようにして配置される。この配置により、素子片とベース部とは、素子片とベース部とが重なる方向から見た平面視で、互いに所定の位置関係で配置される。また、素子片の接合部は、接続部を介して感圧素子部と繋がっている。この場合、接合材は、素子片における基部および接続部、あるいはベース部における基部および接続部と対向する部位、のいずれかに配置されていれば良い。つまり、感圧素子部は、２つの基部と接続部とにおいてベース部と接した状態で配置される。これにより、感圧素子部は、２つの基部でのみベース部に配置されるような従来の製造方法に比べ、ベース部に対して、より傾き等の抑制された平行状態で配置することが可能である。このように配置された素子片とベース部とは、接合する工程において、一方の基部と固定部、他方の基部と可動部、接合部と枠部、のそれぞれが接合材で接合される。接合する工程では、配置する工程を経ていることにより、基部および接合部の位置で素子片とベース部とを正確な位置関係を保って接合することが可能である。そして、除去する工程において、接続部を除去すれば、感圧素子部は、単体としてベース部の所定位置に配置されることになる。また、枠部に残った接合部は、可動部が撓む等の動作以外の不要な振動等を抑制する効果を奏する。なお、ここでいう感圧素子部は背景技術における振動片に該当し、可動部等を含むベース部は、基台に該当する。

［適用例２］上記適用例に記載の物理量検出センサーの製造方法において、前記用意する工程では、前記素子片が、前記感圧素子部を挟んでいる２つの前記接合部を有することが好ましい。

この方法によれば、素子片は２つの接合部を有し、これら接合部が感圧素子部を挟んで配置されている。このような素子片を用意することにより、感圧素子部は、配置する工程および接合する工程を経てベース部に接合されると、２つの基部を結ぶ方向と直交する方向における傾き等が確実に抑制された状態になっている。これは、２つの基部を結ぶ方向における傾き等が、両基部で接合されることによって抑制された状態になっているのと同様な効果となっている。これにより、感圧素子部は、ベース部に対して、平面視で所定位置に配置されることに加え、ベース部に対してほぼ平行な間隔を保持して配置される。

［適用例３］上記適用例に記載の物理量検出センサーの製造方法において、前記用意する工程では、前記接合材がガラスである、ことが好ましい。

この方法によれば、素子片およびベース部の少なくともいずれかに配置されている接合材は、ガラスであることが好ましく、ガラスであれば、用意する工程で予め配置しておいても、変質等の恐れがなく安定した状態が維持される。そして、接合する工程で加熱すれば、素子片とベース部との接合が容易に可能である。なお、接合材は、素子片およびベース部への熱影響を抑制するために、低融点ガラスが好ましい。

［適用例４］上記適用例に記載の物理量検出センサーの製造方法において、前記用意する工程では、前記感圧素子部と前記ベース部とが同じ材質である、ことが好ましい。

この方法によれば、接合する工程において、加熱や紫外線照射等をして接合する場合、ベース部と感圧素子部とが熱膨張や変質等で異なる挙動をしないため、感圧素子部は、接合による歪み等の不具合が生じることがない。また、ベース部とベース部に接合された感圧素子部と に熱が付与された場合等において、ベース部および感圧素子部の熱膨張が同一であるため、感圧素子部の振動腕が熱膨張差により拘束を受けるようなことがない。そのため、感圧素子部は、異なる温度環境下でも、その検出性能を維持することが可能である。

［適用例５］上記適用例に記載の物理量検出センサーの製造方法において、前記配置する工程では、突き当て治具を用意し、突き当て治具に前記ベース部および前記素子片を当接させて位置決めをする、ことが好ましい。

この方法によれば、用意する工程で用意したベース部および素子片を、突き当て治具上で位置決めして配置する。このように、突き当て治具を用いれば、ベース部または素子片に位置合わせ部等をさらに設ける必要がない。また、突き当て治具は、配置する工程より後の工程でもそのまま活用でき、ベース部および素子片の正確な位置の維持に貢献すること等が可能である。

［適用例６］本適用例に係る物理量検出センサーは、固定部、可動部、前記固定部と前記可動部とを接続している継ぎ手部、および前記固定部から延出し肉厚部を有している枠部、を有するベース部と、前記継ぎ手部を跨いで前記固定部または前記可動部に接合している２つの基部、および前記基部に挟まれている振動腕、を有する感圧素子部と、を備えていることを特徴とする。

本適用例の物理量検出センサーによれば、物理量が付加されることによる可動部の動作を、感圧素子部が検出する構成である。この物理量検出センサーは、可動部を支持している固定部から延出する枠部に肉厚部を有していて、肉厚部は、可動部が撓む等の動作以外の不要な振動等を抑制する働きを果たしている。このような肉厚部を有する物理量検出センサーは、物理量に応じて可動部が的確に動作して、高い検出性能を有するセンサーである。

［適用例７］上記適用例に記載の物理量検出センサーにおいて、前記肉厚部は、前記感圧素子部と、前記感圧素子部を前記ベース部へ接合するための接合部と、前記感圧素子部と前記接合部とを繋いでいる接続部と、を有する素子片を前記ベース部へ位置合わせして配置し、前記感圧素子部の一方の前記基部を前記固定部に接合し、他方の前記基部を前記可動部に接合し、前記接合部を前記枠部に接合し、接合後に前記接続部を除去して前記枠部に残った前記接合部により形成されている、ことが好ましい。

この構成によれば、肉厚部の形成において、肉厚部となる接合部を有している素子片とベース部とは、素子片の感圧素子部における一方の基部をベース部の固定部に接合し、さらに継ぎ手部を跨いで、他方の基部をベース部の可動部に対向させるようにして接合している。また、素子片の接合部は、接続部を介して感圧素子部と繋がっていて、感圧素子部は、２つの基部と接続部とにおいてベース部に接合している。このように接合された素子片とベース部とは、接続部を除去すれば、感圧素子部は、単体としてベース部の所定位置に配置されることになる。即ち、感圧素子部は、ベース部に対して、素子片とベース部とが重なる方向から見た平面視で、互いに所定の位置関係に配置されていて、また、ベース部に対してほぼ平行な間隔を保持して配置されている。そして、接続部の除去により枠部に残った接合部は、可動部が撓む等の動作以外の不要な振動等を抑制する働きを果たす肉厚部として機能する。これにより、物理量検出センサーは、高性能な検出機能を有することになる。

［適用例８］本適用例に係る物理量検出装置は、上記適用例に記載の物理量検出センサーと、前記物理量検出センサーを収容するパッケージと、を備えていることを特徴とする。

本適用例の物理量検出装置によれば、物理量検出センサーをパッケージに収容していることにより、パッケージ外の雰囲気や温度等の外乱要因による影響を抑制して、物理量を検出することが可能である。また、パッケージ内を減圧雰囲気や不活性ガス雰囲気等にして、物理量検出センサーの安定した検出を維持すること等も可能である。

［適用例９］本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の物理量検出センサーを備えている、ことを特徴とする。

本適用例の電子機器によれば、上記適用例の物理量検出センサーの製造方法により製造された物理量検出センサーを搭載していて、この物理量検出センサーは、感圧素子部がベース部に対して、平面視で所定位置に配置されていることに加え、ベース部に対してほぼ平行な間隔を保持して配置されているため、安定した検出特性を維持することが可能である。このような電子機器は、機器としての特性および信頼性の向上を図ることが可能である。

［適用例１０］本適用例に係る移動体は、上記適用例に記載の物理量検出センサーを備えている、ことを特徴とする。

本適用例の移動体によれば、上記適用例の物理量検出センサーの製造方法により製造された物理量検出センサーを搭載していて、この物理量検出センサーは、感圧素子部がベース部に対して、平面視で所定位置に配置されていることに加え、ベース部に対してほぼ平行な間隔を保持して配置されているため、安定した検出特性を維持することが可能である。このような移動体は、物理量検出センサーの検出機能により移動状態や姿勢等の把握が確実にでき、安全で安定した移動をすることが可能である。

（ａ）本発明に係る実施形態１における物理量検出装置の構成を示す平面図、（ｂ）物理量検出装置の構成を示す断面図。 物理量検出センサーの構成を示す斜視図。 （ａ）（ｂ）物理量検出センサーの動作を示す断面図。 物理量検出センサーの製造方法を示すフローチャート。 （ａ）ベース部の形態を示す平面図、（ｂ）素子片の形態を示す平面図。 ベース部と素子片との接合方法を示す斜視図。 接続部の除去方法を示す斜視図。 実施形態２における素子片の形態を示す平面図。 （ａ）物理量検出センサーを搭載しているビデオカメラを示す斜視図、（ｂ）物理量検出センサーを搭載している携帯電話を示す斜視図、（ｃ）物理量検出センサーを搭載している移動体を示す斜視図。

以下、本発明の物理量検出センサーの製造方法、物理量検出センサー、物理量検出装置、電子機器および移動体について、その好適な構成例を添付図面に基づいて説明する。
（実施形態１）
（物理量検出装置）

図１（ａ）は、本発明に係る実施形態１における物理量検出装置の構成を示す平面図である。図１（ｂ）は、物理量検出装置の構成を示す断面図であり、図１（ａ）におけるＩ−Ｉ線に沿う断面を表している。そして、図１では、互いに直交する３つの軸として、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸を図示している。

図１に示すように、物理量検出装置１は、パッケージ１０と、ベース部２１および感圧素子部２２を有している物理量検出センサー２０と、を備えている。まず、パッケージ１０は、パッケージベース１０１およびリッド１０２からなっている。パッケージベース１０１は、ｚ軸方向から見た平面視で四角形の形状をなす平板である。このパッケージベース１０１は、物理量検出センサー２０のベース部２１を固定するための段部１０３を有していて、それらは、ｙ軸方向の一方の端部にｘ軸に沿って設けられている段部１０３ａと、ｙ軸方向の他方の端部における２つの角部近傍にそれぞれ設けられている段部１０３ｂ，１０３ｃと、である。また、パッケージベース１０１は、平板を貫通している孔および孔を塞ぐための封止材からなる封止部１０４と、段部１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃの設けられている面と反対側の面に形成され外部の発振回路等と接続するための外部端子１０７と、を有している。このパッケージベース１０１は、セラミックグリーンシートを焼成した酸化アルミニウム焼結体で形成されている。セラミックの酸化アルミニウム焼結体は、パッケージ用として優れているが、加工が難しい材料である。しかし、この場合、パッケージベース１０１が平板状であるため、平板以外の形状に形成する場合と比べて、容易に形成することができる。なお、パッケージベース１０１は、水晶、ガラスおよびシリコン等の材料を用いて形成することもできる。

リッド１０２は、内部側に凹状に形成されている収容部１０６を有し、パッケージベース１０１の段部１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃをガイドにして、感圧素子部２２を覆うように配置されパッケージベース１０１に固定される。このリッド１０２は、パッケージベース１０１と同じ材料や、コバール、ステンレス鋼などの金属等を用いることができ、ここでは、収容部１０６の形成がセラミックより容易に行なえるコバールを用いている。そして、リッド１０２は、シームリング１０５を介してパッケージベース１０１に接合されると、収容部１０６を減圧された気密状態等に封止することができる。

ここで、収容部１０６の封止は、パッケージベース１０１とリッド１０２との接合後、封止部１０４の孔から収容部１０６内の空気を抜いて減圧し、孔をロウ材（封止材）で塞ぐ方法で行われている。これにより、物理量検出センサー２０は、減圧されて気密状態の収容部１０６内に封止される。なお、収容部１０６の内部は、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスが充填されていてもよい。なお、物理量検出装置１は、感圧素子部２２がベース部２１に対してリッド１０２の側に設けられているが、ベース部２１に対してパッケージベース１０１の側に設けられている構成も考えられる。また、パッケージベース１０１が凹状に形成され、リッド１０２が平板であっても良い。
（物理量検出センサー）

次に、物理量検出センサー２０について、図１に加え図２を参照して説明する。図２は、物理量検出センサーの構成を示す斜視図であり、図１の物理量検出装置１が備えている物理量検出センサー２０を斜視した図である。

物理量検出センサー２０は、パッケージベース１０１に固定されるベース部２１と、ベース部２１に固定され加速度等の物理量を検出するための感圧素子部２２と、を有している。ベース部２１は、水晶板からエッチング等で形成され、ｘ−ｙ平面に沿って位置する板状の形態である。このベース部２１は、平面視で略４角形のリング状である固定部２１１（２１１ａ〜２１１ｆ）と、固定部２１１の内部側（リング状内）に配置されている可動部２１２（２１２ａ，２１２ｂ）と、固定部２１１と可動部２１２とを接続している継ぎ手部２１３と、を有している。

固定部２１１は、ｘ軸およびｙ軸に沿ってリング状をなす枠部２１１ａと、ｘ軸に沿う一方の枠部２１１ａの中央からｙ軸に沿って外部側へ突出している素子載置部２１１ｂと、ｙ軸に沿う一方の枠部２１１ａから分岐し枠部２１１ａの外周に沿って素子載置部２１１ｂの近傍までＬ字状に延出している腕部２１１ｃと、ｙ軸に沿う他方の枠部２１１ａから分岐し枠部２１１ａの外周に沿って素子載置部２１１ｂの近傍までＬ字状に延出している腕部２１１ｄと、ｘ軸に沿う他方の枠部２１１ａの一端から分岐し枠部２１１ａの外周に沿って腕部２１１ｄの分岐近傍までＬ字状に延出している腕部２１１ｅと、ｘ軸に沿う他方の枠部２１１ａの他端から分岐し枠部２１１ａの外周に沿って腕部２１１ｃの分岐近傍までＬ字状に延出している腕部２１１ｆと、を有している。

腕部２１１ｃ，２１１ｄ，２１１ｅ，２１１ｆは、ベース部２１をパッケージベース１０１へ固定するための部位であり、腕部２１１ｃの先端部が支持部２１７（２１７ａ）（図１）を介して段部１０３ａに固定され、腕部２１１ｄの先端部が支持部２１７（２１７ｂ）を介して段部１０３ａに固定され、腕部２１１ｅの先端部が支持部２１７（２１７ｃ）を介して段部１０３ｂに固定され、腕部２１１ｆの先端部が支持部２１７（２１７ｄ）を介して段部１０３ｃに固定されている。支持部２１７は、この場合、接着剤であって、腕部２１１ｃ，２１１ｄ，２１１ｅ，２１１ｆを介して、固定部２１１の全体を所定の間隙を設けた状態で段部１０３に固定している。

可動部２１２は、枠部２１１ａによって囲まれていて、素子載置部２１１ｂが形成されている枠部２１１ａに継ぎ手部２１３を介して接続されている。つまり、可動部２１２は、継ぎ手部２１３によって枠部２１１ａに片持ち支持された状態である。そして、可動部２１２は、継ぎ手部２１３と反対方向へｙ軸に沿って延出している素子載置部２１２ａと、素子載置部２１２ａの両側に設けられｙ軸に沿ってそれぞれ延出している質量体載置部２１２ｂ，２１２ｂと、を有している。

そして、可動部２１２の２つの質量体載置部２１２ｂ，２１２ｂには、錘の役目をする質量体２１５がそれぞれ設けられている。質量体２１５は、一方の質量体載置部２１２ｂの主面側に設けられている質量体２１５ａと、平面視で質量体２１５ａと重なるように該主面と反対側の面に設けられている質量体２１５ｃと、他方の質量体載置部２１２ｂの主面側に設けられている質量体２１５ｂと、平面視で質量体２１５ｂと重なるように該主面と反対側の面に設けられている質量体２１５ｄと、を有している。これら質量体２１５は、接着部２１６を介して可動部２１２に固定されていて、接着部２１６は、この場合、質量体２１５の重心位置に設けられている接着剤であって、質量体２１５と可動部２１２とを所定の間隙を空けた状態で固定している。

継ぎ手部２１３は、固定部２１１と可動部２１２との間に設けられ、固定部２１１と可動部２１２とを接続している。この場合、継ぎ手部２１３は、そのｘ軸方向の幅が可動部２１２のｘ軸方向の幅よりも小さく設定されている。また、可動部２１２と継ぎ手部２１３とは、それぞれの幅方向に直交する中心線が一致している配置になっている。

そして、感圧素子部２２は、固定部２１１の素子載置部２１１ｂに接合材２２３で固定されている一方の基部２２１ａと、可動部２１２の素子載置部２１２ａに接合材２２３で固定されている他方の基部２２１ｂと、基部２２１ａと基部２２１ｂとの間にあって物理量を検出するための振動梁部（振動腕）２２２（２２２ａ，２２２ｂ）と、を有している。即ち、感圧素子部２２は、固定部２１１と可動部２１２とに接続し、継ぎ手部２１３を跨ぐように配置されている。この場合、振動梁部２２２は、その形状が角柱状であり、振動梁部２２２ａ，２２２ｂのそれぞれに設けられた励振電極（図示せず）に駆動信号（交流電圧）が印加されると、ｘ軸に沿って、互いに離間または近接するように屈曲振動をする。励振電極は、駆動信号の印加のために、図示しない配線によって外部端子１０７と電気的に接続されている。

この感圧素子部２２は、水晶の原石等から所定の角度で切り出された水晶基板を、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によってパターニングすることにより形成されている。このように、感圧素子部２２をベース部２１と同質材料である水晶で形成すれば、感圧素子部２２とベース部２１との線膨張係数の差を小さくすることができて好ましい。これは、感圧素子部２２およびベース部２１を水晶以外の材料で形成する場合にも当てはまることである。

そして、ｙ軸に沿う一方の枠部２１１ａにおいて、継ぎ手部２１３と腕部２１１ｃとの間に位置する部位には、図１にも示してある肉厚部２１８（２１８ｂ）が接合材２２３で固定され、ｙ軸に沿う他方の枠部２１１ａにおいて、継ぎ手部２１３と腕部２１１ｄとの間に位置する部位には、肉厚部２１８（２１８ａ）が接合材２２３で固定されている。この場合、接合材２２３は、低融点のガラスである。

次に、物理量検出センサー２０の動作について説明する。図３（ａ）（ｂ）は、物理量検出センサーの動作を示す断面図である。図３（ａ）（ｂ）では、肉厚部２１８を省略して描いてある。図３（ａ）に示すように、物理量検出センサー２０に、例えば、＋ｚ方向の矢印α１方向に物理量である加速度が印加されると、可動部２１２には−ｚ方向に力が作用し、可動部２１２は継ぎ手部２１３を支点として−ｚ方向に変位する。これにより、感圧素子部２２には、ｙ軸に沿って基部２２１ａと基部２２１ｂとが互いに離れる方向の力が加わり、感圧素子部２２の振動梁部２２２には引っ張り応力が生じる。そのため、振動梁部２２２の振動する周波数である共振周波数は、高くなる。

一方、図３（ｂ）に示すように、物理量検出センサー２０に、例えば、−ｚ方向の矢印α２方向に加速度が印加されると、可動部２１２には＋ｚ方向に力が作用し、可動部２１２は、継ぎ手部２１３を支点として＋ｚ方向に変位する。これにより、感圧素子部２２には、ｙ軸に沿って基部２２１ａと基部２２１ｂとが互いに近づく方向の力が加わり、感圧素子部２２の振動梁部２２２には圧縮応力が生じる。そのため、振動梁部２２２の共振周波数は、低くなる。

物理量検出センサー２０では、上記のような感圧素子部２２の共振周波数の変化を検出している。即ち、物理量検出センサー２０に加わる加速度は、上記の検出された共振周波数の変化の割合に応じて、ルックアップテーブルなどによって定められた数値に変換することで導出される。

なお、物理量検出センサー２０は、上述した加速度センサーとして用いることができるほかに、傾斜センサーとしても用いることができる。傾斜センサーとしての物理量検出センサー２０は、傾斜による姿勢の変化に応じて、物理量検出センサー２０に対する重力加速度が加わる方向が変化することにより可動部２１２が撓み、感圧素子部２２の振動梁部２２２に引っ張り応力や圧縮応力が生じる。そして、振動梁部２２２の共振周波数が変化することになり、その変化に基づいて、傾斜による姿勢の状態が導出される。
（物理量検出センサー製造方法）

次に、物理量検出センサー２０の製造方法について、説明する。図４は、物理量検出センサーの製造方法を示すフローチャートである。また、図５（ａ）は、ベース部の形態を示す平面図、図５（ｂ）は、素子片の形態を示す平面図である。そして、図６は、ベース部と素子片との接合方法を示す斜視図であり、図７は、接続部の除去方法を示す斜視図である。

まず、工程Ｓ１において、ベース部と素子片とを用意する。ベース部２１は、図５（ａ）に示すように、固定部２１１と、可動部２１２と、継ぎ手部２１３と、を有している。また、素子片３０は、図５（ｂ）に示すように、ｙ軸に沿って配置されている基部２２１ａおよび基部２２１ｂを有している感圧素子部２２と、感圧素子部２２を挟むように感圧素子部２２に対してｘ軸方向の対称位置に配置されている接合部３１ａおよび接合部３１ｂと、基部２２１ａの一方の端部からｘ軸方向へ延出してｙ軸方向へＬ字状に折れ曲がって接合部３１ａに接続し、さらにｙ軸に沿って除去用端部３３ａまで延在している接続部３２ａと、基部２２１ａの他方の端部からｘ軸方向へ延出してｙ軸方向へＬ字状に折れ曲がって接合部３１ｂに接続し、さらにｙ軸に沿って除去用端部３３ｂまで延在している接続部３２ｂと、を有している。この場合、除去用端部３３ａ，３３ｂは、基部２２１ｂに対してｘ軸方向の対称位置に設けられている。また、接合材２２３は、基部２２１ａ，２２１ｂおよび接合部３１ａ，３１ｂのベース部２１と対向する面側に設けられている。この工程Ｓ１は、用意する工程に該当する。ベース部および素子片の用意終了後、工程Ｓ２へ進む。

工程Ｓ２において、突き当て治具でベース部を位置決めして配置する。ここでの配置は、図６に示すように、突き当て治具４０にベース部２１を載置する。突き当て治具４０は、平面視でベース部２１より大きな四角形状をなしていて、角部の一箇所からx軸およびｙ軸に沿ってＬ字状に延在する突起状のガイド部４１と、ガイド部４１からｘ軸方向に離れた位置にｘ軸に沿って設けられている突起状のガイド部４２と、を有している。ベース部２１の突き当て治具４０への載置は、腕部２１１ｄのＬ字状部をガイド部４１に沿って突き当てつつ、腕部２１１ｃをガイド部４２に突き当てて行う。これにより、突き当て治具４０に対して、ベース部２１が位置決めされた状態で載置される。ベース部２１の載置後、工程Ｓ３へ進む。

工程Ｓ３において、素子片をベース部に重ねて配置する。素子片３０の配置は、図６に示すように、接続部３２ａのＬ字状部をガイド部４１に沿って突き当てつつ、接続部３２ｂをガイド部４２に突き当てて、ベース部２１に重ねる。これにより、感圧素子部２２の一方の基部２２１ａは、ベース部２１の素子載置部２１１ｂに配置され、他方の基部２２１ｂは、可動部２１２の素子載置部２１２ａに配置される。また、素子片３０の接合部３１ａは、枠部２１１ａの継ぎ手部２１３と腕部２１１ｄとの間に位置する部位に配置され、接合部３１ｂは、枠部２１１ａの継ぎ手部２１３と腕部２１１ｃとの間に位置する部位に配置される。このようにして、突き当て治具４０により、素子片３０がベース部２１に位置決め配置される。素子片３０の位置決め配置後、工程Ｓ４へ進む。

工程Ｓ４において、素子片に錘をのせてベース部方向に押圧をかける。つまり、突き当て治具４０にそれぞれ位置決めされて配置されているベース部２１および素子片３０に対して、素子片３０がベース部２１にほぼ均等な圧力で押し付けられている状態となるように、平板状の錘５０を素子片３０に載置する。これら工程Ｓ２、Ｓ３およびＳ４は、配置する工程に該当する。錘５０による押圧後、工程Ｓ５に進む。

工程Ｓ５において、ベース部２１および素子片３０を加熱して接合する。ベース部２１および素子片３０を加熱すると、基部２２１ａ，２２１ｂおよび接合部３１ａ，３１ｂのベース部２１と対向する面側に設けられている接合材２２３が溶融し、ベース部２１と素子片３０とが接合する。この場合、ベース部２１と素子片３０とは、基部２２１ａ，２２１ｂの２箇所と、接合部３１ａ，３１ｂの２箇所と、でｘ軸方向およびy軸方向の位置決めがなされていて、合計４箇所で正確な配置に接合されている。この工程Ｓ５は、接合する工程に該当する。接合後、工程Ｓ６へ進む。

工程Ｓ６において、接続部を除去する。図７では、接続部３２ａを除去した状態を示し、一方、接続部３２ｂは除去前の状態である。接続部３２ａの除去は、図７に示すように、まず、除去用端部３３ａと枠部２１１ａとの間に刃状の工具を差し込んで、除去用端部３３ａを枠部２１１ａから離反させ、除去用端部３３ａに繋がっている接続部３２ａを枠部２１１ａから離反させる。これにより、枠部２１１ａに接合されている接合部３１ａは、接続部３２ａから切り離されて枠部２１１ａ側に残り、肉厚部２１８ａとして機能することになる。さらに、接続部３２ａを枠部２１１ａから離反させていくと、接続部３２ａは、基部２２１ａからも切り離されて、除去が完了する。接続部３２ｂの除去も接続部３２ａの除去と同様に行い、接続部３２ｂは、接合部３１ｂおよび基部２２１ａから切り離されて、除去が完了する。枠部２１１ａ側に残った接合部３１ｂは、肉厚部２１８ｂ（図１、図２）として機能することになる。ここでは、接続部３２ａ，３２ｂを、完全に除去する設定である。この工程Ｓ６は、除去する工程に該当する。以上で物理量検出センサー２０の製造法に関するフローが終了する。

ここで、以上のような物理量検出センサー２０の製造方法の特徴をまとめて述べる。物理量検出センサー２０の製造方法において、素子片３０は、感圧素子部２２に対してそれぞれ対称に配置され感圧素子部２２と接続部３２ａ，３２ｂで繋がっている２つの接合部３１ａ，３１ｂを有している。この素子片３０をベース部２１に接合すると、２つの基部２２１ａ，２２１ｂを結ぶ方向と直交する方向における傾き、即ちｙ軸（図７）回りの回転、等が抑制された状態で感圧素子部２２を固定することができる。これにより、２つの基部２２１ａ，２２１ｂを結ぶ方向における傾き等が抑制された状態になっていることと合わせ、感圧素子部２２は、ベース部２１に対して、全方向でほぼ平行な間隔を保持し、且つ平面視でも所定位置に確実に配置される。また、接続部３２ａ，３２ｂの除去後、ベース部２１に残った接合部３１ａ，３１ｂは、肉厚部２１８ａ，２１８ｂとして、可動部２１２が撓む等の動作以外の不要な振動等を抑制する働きをする。こうして製造された物理量検出センサー２０は、物理量に応じて可動部２１２が的確に動作し、その動作を感圧素子部２２が検出することが可能な検出性能の高いセンサーである。

また、物理量検出センサー２０をパッケージに収容した物理量検出装置１によれば、パッケージ１０外の雰囲気や温度等の外乱要因による影響を抑制して物理量を検出することができ、検出センサーとしての安定した検出性能を維持することができる。
（実施形態２）

次に、物理量検出センサー２０の製造方法における他の好適な例について説明する。図８は、実施形態２における素子片の形態を示す平面図である。実施形態２における物理量検出センサーの製造方法は、素子片３０Ａの形態が実施形態１における素子片３０とは異なっている。従って、異なっている箇所以外は、素子片３０と同符号を付して説明する。

図８に示すように、素子片３０Ａは、ｙ軸に沿って配置されている基部２２１ａおよび基部２２１ｂを有している感圧素子部２２と、感圧素子部２２に対してｘ軸方向の対称位置に配置されている接合部３１ａおよび接合部３１ｂと、基部２２１ａの一方の端部からｘ軸方向へ延出してｙ軸方向へＬ字状に折れ曲がって接合部３１ａに接続し、さらにｙ軸に沿って除去用端部３３ａまで延在している接続部３２ａと、除去用端部３３ａからｘ軸方向へ延出し除去用端部３３ａと基部２２１ｂとを接続している接続部３２ｃと、を有している。そして、素子片３０Ａは、基部２２１ａの他方の端部からｘ軸方向へ延出してｙ軸方向へＬ字状に折れ曲がって接合部３１ｂに接続し、さらにｙ軸に沿って除去用端部３３ｂまで延在している接続部３２ｂと、除去用端部３３ｂからｘ軸方向へ延出し除去用端部３３ｂと基部２２１ｂとを接続している接続部３２ｄと、を有している。この場合、除去用端部３３ａ，３３ｂは、基部２２１ｂに対してｘ軸方向の対称位置に設けられている。また、接合材２２３は、基部２２１ａ，２２１ｂおよび接合部３１ａ，３１ｂのベース部２１と対向する面側に設けられている。つまり、素子片３０Ａは、素子片３０に接続部３２ｃおよび接続部３２ｄを付加した形態である。

このように、素子片３０Ａが接続部３２ａおよび接続部３２ｂに加え、接続部３２ｃおよび接続部３２ｄを有していることにより、素子片３０Ａは、接合部３１ａ，３１ｂおよび基部２２１ａ，２２１ｂの４箇所が、接続部３２ａ，３２ｂに加え、接続部３２ｃ，３２ｄでも接続され、歪み等を規制された状態で、ベース部２１に接合されることになる。これにより、感圧素子部２２の基部２２１ａ，２２１ｂは、ベース部２１に対して、素子片３０の場合よりも傾き等が確実に抑制され、且つ、より正確な位置に接合される。この素子片３０Ａを用意して製造された物理量検出センサー（不図示）は、物理量をより精緻に検出することが可能な検出性能の高いセンサーである。
（電子機器）

次に、物理量検出センサー２０を用いた電子機器について、説明する。図９（ａ）は、物理量検出センサーを搭載しているビデオカメラを示す斜視図、図９（ｂ）は、物理量検出センサーを搭載している携帯電話を示す斜視図である。これら電子機器としてのビデオカメラ５００および携帯電話６００は、本発明に係る物理量検出センサー２０を搭載している。最初に、図９（ａ）に示すビデオカメラ５００は、受像部５０１と、操作部５０２と、音声入力部５０３と、表示ユニット５０４と、を備えている。このビデオカメラ５００は、物理量検出センサー２０を備えており、例えば３つの物理量検出センサー２０を備えていれば、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸（不図示）の３方向の加速度等を検出して、手ぶれ等を補正する機能を発揮できる。これにより、ビデオカメラ５００は、鮮明な動画映像を記録することができる。

また、図９（ｂ）に示す携帯電話６００は、複数の操作ボタン６０１と、表示ユニット６０２と、カメラ機構６０３と、シャッターボタン６０４と、を備えていて、電話機およびカメラとして機能する。この携帯電話６００は、物理量検出センサー２０を備えており、例えば３つの物理量検出センサー２０を備えていれば、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸（不図示）の３方向の加速度等を検出することにより、カメラ機構６０３の手ぶれ等を補正する機能を発揮できる。これにより、携帯電話６００は、カメラ機構６０３により鮮明な画像を記録することができる。
（移動体）

次に、物理量検出センサー２０を用いた移動体について、説明する。図９（ｃ）は、物理量検出センサーを搭載している移動体を示す斜視図である。図９（ｃ）に示すように、この場合の移動体７００は、自動車であって、物理量検出センサー２０が備えられている。移動体７００において、物理量検出センサー２０は、車体７０１に搭載されている電子制御ユニット（ＥＣＵ：electronic control unit）７０３に内蔵されている。電子制御ユニット７０３は、例えば物理量検出センサー２０が加速度計や傾斜計として車体７０１の状態を検出すること等により、移動体７００の姿勢や移動状況等を把握し、タイヤ７０２等の制御を的確に行うことができる。これにより、移動体７００は、安全で安定した移動をすることができる。

以上説明した物理量検出センサーの製造方法、物理量検出センサー、物理量検出装置、電子機器および移動体は、各実施形態における形態に限定されるものではなく、次に挙げる変形例のような形態であっても、実施形態と同様な効果が得られる。

（変形例１）物理量検出センサー２０の製造方法の工程Ｓ１（用意する工程）において、素子片３０の接合部３１は、２つ（接合部３１ａ，３１ｂ）設けられているが、この形態に限定されるものではない。例えば、素子片３０が１つまたは３つ以上の接合部３１を有していても良い。その場合、接合部３１は、感圧素子部２２に対してx軸およびｙ軸方向のそれぞれにバランスがとれた配置であることが好ましい。

（変形例２）接合材２２３は、素子片３０の基部２２１ａ，２２１ｂおよび接合部３１ａ，３１ｂに予め設けているが、基部２２１ａ，２２１ｂおよび接合部３１ａ，３１ｂに対向するベース部２１の部位側に設ける設定であっても良い。また、基部２２１ａ，２２１ｂにおいては素子片３０側に接合材２２３を設け、接合部３１ａ，３１ｂにおいてはベース部２１側に接合材２２３を設ける設定や、素子片３０およびベース部２１の両側に接合材２２３を設ける設定等であっても良い。

（変形例３）工程Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４（配置する工程）では、突き当て治具４０のガイド部４１，４２によって、ベース部２１と素子片３０とをそれぞれの最外形で位置合わせしているが、ガイド部がピン等の形態であって、ベース部２１と素子片３０とを任意位置で位置合わせしても良い。また、突き当て治具４０を用いずに、ロボットハンド等によって画像認識をしながらベース部２１と素子片３０とを位置合わせしても良い。これによれば、ベース部２１や素子片３０の形状変更に対して、迅速に対応することができる。

（変形例４）工程Ｓ６（除去する工程）では、素子片３０の接続部３２を完全に除去しているが、例えば、接合部３１に所定形状が残るように設定しても良い。これによれば、接合材２２３を設ける面積が小さくても、十分な質量の接合部３１を肉厚部２１８として残すことができる。

（変形例５）感圧素子部２２を含む素子片３０の材質は、既述した水晶のほかに例えば、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ₃）、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ₂Ｂ₄Ｏ₇）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ₃）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の圧電材料を用いることができる。また、素子片３０は、感圧素子部２２が圧電材料の皮膜を備えている構成であれば、シリコンやゲルマニウム等の非圧電材料を用いることもできる。

（変形例６）物理量検出センサー２０は、ビデオカメラ５００、携帯電話６００および移動体７００の他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター等に適用することができる。また、物理量検出センサー２０を発振源とする発振器にも適用することができる。

１…物理量検出装置、１０…パッケージ、２０…物理量検出センサー、２１…ベース部、２２…感圧素子部、３０…素子片、３１…接合部、３２…接続部、４０…突き当て治具、４１，４２…ガイド部、２１１…固定部、２１１ａ…枠部、２１２…可動部、２１３…継ぎ手部、２１８…肉厚部、２２１…基部、２２２…振動腕としての振動梁部、２２３…接合材（低融点ガラス）。

Claims (10)

1. 可動部、前記可動部に沿って配置されている枠部を備える固定部、および前記固定部と前記可動部とを接続している継ぎ手部、を有するベース部と、２つの基部の間に配置されている振動腕を有する感圧素子部、前記２つの基部の少なくとも一方に接続されている接続部、および前記接続部に接続されている接合部、を有する素子片と、接合材と、を用意する工程と、
   前記感圧素子部の前記２つの基部の一方が前記固定部に、他方が前記可動部に、それぞれ重なり、且つ前記接合部が前記枠部に重なるように、前記素子片を前記ベース部へ配置する工程と、
   前記２つの基部の前記一方を前記固定部に、前記他方を前記可動部に、および前記接合部を前記枠部に、それぞれ前記接合材を介して接合する工程と、
   前記接続部を除去する工程と、
   を含むことを特徴とする物理量検出センサーの製造方法。
2. 前記用意する工程では、前記素子片が、前記感圧素子部を挟む位置に配置されている２つの前記接合部を有することを特徴とする請求項１に記載の物理量検出センサーの製造方法。
3. 前記用意する工程では、前記接合材がガラスである、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センサーの製造方法。
4. 前記用意する工程では、前記感圧素子部と前記ベース部とが同じ材質である、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の物理量検出センサーの製造方法。
5. 前記配置する工程では、突き当て治具に前記ベース部および前記素子片を当接させて前記ベース部と前記素子片との位置決めをする、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の物理量検出センサーの製造方法。
6. 可動部、肉厚部を有し前記可動部に沿って配置されている枠部を備える固定部、および前記固定部と前記可動部とを接続している継ぎ手部、を有するベース部と、
   一方が前記固定部に他方が前記可動部に接合されている２つの基部、および前記２つの基部の間に配置されている振動腕、を有する感圧素子部と、を備えていることを特徴とする物理量検出センサー。
7. 前記肉厚部は、接合材によって接合され、且つ前記感圧素子部と同じ材質の部分を含むことを特徴とする請求項６に記載の物理量検出センサー。
8. 請求項６または７に記載の物理量検出センサーと、
   前記物理量検出センサーを収容するパッケージと、を備えていることを特徴とする物理量検出装置。
9. 請求項６または７に記載の物理量検出センサーを備えている、ことを特徴とする電子機器。
10. 請求項６または７に記載の物理量検出センサーを備えている、ことを特徴とする移動体。

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