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JP2013170865A - Physical quantity detection device, physical quantity detector, and electronic apparatus - Google Patents

Physical quantity detection device, physical quantity detector, and electronic apparatus Download PDF

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Publication number
JP2013170865A
JP2013170865A JP2012033804A JP2012033804A JP2013170865A JP 2013170865 A JP2013170865 A JP 2013170865A JP 2012033804 A JP2012033804 A JP 2012033804A JP 2012033804 A JP2012033804 A JP 2012033804A JP 2013170865 A JP2013170865 A JP 2013170865A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
detection device
physical quantity
acceleration
movable
mass
Prior art date
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Pending
Application number
JP2012033804A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Jun Watanabe
潤 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2012033804A priority Critical patent/JP2013170865A/en
Publication of JP2013170865A publication Critical patent/JP2013170865A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide: an acceleration detection device capable of avoiding damage on a movable part and an acceleration detection element caused by collision of the part and the element with an inner surface of a package and displacement beyond the strength limit; and an acceleration detector and an electronic apparatus including the acceleration detection device.SOLUTION: An acceleration detection device comprises: a base part 10; a movable part 12; a physical quantity detection element 13; a support part 14 including a portion extending from the base part along the movable part in plan view; and a mass part 15 arranged on the movable part. The support part has a free end at an opposite side to the base part side in plan view. A part of the mass part overlaps with the support part respectively in plan view and in front view. The movable part is displaceable in a direction crossing with a principal plane around a joint as fulcrum in accordance with acceleration applied in the direction crossing with the principal plane or gravitational acceleration. A gap is provided between the mass part and the support part respectively in each area where the mass part and the support part overlap with each other.

Description

本発明は、物理量検出デバイス、この物理量検出デバイスを備えた物理量検出器、及び電子機器に関する。   The present invention relates to a physical quantity detection device, a physical quantity detector including the physical quantity detection device, and an electronic apparatus.

特許文献1には、ベースと、ベースにヒンジ継ぎ手によって接続され、このヒンジ継ぎ手を回転軸として回動できる振り子型回動質量と、この回動質量をベースに橋渡しするセンサー手段と、を備えた振り子型加速度計(以下、加速度検出デバイスという)が開示されている。
上記加速度検出デバイスは、加わる加速度に応じて回動質量(以下、可動部という)が回動(以下、変位という)することで、センサー手段(以下、加速度検出素子という)に引っ張り応力や圧縮応力が加わることによる、加速度検出素子の共振周波数の変化によって加速度を検出する構成となっている。
また、この加速度検出デバイスのベースは、加速度検出素子の一端を支持する基部と、基部の長手方向両端部から可動部の両側方に沿って非接触、且つ並行に延びる二本のアームと、該二本のアームの先端を連結する連結片と、からなる矩形枠体となっている。
この加速度検出デバイスは、可動部の変位の規制が、加速度検出デバイスを収容する容器(以下、パッケージという)によって行われている。つまり、加速度検出デバイスは、自身には可動部の変位を規制する構成要素が一切ないことから、可動部や加速度検出素子がパッケージの内面に衝突するまで変位可能な構成となっている。
特許文献1における二本のアームと連結片とからなるコ字状の枠体部分は、加速度検出デバイスをパッケージ内に収納するに際して、その取付け精度や水平度を維持する上で効果的に利用される。即ち、箱形のパッケージの内壁にコ字状に張り出した支持段差を設け、この支持段差上にコ字状の枠体を載置して任意の箇所を接着することにより、その取付け精度、水平度を高度に維持することが可能となる。
Patent Document 1 includes a base, a pendulum-type rotating mass that is connected to the base by a hinge joint and can rotate about the hinge joint as a rotation axis, and sensor means that bridges the rotating mass to the base. A pendulum accelerometer (hereinafter referred to as an acceleration detection device) is disclosed.
In the acceleration detecting device, a rotating mass (hereinafter referred to as a movable portion) rotates (hereinafter referred to as a displacement) in accordance with an applied acceleration, whereby a tensile stress or a compressive stress is applied to the sensor means (hereinafter referred to as an acceleration detecting element). The acceleration is detected by the change in the resonance frequency of the acceleration detecting element due to the addition of.
Further, the base of the acceleration detection device includes a base portion that supports one end of the acceleration detection element, two arms that extend in parallel from both longitudinal ends of the base portion along both sides of the movable portion, and extend in parallel. It is a rectangular frame comprising a connecting piece that connects the ends of the two arms.
In this acceleration detection device, the displacement of the movable part is regulated by a container (hereinafter referred to as a package) that houses the acceleration detection device. In other words, the acceleration detection device itself has no component that regulates the displacement of the movable part, so that it can be displaced until the movable part or the acceleration detection element collides with the inner surface of the package.
The U-shaped frame portion composed of the two arms and the connecting piece in Patent Document 1 is effectively used to maintain the mounting accuracy and levelness when the acceleration detecting device is housed in the package. The That is, by providing a U-shaped support step projecting on the inner wall of the box-shaped package, placing a U-shaped frame on this support step and bonding any part, the mounting accuracy, horizontal The degree can be maintained at a high level.

次に、特許文献2には、一端をベースに固定し他端に金属製の重りを配置した水晶板よりなる梁の両面もしくは片面に設けた一対の突出部上に、梁と同一のカットアングルを有する双音叉振動子の両端部を橋架固定した加速度センサーが開示されている。
特許文献2のように水晶板に重りを取り付けることにより、加速度センサーの感度を高めることが可能となるが、コ字状の枠体部分が存在しない水晶板をパッケージ内に収納する場合、その一端部をパッケージに固定すると、他端に固定した重りにより水晶板が湾曲変形した状態で接着が行われて接着剤の固化後に得られる製品の不良率が増大する。このため、接着剤が固化するまで重りを固定した他端を持ち上げておく必要がある。この結果、製造手数が増大し、生産性が低下した。
Next, in Patent Document 2, the same cut angle as a beam is formed on a pair of protrusions provided on both surfaces or one surface of a beam made of a quartz plate having one end fixed to a base and a metal weight disposed on the other end. An acceleration sensor in which both ends of a double tuning fork vibrator having a bridge are fixed to each other is disclosed.
By attaching a weight to the quartz plate as in Patent Document 2, it is possible to increase the sensitivity of the acceleration sensor. However, when a quartz plate having no U-shaped frame portion is stored in the package, one end of the quartz plate is stored. When the portion is fixed to the package, the crystal plate is curved and deformed by the weight fixed to the other end, and the defective rate of the product obtained after the adhesive is solidified increases. For this reason, it is necessary to lift the other end with the weight fixed until the adhesive is solidified. As a result, the number of manufacturing steps increased and productivity decreased.

特許文献1の加速度検出デバイスにおいては、可動部の端部に金属製の重りを固定したとしても、コ字状の枠体部分をパッケージ内に設けた支持段差上に載置した上で接着を行うことになるため、接着剤が固化するまで重りを固定した可動部端部を持ち上げておかなくても取付け精度、水平度を確保することができる。
ところで、特許文献1の加速度検出デバイスの可動部に重りを取り付ける場合には、特許文献2のように一つの重りの端面に設けた溝内に可動部の端縁を差し込むことはできない。即ち、可動部の端縁の先方にはコ字状の枠体部分の一部である連結片が対向配置されているため、これが障害となって重りの溝を差し込むことができない。
このため、コ字状の枠体部分を備えた加速度検出デバイスの可動部に銅等の重りを取り付ける場合には、予め二分割した重り片を夫々可動部の両面に対して個別に接着する必要がある。即ち、可動部の一面に一方の重り片を接着してから、加速度検出デバイスを裏返しし、可動部の他面に他方の重り片を接着する必要があり、手数が増大する原因となっている。
In the acceleration detection device of Patent Document 1, even if a metal weight is fixed to the end of the movable part, the U-shaped frame part is placed on a support step provided in the package and then bonded. Therefore, the mounting accuracy and levelness can be ensured without lifting the end of the movable part with the weight fixed until the adhesive is solidified.
By the way, when attaching a weight to the movable part of the acceleration detection device of patent document 1, like patent document 2, the edge of a movable part cannot be inserted in the groove | channel provided in the end surface of one weight. That is, since the connecting piece, which is a part of the U-shaped frame body part, is arranged opposite to the end of the edge of the movable part, this becomes an obstacle and the weight groove cannot be inserted.
For this reason, when attaching a weight such as copper to the movable part of the acceleration detecting device provided with the U-shaped frame body part, it is necessary to individually bond the weight pieces divided in advance to both surfaces of the movable part. There is. That is, after attaching one weight piece to one surface of the movable part, it is necessary to turn the acceleration detection device over and attach the other weight piece to the other surface of the movable part, which causes an increase in labor. .

また、各重り片を可動部の各面に位置決めしてから接着する際に、位置精度、取付け方向にズレが発生する等、各重り片の取付け状態が一定とならず、これが不要なスプリアス振動モードを発生させる原因となる。
また、熱応力を抑制することにより接着剤が検出感度に与える影響を回避するために、接着剤の使用量には限界があり、必要最小限の量の接着剤を使用して所謂点付けを行う必要がある。仮に、多量の接着剤を用いて固定する所謂ベタ付けを行うとすると、この加速度検出デバイスを用いた加速度センサーの周辺温度が変化した時に金属製の重りと水晶板との線膨張係数差により、重りから水晶板に対して大きな応力がかかり、温度変化により水晶板が歪んで加速度検出素子の感度に悪影響を与える温度特性の変動が発生する。仮に、各重り片を可動部に対して高精度に取り付けたとしても、温度変化の影響によりベタ付けされた接着剤を支点として重りが揺動するため、不要なスプリアス振動モードを発生させて理想的な温度特性から外れた特性をもたらす。特に、重りと加速度検出素子との距離が近いため、重りによる影響は無視できない程度に大きい。
また、加速度検出デバイスは、可動部の変位量の規制が外部部材であるパッケージに依存することから、可動部(加速度検出素子)とパッケージの内面との隙間に関わる数々の寸法公差要因(例えば、パッケージを構成する各部品の寸法ばらつきや、パッケージへの加速度検出デバイスの固定位置のばらつきなど)によって、可動部とパッケージの内面との隙間が設定値に対して大きくばらつく虞がある。
In addition, when positioning each weight piece on each surface of the movable part and then bonding it, the position accuracy of the weight piece and displacement in the mounting direction, etc. cause the weight piece to be attached in a non-constant state. It causes the mode to be generated.
Also, in order to avoid the influence of the adhesive on the detection sensitivity by suppressing the thermal stress, there is a limit to the amount of adhesive used, and so-called scoring is performed using the minimum amount of adhesive. There is a need to do. If so-called sticking to fix using a large amount of adhesive, if the ambient temperature of the acceleration sensor using this acceleration detection device changes, due to the difference in linear expansion coefficient between the metal weight and the quartz plate, A large stress is applied to the quartz plate from the weight, and the quartz plate is distorted due to a temperature change, resulting in a variation in temperature characteristics that adversely affects the sensitivity of the acceleration detecting element. Even if each weight piece is attached to the moving part with high accuracy, the weight swings with the solid adhesive as a fulcrum due to the effect of temperature change, generating an unnecessary spurious vibration mode and ideal The characteristic deviates from the typical temperature characteristic. In particular, since the distance between the weight and the acceleration detection element is short, the influence of the weight is so large that it cannot be ignored.
In addition, since the acceleration detection device depends on the package that is an external member because the displacement amount of the movable part depends on the package as an external member, a number of dimensional tolerance factors related to the gap between the movable part (acceleration detection element) and the inner surface of the package (for example There is a possibility that the gap between the movable part and the inner surface of the package varies greatly with respect to the set value due to variations in dimensions of components constituting the package and variations in the position where the acceleration detection device is fixed to the package.

このことから、加速度検出デバイスは、可動部とパッケージの内面との隙間が設定値より大きい場合、加わる加速度の大きさによっては、可動部や加速度検出素子がパッケージの内面に激しく衝突して破損する虞がある。
また、可動部とパッケージの内面との隙間が設定値より更に大きい場合、加わる加速度の大きさによっては、可動部や加速度検出素子がパッケージの内面に衝突しなくても、強度の限界を超える変位により破損する虞がある。
一方、可動部とパッケージの内面との隙間が設定値より小さい場合には、可動部の変位範囲が設定より小さくなることから、設定された加速度検出範囲を満足できない虞がある。
このような不具合は、可動部の両面に重り片を固定した場合には更に深刻な状態となることが明かである。
また、特許文献1の加速度検出デバイスの可動部に重りを固定した場合、可動部の厚さ方向と直交する面方向への振動が加わった場合の横方向変位に対してこれを規制する手段が一切存在しないため、横方向への過大な変形によって可動部が破損する虞がある。
Therefore, when the gap between the movable part and the inner surface of the package is larger than the set value, the acceleration detecting device may be damaged due to the collision of the movable part or the acceleration detecting element with the inner surface of the package depending on the magnitude of the applied acceleration. There is a fear.
Also, if the gap between the movable part and the inner surface of the package is larger than the set value, depending on the magnitude of the applied acceleration, even if the movable part and the acceleration detection element do not collide with the inner surface of the package, the displacement exceeds the limit of strength. May cause damage.
On the other hand, if the gap between the movable part and the inner surface of the package is smaller than the set value, the displacement range of the movable part is smaller than the set value, and therefore the set acceleration detection range may not be satisfied.
It is clear that such a problem becomes more serious when weight pieces are fixed on both surfaces of the movable part.
Further, when a weight is fixed to the movable part of the acceleration detection device of Patent Document 1, means for regulating this against a lateral displacement when vibration in a plane direction perpendicular to the thickness direction of the movable part is applied. Since it does not exist at all, the movable part may be damaged by excessive lateral deformation.

特開平1−302166号公報JP-A-1-302166 特開平02−248866号公報Japanese Patent Laid-Open No. 02-248866

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、ベース部と、該ベース部に継ぎ手部を介して接続された板状の可動部と、ベース部と可動部とに掛け渡された加速度検出素子と、平面視においてベース部から可動部に沿って延びる部位を備えた支持部と、を備えた物理量検出器において、支持部によりじゃまされることなく、しかも少ない量の接着剤を用いて、単一の重りを位置決め精度良く可動部端縁に固定することが可能であり、しかも重りを有した可動部の厚さ方向変位のみならず、横方向変位までも規制することができる加速度検出素子と、これを備えた物理量検出デバイス、及び電子機器を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above, and includes a base portion, a plate-like movable portion connected to the base portion via a joint portion, and an acceleration detection element spanned between the base portion and the movable portion. And a physical quantity detector provided with a part extending along the movable part from the base part in a plan view, without being disturbed by the support part and using a small amount of adhesive. An acceleration detecting element capable of fixing one weight to the edge of the movable portion with high positioning accuracy and capable of regulating not only the displacement in the thickness direction but also the lateral displacement of the movable portion having the weight; An object of the present invention is to provide a physical quantity detection device and an electronic apparatus including the same.

本発明は、上記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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

[適用例1]本適用例にかかる物理量検出デバイスは、ベース部と、該ベース部に継ぎ手部を介して一端縁を接続された板状の可動部と、前記ベース部と前記可動部とに掛け渡された物理量検出素子と、平面視において、前記ベース部から前記可動部に沿って延びている部位を備えた支持部と、前記可動部の他端縁と両主面に跨って配置した質量部と、を備え、前記支持部は、平面視において、前記ベース部側とは反対側の端部が自由端部となっており、前記質量部は、平面視と正面視において、前記支持部と重なり、前記可動部は、前記主面と交差する方向に加わる物理量に応じて、前記継ぎ手部を支点にして前記主面と交差する方向に変位可能なように前記質量部と前記支持部とが重なる各領域では、前記質量部と前記支持部との間に夫々隙間が設けられていることを特徴とする。   Application Example 1 A physical quantity detection device according to this application example includes a base part, a plate-like movable part having one end edge connected to the base part via a joint part, the base part, and the movable part. The physical quantity detection element spanned, the support part having a portion extending along the movable part from the base part in plan view, and the other end edge of the movable part and the both main surfaces are arranged. An end portion on the opposite side of the base portion side in the plan view is a free end portion, and the mass portion is supported in the plan view and the front view. The mass portion and the support portion are configured such that the movable portion can be displaced in a direction intersecting the main surface with the joint portion as a fulcrum according to a physical quantity applied in a direction intersecting the main surface. In each region where the Wherein the gap is provided.

これによれば、加速度、重力加速度等の物理量に応じて変位する可動部の厚さ方向変位、及び面方向変位を、可動部の両主面に跨って配置された単一の質量部が隙間分変位したところで支持部と接触することによって所定の範囲内に規制することができる。自身に可動部の変位を規制する構成要素である支持部を設けたことから、外部部材であるパッケージに依存することなく、可動部の変位を自身で規制することが可能となる。したがって、例えば、パッケージの内面と物理量検出デバイスとの隙間(厚さ方向、及び面方向の隙間)を、質量部と支持部との隙間よりも十分に大きく設定することが可能となり、従来のような、パッケージの内面との衝突や強度の限界を超える変位による、可動部や物理量検出素子の破損を回避することができる。
質量部と支持部との間の隙間のばらつきに、例えば、パッケージなどの外部部材の寸法ばらつき(寸法公差)が、ばらつき要因として加わることがない。このとから、質量部と支持部との隙間のばらつきを、従来のパッケージの内面と物理量検出デバイスとの隙間のばらつきよりも小さくすることが可能となる。これにより、従来のような、可動部の厚さ方向、及び面方向変位が設定より狭い範囲に規制され、設定された物理量検出範囲を満足できないという不具合を回避することができる。
また、自身に可動部の変位を規制するストッパーとして機能する支持部を設けたことから、従来構成では不可能であった、可動部の変位の規制具合を、例えば、パッケージなどの外部部材に収容する前に確認することができる。これにより、従来と比較して、良品率が格段に向上し、実使用時における破損などの不具合を低減することができる。
According to this, a single mass part disposed across both main surfaces of the movable part is a gap between the displacement in the thickness direction and the displacement in the plane direction of the movable part that is displaced according to physical quantities such as acceleration and gravitational acceleration. When it is displaced by a minute amount, it can be regulated within a predetermined range by contacting the support portion. Since the support portion which is a component that restricts the displacement of the movable portion is provided in itself, the displacement of the movable portion can be restricted by itself without depending on the package which is an external member. Therefore, for example, the gap between the inner surface of the package and the physical quantity detection device (thickness direction and gap in the surface direction) can be set sufficiently larger than the gap between the mass portion and the support portion. In addition, it is possible to avoid damage to the movable part and the physical quantity detection element due to collision with the inner surface of the package and displacement exceeding the limit of strength.
For example, dimensional variation (dimensional tolerance) of an external member such as a package is not added as a variation factor to variation in the gap between the mass portion and the support portion. From this, it is possible to make the variation in the gap between the mass portion and the support portion smaller than the variation in the gap between the inner surface of the conventional package and the physical quantity detection device. Thereby, the trouble that the displacement in the thickness direction and the surface direction of the movable part is restricted to a range narrower than the setting and the set physical quantity detection range cannot be satisfied can be avoided.
In addition, since the support portion functioning as a stopper for restricting the displacement of the movable portion is provided in itself, the displacement restriction of the movable portion, which is impossible in the conventional configuration, is accommodated in an external member such as a package. You can check before you do. Thereby, compared with the past, the non-defective product rate can be remarkably improved, and problems such as breakage during actual use can be reduced.

[適用例2]前記可動部、前記物理量検出素子、及び前記質量部の重心位置が前記可動部の厚みの範囲内にあることを特徴とする。   Application Example 2 The center of gravity of the movable part, the physical quantity detecting element, and the mass part is within the thickness range of the movable part.

質量部の形状は、物理量が加わる方向(パターン)や、支持部の本数等によって種々変形可能であり、必ずしも縦断面形状が対称である必要はない。質量部の重心位置が可動部の厚みの範囲内にあればよく、検出感度を高めるための機能を十分に発揮し得る。   The shape of the mass portion can be variously modified depending on the direction (pattern) in which the physical quantity is applied, the number of support portions, and the like, and the vertical cross-sectional shape does not necessarily have to be symmetric. The center of gravity of the mass part only needs to be within the range of the thickness of the movable part, and the function for increasing the detection sensitivity can be sufficiently exhibited.

[適用例3]前記質量部は、一つの側面に前記可動部を固定する固定部を有し、該一つの側面と対向しない他の2つの側面の内の少なくとも一方の側面に、前記支持部と非接触であり、該可動部がその厚み方向、及び面方向へ変形する際に、前記支持部により規制を受ける被規制部を備えていることを特徴とする。   Application Example 3 The mass unit includes a fixed portion that fixes the movable portion on one side surface, and the support portion is provided on at least one side surface of the other two side surfaces that do not face the one side surface. And a controlled part that is regulated by the support part when the movable part is deformed in the thickness direction and the surface direction.

質量部の少なくとも一方の側面が支持部の先端部と対応する位置関係にあるため、当該側面に被規制部を設けることにより、支持部先端部をストッパーとして機能させることができる。   Since at least one side surface of the mass portion has a positional relationship corresponding to the tip portion of the support portion, the support portion tip portion can function as a stopper by providing the regulated portion on the side surface.

[適用例4]前記被規制部は、前記少なくとも一方の側面に形成した遊嵌溝であることを特徴とする。   Application Example 4 The restriction portion is a loose fitting groove formed on the at least one side surface.

遊嵌溝内に支持部の一部を遊嵌(非接触)状態で位置させることにより、支持部による規制により可動部が厚さ方向のみならず面方向にも過剰に変形することを阻止することができる。   By positioning a part of the support portion in the loose fitting groove in a loose fit (non-contact) state, the movable portion is prevented from being excessively deformed not only in the thickness direction but also in the surface direction due to the restriction by the support portion. be able to.

[適用例5]適用例1乃至4のいずれか一項に記載の物理量検出デバイスにおいて、前記物理量検出素子は、前記ベース部と前記可動部とを結ぶ方向に沿って延びる少なくとも一以上の振動梁を有する物理量検出部と、該物理量検出部の両端に接続された一対の基部と、を備え、前記基部の一方が前記ベース部に固定され、前記基部の他方が前記可動部に固定されたことを特徴とする。   Application Example 5 In the physical quantity detection device according to any one of Application Examples 1 to 4, the physical quantity detection element includes at least one vibrating beam extending along a direction connecting the base portion and the movable portion. And a pair of bases connected to both ends of the physical quantity detection unit, wherein one of the bases is fixed to the base unit and the other of the bases is fixed to the movable unit. It is characterized by.

例えば、加わる加速度等による可動部の変位に応じて振動梁が伸縮し、この際に生じる引っ張り応力、圧縮応力による振動梁の振動周波数の変化を加速度(物理量)に変換するという構成が可能となる。物理量検出器の可動部の変位を自身で規制する本構成は、この振動梁を備えた物理量検出素子に対する衝撃を緩和し、物理量検出素子の破損を回避するという観点において、より効果的であるといえる。   For example, the vibrating beam expands and contracts in accordance with the displacement of the movable part due to applied acceleration or the like, and a configuration in which a change in the vibration frequency of the vibrating beam due to the tensile stress or compressive stress generated at this time is converted into acceleration (physical quantity) is possible. . This configuration that regulates the displacement of the movable part of the physical quantity detector by itself is more effective in terms of alleviating the impact on the physical quantity detection element including the vibrating beam and avoiding damage to the physical quantity detection element. I can say that.

[適用例6]物理量検出器は、適用例1乃至5のいずれか一項に記載の物理量検出デバイスと、前記物理量検出デバイスを収容するパッケージと、を備えたことを特徴とする。   Application Example 6 A physical quantity detector includes the physical quantity detection device according to any one of Application Examples 1 to 5 and a package that accommodates the physical quantity detection device.

これによれば、上記適用例のいずれか一項に記載の物理量検出デバイスと、物理量検出デバイスを収容するパッケージと、を備えたことから、上記適用例のいずれか一項に記載の効果を奏する物理量検出器を提供することができる。   According to this, since the physical quantity detection device according to any one of the application examples described above and the package that accommodates the physical quantity detection device are provided, the effect according to any one of the application examples is achieved. A physical quantity detector can be provided.

[適用例7]本適用例にかかる電子機器は、適用例6に記載の物理量検出器を備えたことを特徴とする。   Application Example 7 An electronic apparatus according to this application example includes the physical quantity detector described in Application Example 6.

これによれば、電子機器は、適用例6に記載の物理量検出器を備えたことから、上記適用例のいずれか一項に記載の効果を奏する電子機器を提供することができる。   According to this, since the electronic apparatus includes the physical quantity detector described in Application Example 6, it is possible to provide an electronic apparatus that exhibits the effect described in any one of the above application examples.

(a)及び(b)は、第1実施形態の加速度検出デバイス(物理量検出デバイス)の外観斜視図、及び分解斜視図である。(A) And (b) is the external appearance perspective view of the acceleration detection device (physical quantity detection device) of 1st Embodiment, and an exploded perspective view. (a)(b)及び(c)はこの加速度検出デバイスの平面図、A−A断面図(正面縦断面図)、及び左側面図である。(A), (b), and (c) are the top view of this acceleration detection device, AA sectional drawing (front longitudinal sectional view), and a left side view. (a)(b)及び(c)は質量部の一例の構成を示す右側面斜視図、左側面斜視図、及び正面図である。(A) (b) And (c) is the right side perspective view, left side perspective view, and front view which show the structure of an example of a mass part. 加速度検出デバイスの動作について説明する模式断面図であり、(a)は可動部が図示下方(−Z方向)に変位した状態を示した図であり、(b)は、可動部が図示上方(+Z方向)に変位した状態を示す図である。It is a schematic cross section explaining the operation of the acceleration detection device, (a) is a diagram showing a state in which the movable part is displaced downward (−Z direction) in the figure, (b) is the upper part in the figure (b) It is a figure which shows the state displaced to (+ Z direction). (a)及び(b)は質量部の変形例を示す左側面図である。(A) And (b) is a left view which shows the modification of a mass part. (a)及び(b)は質量部の他の変形例を示す左側面図である。(A) And (b) is a left view which shows the other modification of a mass part. (a)はX軸方向への加速度が加わっていない状態を示す要部横断面図であり、(b)はX軸方向に加速−aが加わった場合、(c)はX軸方向に加速+aが加わった場合を示す要部横断面図である。(A) is a principal part cross-sectional view which shows the state where the acceleration to a X-axis direction is not added, (b) is acceleration to a X-axis direction,-(c) is an acceleration to a X-axis direction. It is a principal part cross-sectional view which shows the case where + a is added. (a)及び(b)は本発明の変形例に係るデバイス基板の構成を示す要部平面図である。(A) And (b) is a principal part top view which shows the structure of the device board | substrate which concerns on the modification of this invention. (a)及び(b)は本発明の加速度検出デバイス(物理量検出デバイス)の他の構成例を示す平面図、及び正面縦断面図(C−C断面図)である。(A) And (b) is the top view which shows the other structural example of the acceleration detection device (physical quantity detection device) of this invention, and a front longitudinal cross-sectional view (CC sectional drawing). (a)(b)及び(c)は加速度検出デバイスに使用する質量部の他の構成例を示す斜視図、正面図、及び右側面図である。(A) (b) And (c) is the perspective view, front view, and right view which show the other structural example of the mass part used for an acceleration detection device. (a)乃至(d)は、本発明の他の実施形態に係る加速度検出デバイス(物理量検出デバイス)の構成を示す分解斜視図、組立てた状態を示す斜視図、組み立てた状態の平面図、及び質量部の構成を示す斜視図である。(A) thru | or (d) are the exploded perspective views which show the structure of the acceleration detection device (physical quantity detection device) which concerns on other embodiment of this invention, the perspective view which shows the assembled state, the top view of the assembled state, and It is a perspective view which shows the structure of a mass part. (a)及び(b)は本発明の加速度検出デバイスをパッケージ内に収納した加速度検出器(物理量検出器)の構成を示す要部平面図、及びD−D縦断面図である。(A) And (b) is a principal part top view which shows the structure of the acceleration detector (physical quantity detector) which accommodated the acceleration detection device of this invention in the package, and DD longitudinal cross-sectional view. 本発明の一実施形態に係る傾斜計を示す模式斜視図である。It is a model perspective view which shows the inclinometer which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。
最初に、本発明の物理量検出デバイスの一例としての加速度検出デバイスについて説明する。図1(a)及び(b)は、本発明の一実施形態に係る加速度検出デバイス(物理量検出デバイス)の外観斜視図、及び分解斜視図であり、図2(a)(b)及び(c)はこの加速度検出デバイスの平面図、A−A断面図(正面縦断面図)、及び左側面図であり、図3(a)(b)及び(c)は質量部の一例の構成を示す右側面斜視図、左側面斜視図、及び正面図である。
なお、各配線は省略してあり、各構成要素の寸法比率は実際と異なる。また、本発明の物理量検出素子は、加速度、重力加速度、速度、力、距離等の各種物理量を検出する用途に供し得るが、以下の実施形態では主として物理量の一例としての加速度を検出する加速度検出デバイスについて説明する。
図1、図2に示すように、加速度検出デバイス(物理量検出デバイス)1は、平板状のベース部10と、ベース部10の内側端縁に継ぎ手部11を介して基端部(図面、右端部)を接続された矩形平板状の可動部12と、ベース部10と可動部12とに掛け渡された加速度検出素子(物理量検出素子)13と、平面視において、ベース部10の幅方向両端縁から可動部12の幅方向両側端縁に沿って非接触、且つ並行に延びた二本の支持部14と、可動部の先端部に固定された単一の質量部(錘部)15と、を備えている。ベース部10、継ぎ手部11、可動部12、支持部14は、同一材料(本例では水晶)から成るデバイス基板を構成している。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
First, an acceleration detection device as an example of the physical quantity detection device of the present invention will be described. FIGS. 1A and 1B are an external perspective view and an exploded perspective view of an acceleration detection device (physical quantity detection device) according to an embodiment of the present invention, and FIGS. ) Is a plan view, AA cross-sectional view (front vertical cross-sectional view), and left side view of the acceleration detecting device, and FIGS. 3A, 3B, and 3C show an example of a configuration of a mass part. They are a right side perspective view, a left side perspective view, and a front view.
In addition, each wiring is abbreviate | omitted and the dimension ratio of each component differs from actual. In addition, the physical quantity detection element of the present invention can be used for detecting various physical quantities such as acceleration, gravitational acceleration, speed, force, and distance, but in the following embodiments, acceleration detection that mainly detects acceleration as an example of a physical quantity. Describe devices.
As shown in FIGS. 1 and 2, the acceleration detection device (physical quantity detection device) 1 includes a flat base portion 10, and a base end portion (drawing, right end) via a joint portion 11 at an inner end edge of the base portion 10. Part), a movable part 12 having a rectangular flat plate shape, an acceleration detection element (physical quantity detection element) 13 spanned between the base part 10 and the movable part 12, and both ends in the width direction of the base part 10 in plan view. Two support portions 14 that extend in parallel with each other along the edges in the width direction of the movable portion 12 from the edge, and a single mass portion (weight portion) 15 that is fixed to the distal end portion of the movable portion, It is equipped with. The base part 10, the joint part 11, the movable part 12, and the support part 14 constitute a device substrate made of the same material (in this example, crystal).

本発明の加速度検出デバイス1の特徴は、ベース部10と、ベース部に継ぎ手部11を介して一端縁(基端縁)を接続された板状の可動部12と、ベース部10と可動部12とに跨って掛け渡された加速度検出素子、又は重力加速度検出素子(物理量検出素子)13と、平面視においてベース部から可動部12に沿って延びる部位を備えた支持部14と、可動部の先端縁と可動部の両主面に跨って配置した質量部15と、を備え、支持部14は、平面視においてベース部10側とは反対側の端部(先端部)が自由端部となっており、質量部15は、平面視(Z軸に沿った視たときの方向)と正面視(X軸に沿って視たときの方向)において、夫々一部が支持部14(支持部先端部14B)と重なり、可動部12は、主面12a、12bと交差する方向に加わる加速度、又は重力加速度(物理量)に応じて、継ぎ手部を支点にして主面と交差する方向に変位可能であり、質量部と支持部とが重なる各領域では、質量部と支持部との間に夫々隙間が設けられている構成にある。   The acceleration detection device 1 of the present invention is characterized by a base portion 10, a plate-like movable portion 12 having one end edge (base end edge) connected to the base portion via a joint portion 11, the base portion 10 and the movable portion. 12, an acceleration detecting element or a gravitational acceleration detecting element (physical quantity detecting element) 13 straddling the support part 14, a support part 14 having a portion extending from the base part along the movable part 12 in a plan view, and a movable part The support portion 14 has a free end portion on the opposite side to the base portion 10 side in a plan view (tip portion). The mass portion 15 is partially supported by the support portion 14 (supported) in a plan view (direction when viewed along the Z axis) and a front view (direction when viewed along the X axis). 14B), the movable part 12 intersects the main surfaces 12a and 12b. Can be displaced in the direction intersecting the main surface with the joint as a fulcrum according to the acceleration applied in the direction or gravity acceleration (physical quantity), and in each region where the mass part and the support part overlap, the mass part and support There is a configuration in which a gap is provided between each portion.

更に、加速度が加わらない時における質量部15、可動部12、及び加速度検出素子13の総重量の重心位置が、可動部12の厚さの範囲内に位置していることを他の特徴としている。   Furthermore, another feature is that the position of the center of gravity of the total weight of the mass unit 15, the movable unit 12, and the acceleration detection element 13 when no acceleration is applied is located within the thickness range of the movable unit 12. .

以下、更に詳細に説明する。
ベース部10、継ぎ手部11、可動部12、支持部14(デバイス基板)は、例えば、水晶の原石などから所定の角度で切り出された水晶基板を用いて一体で略平板状に形成されている。なお、可動部12と各支持部14との間には、両者を分割するスリット状の孔が設けられている。ベース部10、継ぎ手部11、可動部12、支持部14の外形形状は、フォトリソグラフィー、エッチングなどの技術を用いて精度よく形成されている。
This will be described in more detail below.
The base portion 10, the joint portion 11, the movable portion 12, and the support portion 14 (device substrate) are integrally formed in a substantially flat plate shape using a quartz substrate cut out from a rough crystal or the like at a predetermined angle, for example. . In addition, between the movable part 12 and each support part 14, the slit-shaped hole which divides | segments both is provided. The outer shapes of the base portion 10, the joint portion 11, the movable portion 12, and the support portion 14 are accurately formed using techniques such as photolithography and etching.

継ぎ手部11は、両主面12a、12b側からのハーフエッチングによって、ベース部10と可動部12とを区切るように、ベース部10と可動部12とを結ぶ方向(Y軸方向)と直交する方向(X軸方向)に沿って形成した溝部11aから構成されている。溝部11aにより、継ぎ手部11のY軸方向に沿った断面形状(図2(b)の形状)は、略H字状に形成されている。この継ぎ手部11により、可動部12は、主面12a(12b)と交差する方向(Z軸方向)に加わる加速度(物理量)に応じて、継ぎ手部11を支点(回転軸)にして主面12aと交差する方向(Z軸方向)に変位(回動)可能となっている。
2本の支持部14は、基端部14Aをベース部10の両端部に一体化されると共に、自由端状の先端部14Bは内側にL字状に屈曲した屈曲部となっている。つまり、2本の支持部14の先端部は連結することなく、離間した状態で対向配置されている。各先端部14Bの対向する先端縁間には空間Sが形成されており、後述するようにこの空間Sを利用して質量部15を外側から差込み、可動部先端縁に対して固定することが可能となる。
The joint portion 11 is orthogonal to the direction connecting the base portion 10 and the movable portion 12 (Y-axis direction) so as to divide the base portion 10 and the movable portion 12 by half-etching from both the main surfaces 12a and 12b. It is comprised from the groove part 11a formed along the direction (X-axis direction). The cross-sectional shape (shape of FIG. 2B) along the Y-axis direction of the joint portion 11 is formed in a substantially H shape by the groove portion 11a. By this joint portion 11, the movable portion 12 causes the principal surface 12a to have the joint portion 11 as a fulcrum (rotation axis) according to the acceleration (physical quantity) applied in the direction (Z-axis direction) intersecting the principal surface 12a (12b). Can be displaced (rotated) in a direction (Z-axis direction) intersecting with.
The two support portions 14 have a base end portion 14A integrated with both end portions of the base portion 10, and a free end-shaped tip portion 14B is a bent portion bent in an L shape inward. That is, the front end portions of the two support portions 14 are arranged so as to face each other without being connected. A space S is formed between the front end edges of each of the front end portions 14B. As described later, the mass portion 15 can be inserted from the outside using this space S and fixed to the front end edge of the movable portion. It becomes possible.

支持部14は、可動部12の外周縁(幅方向両側端縁)に対してスリットを介して対向配置(離間配置)されており、先端部14Bは、可動部12の先端縁(図1、図2の左端縁)を越えて延出している。
各支持部14は、パッケージ、基板などの外部部材に固定される部分である複数(ここでは4箇所)の固定部14a、14b、14c、14dを有し、平面視において、隣り合う固定部同士を結んで囲んだ範囲内(例えば、図2(a)の2点鎖線で囲んだ範囲内のように隣り合う固定部同士を結ぶ互いに交差し合わない線にて囲まれた範囲内)に、加速度検出デバイス1の重心Gが位置するように固定部14a〜14dが配置されている。なお、固定部が2箇所の場合には、固定部同士を結んだ直線上に重心Gが位置するように2箇所の固定部が配置されていればよい。
The support portion 14 is disposed (separated) through the slit with respect to the outer peripheral edge (side edges in the width direction) of the movable portion 12, and the distal end portion 14B is disposed at the distal end edge of the movable portion 12 (FIG. 1, FIG. It extends beyond the left edge of FIG.
Each support portion 14 has a plurality (four places here) of fixing portions 14a, 14b, 14c, and 14d that are portions fixed to an external member such as a package and a substrate, and the adjacent fixing portions are adjacent to each other in plan view. (For example, within a range surrounded by lines that do not cross each other, as in the range surrounded by the two-dot chain line in FIG. 2A). The fixing portions 14a to 14d are arranged so that the center of gravity G of the acceleration detection device 1 is located. In addition, when there are two fixing portions, it is only necessary that the two fixing portions are arranged so that the center of gravity G is positioned on a straight line connecting the fixing portions.

質量部15は、非分割の単一体であり、可動部の先端縁に両主面12a、12bを挟むように、且つ平面視において、その一部が少なくとも一方の支持部14の先端部14Bと重なるように接着剤を介して固定されている。
質量部15には、例えば、Cu、Auなどの金属に代表される比較的比重の大きい材料が用いられている。質量部15は、図3に示すように、側面形状が略H字型の概略直方体状であり、可動部12の先端縁と対向する一端面には可動部12の先端縁を差し込んで支持するための横方向へ延びるスリット状の固定溝(固定部)30が端面の横幅全長に渡って形成されている。固定溝30の上下幅は、可動部の先端縁を差し込んだ状態で接着剤16によって接着固定できる程度に、可動部先端縁の厚みよりも若干大きく設定されている。本例では、質量部15の幅方向寸法を可動部12先端の幅方向寸法と同等に設定しているが、若干狭くても良いし、広くても良い。即ち、質量部15の側面の幅方向寸法W3はデバイス基板(10、11、12、14)の幅方向寸法W4と同等であってもよいし、短くても良いし、或いは長くてもよい。
The mass portion 15 is a non-divided single body, and a part of the mass portion 15 and the distal end portion 14B of at least one support portion 14 in plan view so as to sandwich both main surfaces 12a and 12b between the distal end edges of the movable portion. It is fixed via an adhesive so as to overlap.
For the mass portion 15, for example, a material having a relatively large specific gravity represented by a metal such as Cu or Au is used. As shown in FIG. 3, the mass portion 15 has a substantially rectangular parallelepiped shape with a substantially H-shaped side surface, and supports the distal end edge of the movable portion 12 by inserting the distal end edge of the movable portion 12 opposite to the distal end edge. For this purpose, a slit-like fixing groove (fixing portion) 30 extending in the lateral direction is formed over the entire lateral width of the end face. The vertical width of the fixed groove 30 is set slightly larger than the thickness of the leading edge of the movable part to such an extent that it can be bonded and fixed by the adhesive 16 with the leading edge of the movable part inserted. In this example, although the width direction dimension of the mass part 15 is set to be equal to the width direction dimension of the distal end of the movable part 12, it may be slightly narrower or wider. That is, the width direction dimension W3 of the side surface of the mass part 15 may be equal to the width direction dimension W4 of the device substrate (10, 11, 12, 14), may be short, or may be long.

質量部15の幅方向両側面には、2つの支持部の屈曲した先端部(自由端部)14Bを非接触状態で受け容れるための遊嵌溝(被規制部)32が該両側面の前後方向全長に渡って形成されている。遊嵌溝32は、質量部15の幅方向両側面の厚さ方向中間部に支持部先端部14Bの厚さを越える上下幅となるように形成される。換言すれば、遊嵌溝32は、質量部の幅方向両端面に突設された上下の張出し部(被規制部)33、34の間に形成される。2つの遊嵌溝32の間に位置する中間部(被規制部)35の幅方向寸法W1は、2つの支持部先端部14Bの内側端縁間の空間Sの寸法W2よりも十分に小さく設定されている。また、質量部15の幅方向寸法W3は空間Sよりも大きく設定されている。
従って、図1(b)に示すように、両支持部14の外側から空間S内に質量部15の各遊嵌溝32を差し込みながら可動部先端縁に固定溝30を近づけてゆくことにより、図1(a)に示すように固定溝30内に可動部先端縁を差し込むことができる。質量部15の固定溝(固定部)30内に、可動部先端縁の中心部c1と質量部の中心部c2とが一致するように可動部先端縁を差し込んで位置決め固定した状態において、各支持部の先端部14Bの内側端縁が夫々対応する各遊嵌溝32内に遊嵌状態で入り込み、かつ各遊嵌溝内面と非接触となるように、遊嵌溝32(張出し部33、34、中間部35)の形状、及び寸法が設定されている。
On both side surfaces of the mass portion 15 in the width direction, there are loose fitting grooves (restricted portions) 32 for receiving the bent tip portions (free end portions) 14B of the two support portions in a non-contact state. It is formed over the entire length. The loose fitting groove 32 is formed in the middle portion in the thickness direction on both side surfaces in the width direction of the mass portion 15 so as to have a vertical width exceeding the thickness of the support portion front end portion 14B. In other words, the loose fitting groove 32 is formed between the upper and lower overhanging portions (restricted portions) 33 and 34 projecting from both end surfaces in the width direction of the mass portion. The width direction dimension W1 of the intermediate part (controlled part) 35 located between the two loose fitting grooves 32 is set to be sufficiently smaller than the dimension W2 of the space S between the inner end edges of the two support part front end parts 14B. Has been. Further, the width direction dimension W3 of the mass portion 15 is set larger than the space S.
Accordingly, as shown in FIG. 1B, by moving the fixed groove 30 closer to the distal end edge of the movable part while inserting each loose fitting groove 32 of the mass part 15 into the space S from the outside of the both support parts 14, As shown in FIG. 1A, the leading edge of the movable part can be inserted into the fixed groove 30. In the fixed groove (fixed portion) 30 of the mass portion 15, each support portion is fixed in a state where the movable portion tip edge is inserted and positioned and fixed so that the center portion c1 of the movable portion tip edge coincides with the center portion c2 of the mass portion. The loose fitting grooves 32 (the overhanging portions 33 and 34 so that the inner end edges of the front end portions 14B enter the respective loose fitting grooves 32 in a loosely fitted state and are not in contact with the inner surfaces of the loose fitting grooves. The shape and dimensions of the intermediate part 35) are set.

勿論、可動部先端縁と固定溝30の内奥部とが接触したときに、可動部先端縁と質量部の左右側面が並行となるように、固定溝30の形状が設定されている。
図1(a)、図2のように可動部に質量部を正しく位置決め固定した状態において、遊嵌溝32の内面(張出し部33の下面、張出し部34の上面、中間部35の両側面)は、可動部12がZ軸方向(厚さ方向)、及びX軸方向(面方向)へ変位しない場合には先端部14Bとは非接触の状態を維持する一方で、可動部が厚さ方向、及び面方向(横方向)へ所定距離以上変位したときにのみ、遊嵌溝の上下面、又は内壁に、ストッパーとして機能する先端部14Bが当接することによって夫々の方向への変位を規制されるように形状、寸法が設定されている。
Of course, the shape of the fixed groove 30 is set so that the leading edge of the movable part and the left and right side surfaces of the mass part are parallel when the leading edge of the movable part and the inner back part of the fixed groove 30 come into contact with each other.
In the state where the mass portion is correctly positioned and fixed to the movable portion as shown in FIGS. 1A and 2, the inner surface of the loose fitting groove 32 (the lower surface of the overhang portion 33, the upper surface of the overhang portion 34, and both side surfaces of the intermediate portion 35). When the movable part 12 is not displaced in the Z-axis direction (thickness direction) and the X-axis direction (plane direction), the movable part 12 is not in contact with the tip part 14B, while the movable part is in the thickness direction. Only when it is displaced by a predetermined distance or more in the surface direction (lateral direction), the tip portion 14B functioning as a stopper is brought into contact with the upper and lower surfaces or the inner wall of the loose fitting groove, so that the displacement in each direction is restricted. The shape and dimensions are set so that

図2(b)(c)に示すように先端部14Bの上下面と遊嵌溝32の上下面との間には隙間S1が形成され、先端部14Bの内側端縁と遊嵌溝32の内壁(中間部35の前後壁)との間には隙間S2が形成される。上下方向の隙間S1は、質量部の固定溝30を可動部先端縁に差し込んで固定することにより管理が容易であり、面方向の隙間S2は、可動部先端縁に対する質量部の横方向位置を精度よく確定することにより正確に管理することができる。
このため、従来のようにパッケージ内壁の形状、寸法との関係で可動部との衝突を回避したり、可動部が過剰に変形することを防止する必要がなくなる。
As shown in FIGS. 2B and 2C, a gap S1 is formed between the upper and lower surfaces of the distal end portion 14B and the upper and lower surfaces of the loose fitting groove 32, and the inner edge of the distal end portion 14B and the loose fitting groove 32 are formed. A gap S2 is formed between the inner wall (the front and rear walls of the intermediate portion 35). The vertical gap S1 is easy to manage by inserting and fixing the fixed groove 30 of the mass part into the distal end edge of the movable part, and the gap S2 in the surface direction is the lateral position of the mass part with respect to the distal end edge of the movable part. It can be managed accurately by determining with high accuracy.
For this reason, it is not necessary to avoid a collision with the movable part or to prevent the movable part from being excessively deformed in relation to the shape and size of the package inner wall as in the prior art.

また、2つの支持部の先端部14B間には空間Sが形成されており、しかも質量部15の両側面に形成された遊嵌溝(被規制部)32は、その内面(張出し部33、34、及び中間部35)が2つの先端部14Bに対して非接触となるように形状及び寸法設定されているため、図1(b)に示すように空間Sの外側から質量部15を差し込んで、固定溝30内に可動部12の先端縁を差込み、接着剤16により接着するだけで固定が完了する。接着剤は固定溝30内、或いは可動部の先端縁の何れか(或いは両方)に予め固定しておき、固定溝30内に可動部先端縁を差し込んだ状態で両部材に跨って接着剤が塗布されるように構成する。   In addition, a space S is formed between the front end portions 14B of the two support portions, and the loose fitting grooves (regulated portions) 32 formed on both side surfaces of the mass portion 15 have inner surfaces (projected portions 33, 34 and the intermediate portion 35) are set and shaped so as not to contact the two tip portions 14B, so that the mass portion 15 is inserted from the outside of the space S as shown in FIG. Thus, the fixing is completed simply by inserting the leading edge of the movable portion 12 into the fixing groove 30 and adhering with the adhesive 16. The adhesive is fixed in advance to either (or both) the fixed groove 30 or the leading edge of the movable part, and the adhesive is straddled across both members with the movable part leading edge inserted into the fixed groove 30. Configure to be applied.

本発明の質量部15は単一の部材から構成されているため、従来のように、予め二分割した重り片を夫々可動部の両面に対して個別に接着するために生産性が低下したり、位置精度、取付け方向にズレが発生し易くなるために各重り片の取付状態が一定とならず、これが不要なスプリアス振動モードを発生させる、という不具合を一挙に解決できる。
質量部15は、平面サイズを極力大きくするために、可動部12における継ぎ手部11側とは反対側の先端側(自由端側)から、加速度検出素子(物理量検出素子)13の手前まで延びている。なお、後述するように、質量部15を加速度検出素子13を避けて二股状に継ぎ手部11近傍まで延ばし、平面視において、略U字状に形成してもよい。
Since the mass portion 15 of the present invention is composed of a single member, productivity is reduced because the weight pieces divided in advance are individually bonded to both surfaces of the movable portion, respectively, as in the past. In addition, since the positional accuracy and the mounting direction are likely to be shifted, the mounting state of each weight piece is not constant, which can solve the problem of generating an unnecessary spurious vibration mode.
The mass portion 15 extends from the distal end side (free end side) opposite to the joint portion 11 side of the movable portion 12 to the front side of the acceleration detection element (physical quantity detection element) 13 in order to increase the planar size as much as possible. Yes. As will be described later, the mass portion 15 may be extended to the vicinity of the joint portion 11 in a bifurcated manner while avoiding the acceleration detecting element 13, and may be formed in a substantially U shape in plan view.

質量部15は、例えば機械加工により製造されるソリッドな一体物であるため、その共振点が高くなり、質量部を二分割している場合に比してスプリアスによる影響を受けにくい構造となっている。
接着剤16には、例えば、シリコーン樹脂系の熱硬化型接着剤が用いられている。接着剤16は、質量部15、或いは可動部先端縁の何れか一方に予め塗布される。熱応力の抑制の観点から接着剤は可動部12及び質量部15の一部の狭い範囲を接着するように塗布されるのが好ましい。質量部が2つの分割片から構成されている従来例に比して、質量部15を一体物とすることにより、接着作業が一回で完了し、製造手数が低減される。
Since the mass portion 15 is a solid unit manufactured by, for example, machining, the resonance point is high, and the mass portion 15 is less susceptible to spurious effects than when the mass portion is divided into two. Yes.
For the adhesive 16, for example, a silicone resin thermosetting adhesive is used. The adhesive 16 is applied in advance to either the mass part 15 or the leading edge of the movable part. From the viewpoint of suppressing thermal stress, the adhesive is preferably applied so as to adhere a narrow range of a part of the movable portion 12 and the mass portion 15. Compared to the conventional example in which the mass portion is composed of two divided pieces, by making the mass portion 15 as an integral body, the bonding operation is completed at one time, and the number of manufacturing steps is reduced.

加速度検出素子(物理量検出素子)13は、ベース部10と可動部12とを結ぶ方向(Y軸方向)に沿って延びる少なくとも一本以上(ここでは2本)の角柱状であって、X軸方向に屈曲振動をする振動梁13a、13bを有する加速度検出部13cと、加速度検出部(物理量検出部)13cの両端に接続された一対の基部13d、13eと、を備えている。加速度検出素子13は、2本の振動梁13a、13bと一対の基部13d、13eとで二組の音叉を構成することから、双音叉素子(双音叉型振動片)とも呼ばれている。加速度検出素子13は、例えば、水晶の原石などから所定の角度で切り出された水晶基板を用いて、加速度検出部13cと基部13d、13eとが一体で略平板状に形成されている。また、加速度検出素子13の外形形状は、フォトリソグラフィー、エッチングなどの技術を用いて精度よく形成されている。   The acceleration detection element (physical quantity detection element) 13 has at least one (two in this case) prismatic shape extending in the direction connecting the base portion 10 and the movable portion 12 (Y-axis direction), and has an X-axis. An acceleration detector 13c having vibrating beams 13a and 13b that flexurally vibrate in a direction, and a pair of bases 13d and 13e connected to both ends of the acceleration detector (physical quantity detector) 13c are provided. The acceleration detecting element 13 is also called a double tuning fork element (double tuning fork type vibrating piece) because the two vibrating beams 13a and 13b and the pair of base portions 13d and 13e constitute two sets of tuning forks. For example, the acceleration detection element 13 is formed of a quartz substrate cut out from a quartz crystal or the like at a predetermined angle, and the acceleration detection unit 13c and the bases 13d and 13e are integrally formed in a substantially flat plate shape. Further, the outer shape of the acceleration detecting element 13 is accurately formed by using techniques such as photolithography and etching.

加速度検出素子13は、一方の基部13dが可動部12の主面12a側に、例えば、低融点ガラス、共晶接合可能なAu/Sn合金被膜などの接合部材17を介して固定され、他方の基部13eがベース部10の主面10a側(可動部12の主面12aと同じ側)に接合部材17を介して固定されている。なお、加速度検出素子13と、ベース部10の主面10a及び可動部12の主面12aとの間には、可動部12の変位時に加速度検出素子13とベース部10及び可動部12とが互いに接触しないように、所定の隙間が設けられている。この隙間は、本実施形態では、接合部材17の厚さで管理されている。   In the acceleration detecting element 13, one base portion 13d is fixed to the main surface 12a side of the movable portion 12 via, for example, a bonding member 17 such as a low melting point glass or an Au / Sn alloy coating capable of eutectic bonding. The base portion 13 e is fixed to the main surface 10 a side of the base portion 10 (the same side as the main surface 12 a of the movable portion 12) via the joining member 17. In addition, between the acceleration detection element 13 and the main surface 10a of the base part 10 and the main surface 12a of the movable part 12, when the movable part 12 is displaced, the acceleration detection element 13, the base part 10 and the movable part 12 are mutually connected. A predetermined gap is provided to prevent contact. This gap is managed by the thickness of the joining member 17 in this embodiment.

加速度検出素子13は、振動梁13a、13bの図示しない励振電極(駆動電極)から基部13eに引き出された引き出し電極13f、13gが、例えば、Au、Alなどの金属ワイヤー18によって、ベース部10の主面10aに設けられた接続端子10b、10cと接続されている。詳述すると、引き出し電極13fは、接続端子10bと接続され、引き出し電極13gは、接続端子10cと接続されている。ベース部10の接続端子10b、10cは、図示しない配線によって支持部14の外部接続端子14e、14fと接続されている。詳述すると、接続端子10bは、外部接続端子14eと接続され、接続端子10cは、外部接続端子14fと接続されている。なお、励振電極、引き出し電極13f、13g、接続端子10b、10c、外部接続端子14e、14fは、例えば、Crを下地層とし、その上にAuが積層された構成となっている。   The acceleration detecting element 13 includes lead electrodes 13f and 13g drawn out from excitation electrodes (drive electrodes) (not shown) of the vibrating beams 13a and 13b to the base portion 13e by metal wires 18 such as Au and Al. It is connected to connection terminals 10b and 10c provided on the main surface 10a. Specifically, the lead electrode 13f is connected to the connection terminal 10b, and the lead electrode 13g is connected to the connection terminal 10c. The connection terminals 10b and 10c of the base part 10 are connected to the external connection terminals 14e and 14f of the support part 14 by wiring not shown. Specifically, the connection terminal 10b is connected to the external connection terminal 14e, and the connection terminal 10c is connected to the external connection terminal 14f. The excitation electrodes, lead electrodes 13f and 13g, connection terminals 10b and 10c, and external connection terminals 14e and 14f have a structure in which, for example, Cr is used as a base layer and Au is stacked thereon.

次に、加速度検出デバイス1の動作について説明する。
図4は加速度検出デバイスの動作について説明する模式断面図である。図4(a)は、可動部が図示下方(−Z方向)に変位した状態を示し、図4(b)は、可動部が図示上方(+Z方向)に変位した状態を示す。
図4(a)に示すように、加速度検出デバイス1は、Z軸方向に加わる加速度−gに応じて、可動部12が、継ぎ手部11を支点にして−Z方向に変位した場合、加速度検出素子13には、Y軸方向に基部13dと基部13eとが互いに離れる方向への引っ張り力が加わり、加速度検出部13cの振動梁13a、13bに引っ張り応力が生じる。これにより、加速度検出デバイス1は、例えば、巻き上げられた弦楽器の弦のように、加速度検出部13cの振動梁13a、13bの振動周波数(以下、共振周波数ともいう)が高くなる方に変化する。
Next, the operation of the acceleration detection device 1 will be described.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining the operation of the acceleration detection device. 4A shows a state in which the movable part is displaced downward (−Z direction) in the figure, and FIG. 4B shows a state in which the movable part is displaced upward in the figure (+ Z direction).
As shown in FIG. 4A, the acceleration detecting device 1 detects the acceleration when the movable portion 12 is displaced in the −Z direction with the joint portion 11 as a fulcrum according to the acceleration −g applied in the Z-axis direction. A tensile force is applied to the element 13 in a direction in which the base portion 13d and the base portion 13e are separated from each other in the Y-axis direction, and tensile stress is generated in the vibration beams 13a and 13b of the acceleration detection portion 13c. Thereby, the acceleration detection device 1 changes to the one where the vibration frequency (henceforth a resonance frequency) of the vibration beams 13a and 13b of the acceleration detection part 13c becomes high like the string of the wound stringed instrument, for example.

一方、図4(b)に示すように、加速度検出デバイス1は、Z軸方向に加わる加速度+gに応じて、可動部12が、継ぎ手部11を支点にして+Z方向に変位した場合、加速度検出素子13には、Y軸方向に基部13dと基部13eとが互いに近づく方向の圧縮力が加わり、加速度検出部13cの振動梁13a、13bに圧縮応力が生じる。これにより、加速度検出デバイス1は、例えば、巻き戻された弦楽器の弦のように、加速度検出部13cの振動梁13a、13bの共振周波数が低くなる方に変化する。
加速度検出デバイス1は、この共振周波数の変化を検出している。Z軸方向に加わる加速度(+g、−g)は、こ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。
On the other hand, as shown in FIG. 4B, the acceleration detection device 1 detects the acceleration when the movable part 12 is displaced in the + Z direction with the joint part 11 as a fulcrum according to the acceleration + g applied in the Z-axis direction. A compressive force is applied to the element 13 in a direction in which the base 13d and the base 13e approach each other in the Y-axis direction, and compressive stress is generated in the vibrating beams 13a and 13b of the acceleration detector 13c. Thereby, the acceleration detection device 1 changes so that the resonant frequency of the vibration beams 13a and 13b of the acceleration detection part 13c becomes low like the string of the rewinded stringed instrument, for example.
The acceleration detection device 1 detects this change in resonance frequency. The acceleration (+ g, -g) applied in the Z-axis direction is derived by converting it into a numerical value determined by a look-up table or the like according to the detected change rate of the resonance frequency.

ここで、図4(a)に示すように、加速度検出デバイス1は、Z軸方向に加わる加速度−gが所定の大きさよりも大きい場合、可動部12に固定された質量部15の両側面に形成した遊嵌溝(被規制部)32の天井面に先端部14Bの上面が接触する。これにより、加速度検出デバイス1は、加速度−gに応じて−Z方向に変位する可動部12の変位を、所定の範囲(隙間S1に相当)内に規制する。
一方、図4(b)に示すように、加速度検出デバイス1は、Z軸方向に加わる加速度+gが所定の大きさよりも大きい場合、可動部12に固定された質量部15の両側面に形成した遊嵌溝32の底面に先端部14Bの下面が接触する。これにより、加速度検出デバイス1は、加速度+gに応じて+Z方向に変位する可動部12の変位を、所定の範囲(隙間S1に相当)内に規制する。
Here, as shown in FIG. 4A, the acceleration detecting device 1 is provided on both side surfaces of the mass portion 15 fixed to the movable portion 12 when the acceleration −g applied in the Z-axis direction is larger than a predetermined size. The upper surface of the tip portion 14 </ b> B comes into contact with the ceiling surface of the formed loose fitting groove (restricted portion) 32. Thereby, the acceleration detection device 1 regulates the displacement of the movable part 12 that is displaced in the −Z direction according to the acceleration −g within a predetermined range (corresponding to the gap S1).
On the other hand, as shown in FIG. 4B, the acceleration detection device 1 is formed on both side surfaces of the mass portion 15 fixed to the movable portion 12 when the acceleration + g applied in the Z-axis direction is larger than a predetermined size. The bottom surface of the distal end portion 14B contacts the bottom surface of the loose fitting groove 32. Thereby, the acceleration detection device 1 regulates the displacement of the movable portion 12 that is displaced in the + Z direction according to the acceleration + g within a predetermined range (corresponding to the gap S1).

上述したように、本実施形態の加速度検出デバイス1は、可動部12の両主面12a、12bに跨って、且つ遊嵌溝32内に各支持部の先端部14Bが遊嵌するように質量部15が配置されており、可動部12がZ軸方向に加わる加速度(+g、−g)に応じて継ぎ手部11を支点にしてZ軸方向に変位可能であり、質量部の遊嵌溝32と支持部の先端部14Bとの間に上下方向の隙間S1が設けられている。このことから、加速度検出デバイス1は、加速度に応じてZ軸方向に変位する可動部12の変位を、可動部12の両主面12a、12bに跨って固定された質量部15が隙間S1分変位して支持部14と接触することによって、所定の範囲内に規制することができる。   As described above, the acceleration detection device 1 of the present embodiment has a mass so that the leading end portions 14B of the respective support portions are loosely fitted across the main surfaces 12a and 12b of the movable portion 12 and in the loose fitting grooves 32. The portion 15 is disposed and can be displaced in the Z-axis direction with the joint portion 11 as a fulcrum according to the acceleration (+ g, −g) applied to the movable portion 12 in the Z-axis direction. And a front end portion 14B of the support portion is provided with a vertical gap S1. From this, the acceleration detection device 1 is configured such that the mass portion 15 fixed across the two principal surfaces 12a and 12b of the movable portion 12 has a clearance S1 as the displacement of the movable portion 12 that is displaced in the Z-axis direction according to the acceleration. By being displaced and coming into contact with the support portion 14, it can be regulated within a predetermined range.

この結果、加速度検出デバイス1は、自身に可動部12の変位を規制するストッパーとなる支持部14の先端部14Bを設けたことから、例えば、外部部材であるパッケージに依存することなく可動部12の変位を自身で規制することが可能となる。したがって、加速度検出デバイス1は、例えば、外部部材であるパッケージの内面と加速度検出デバイス1との隙間を、質量部15の遊嵌溝32と支持部14との上下隙間S1よりも十分に大きく設定することが可能となり、従来のような、パッケージの内面との衝突や強度の限界を超える変位による、可動部12や加速度検出素子13の破損を回避することができる。   As a result, since the acceleration detection device 1 is provided with the tip end portion 14B of the support portion 14 serving as a stopper for restricting the displacement of the movable portion 12, the movable portion 12 does not depend on, for example, a package that is an external member. It becomes possible to regulate the displacement of itself. Therefore, in the acceleration detection device 1, for example, the gap between the inner surface of the package, which is an external member, and the acceleration detection device 1 is set to be sufficiently larger than the vertical gap S1 between the loose fitting groove 32 of the mass portion 15 and the support portion 14. This makes it possible to avoid damage to the movable portion 12 and the acceleration detecting element 13 due to a collision with the inner surface of the package and a displacement exceeding the limit of the strength as in the prior art.

加えて、加速度検出デバイス1は、質量部15の遊嵌溝32内壁と支持部の先端部14Bとの間の隙間S1のばらつきに、例えば、パッケージなどの外部部材の寸法ばらつき(寸法公差)が、ばらつき要因として加わることがない。このことから、加速度検出デバイス1は、遊嵌溝32の上下内壁と支持部の先端部14Bとの間の隙間S1のばらつきを、従来のパッケージ内面と加速度検出デバイスとの隙間のばらつきよりも小さくすることが可能となる。これにより、加速度検出デバイス1は、従来のような、可動部12の変位が設定より狭い範囲に規制され、設定された加速度検出範囲を満足できないという不具合を回避することができる。
また、加速度検出デバイス1は、自身に可動部12の変位を規制するとしての支持部先端部14Bを設けたことから、従来構成では不可能であった、可動部12の変位の規制具合を、例えば、パッケージなどの外部部材に収容する前に確認することができる。これにより、加速度検出デバイス1は、従来と比較して、良品率が格段に向上し、実使用時における破損などの不具合を低減することができる。
In addition, in the acceleration detection device 1, the variation in the gap S1 between the inner wall of the loose fitting groove 32 of the mass portion 15 and the tip end portion 14B of the support portion is caused by, for example, the dimensional variation (dimensional tolerance) of an external member such as a package. It is not added as a variation factor. Therefore, the acceleration detection device 1 has a smaller variation in the gap S1 between the upper and lower inner walls of the loose fitting groove 32 and the tip end portion 14B of the support portion than the variation in the gap between the conventional package inner surface and the acceleration detection device. It becomes possible to do. Thereby, the acceleration detection device 1 can avoid the trouble that the displacement of the movable portion 12 is restricted to a range narrower than the setting and cannot satisfy the set acceleration detection range, as in the prior art.
Further, since the acceleration detection device 1 is provided with the support portion distal end portion 14B for restricting the displacement of the movable portion 12, the acceleration detection device 1 can regulate the displacement of the movable portion 12, which is impossible with the conventional configuration. For example, it can be confirmed before being housed in an external member such as a package. Thereby, compared with the past, the acceleration detection device 1 can improve a non-defective product rate markedly, and can reduce problems, such as breakage at the time of actual use.

また、加速度検出デバイス1は、平面視において、支持部14の先端部間が連続することによってコ字状になってはおらず、支持部とベース部10とによって可動部12を囲む略矩形の環状とはなっていない。このため、加速度検出デバイスに外部応力が加わった場合に支持部14がベース部10に対して柔軟に変形することができ、外部応力によるスプリアスを低減し、その悪影響が加速度検出素子13に加わることを防止できる。
また、加速度検出デバイス1は、支持部14が4箇所に固定部14a〜14dを有し、平面視において隣り合う固定部同士を結んで囲んだ範囲内に、加速度検出デバイスの重心Gが位置するように固定部14a〜14dが配置されている。このことから、加速度検出デバイス1は、いずれかの方向へ傾くことなく安定した姿勢で、例えば、パッケージなどの外部部材に固定することができる。なお、加速度検出デバイス1は、固定部が2箇所の場合には、固定部同士を結んだ直線上に重心Gが位置するように2箇所の固定部が配置されていれば、同様の効果を奏することができる。
Further, the acceleration detection device 1 does not have a U-shape when the tip portion of the support portion 14 is continuous in a plan view, and is a substantially rectangular annular shape surrounding the movable portion 12 by the support portion and the base portion 10. It is not. For this reason, when an external stress is applied to the acceleration detection device, the support portion 14 can be flexibly deformed with respect to the base portion 10 to reduce spurious due to the external stress, and the adverse effect is applied to the acceleration detection element 13. Can be prevented.
Further, the acceleration detection device 1 has four support portions 14 a to 14 d in the support portion 14, and the center of gravity G of the acceleration detection device is located within a range surrounded by connecting the adjacent fixed portions in plan view. Thus, the fixing portions 14a to 14d are arranged. From this, the acceleration detection device 1 can be fixed to an external member such as a package in a stable posture without inclining in any direction. In the case where the acceleration detecting device 1 has two fixing portions, the same effect can be obtained if the two fixing portions are arranged so that the center of gravity G is positioned on a straight line connecting the fixing portions. Can play.

また、加速度検出素子13は、Y軸方向に沿って延びる2本の振動梁13a、13bを有する加速度検出部13cと、加速度検出部13cの両端に接続された一対の基部13d、13eと、を備え、一方の基部13dが可動部12に固定され、他方の基部13eがベース部10に固定されている。これによって、加速度検出デバイス1は、Z軸方向に加わる加速度による可動部12のZ軸方向の変位に応じて振動梁13a、13bがY軸方向に伸縮し、この際に生じる引っ張り応力、圧縮応力による共振周波数の変化を加速度に変換するという検出感度の高い構成が可能となっている。加速度検出デバイス1の可動部12のZ軸方向の変位を自身で規制する本構成は、この振動梁13a、13bを備えた加速度検出素子13に対する衝撃を緩和し、加速度検出素子13の破損を回避するという観点において、より効果的であるといえる。   The acceleration detection element 13 includes an acceleration detection unit 13c having two vibrating beams 13a and 13b extending along the Y-axis direction, and a pair of bases 13d and 13e connected to both ends of the acceleration detection unit 13c. Provided, one base portion 13 d is fixed to the movable portion 12, and the other base portion 13 e is fixed to the base portion 10. As a result, in the acceleration detection device 1, the vibrating beams 13a and 13b expand and contract in the Y-axis direction according to the displacement in the Z-axis direction of the movable portion 12 due to the acceleration applied in the Z-axis direction. Therefore, it is possible to realize a configuration with high detection sensitivity that converts a change in the resonance frequency due to the above to acceleration. The present configuration that regulates the displacement in the Z-axis direction of the movable portion 12 of the acceleration detection device 1 by itself reduces the impact on the acceleration detection element 13 including the vibrating beams 13a and 13b, and avoids damage to the acceleration detection element 13. It can be said that it is more effective from the viewpoint of doing.

なお、加速度検出素子13を可動部12の主面12a側に代えて、主面12b側に備えてもよく、主面12a側及び主面12b側の両方に備えてもよい。また、また、加速度検出デバイス1は、加速度検出素子13の引き出し電極13f、13gが、ベース部10の接続端子10b、10cと、金属ワイヤー18に代えて導電性接着剤で接続されていてもよい。なお、これらの付帯事項は、以下の変形例にも適用可能である。
なお、加速度検出デバイス1は、Z軸方向に加わる加速度が一方向のみ(+gのみ、または−gのみ)の場合には、支持部先端部14Bに接触しない方の質量部の遊嵌溝32の上下に位置する張出し部33、34の何れか一方を除去するようにしてもよい。
The acceleration detecting element 13 may be provided on the main surface 12b side instead of the main surface 12a side of the movable portion 12, or may be provided on both the main surface 12a side and the main surface 12b side. Further, in the acceleration detection device 1, the lead electrodes 13 f and 13 g of the acceleration detection element 13 may be connected to the connection terminals 10 b and 10 c of the base portion 10 by a conductive adhesive instead of the metal wire 18. . These incidental items can also be applied to the following modifications.
In the acceleration detecting device 1, when the acceleration applied in the Z-axis direction is only in one direction (only + g or only -g), the loose fitting groove 32 of the mass portion that does not contact the support portion distal end portion 14B. You may make it remove any one of the overhang | projection parts 33 and 34 located up and down.

即ち、図5(a)及び(b)は質量部の変形例を示す側面図(図2で言えば左側面図)であり、図5(a)に示した変形例では、下側の張出し部(被規制部)34を除去した構成となっている。即ち、加速度検出デバイス1に対してZ軸方向へ加わる加速度が−g方向のみである場合には、下側の張出し部34は不要であり、上側の張出し部33だけを設ければ足りる。逆に、図示しないが加速度検出デバイス1に対してZ軸方向へ加わる加速度が+g方向のみである場合には、上側の張出し部33は不要であり、下側の張出し部34だけを設ければ足りる。
或いは、図5(b)のように一方の支持部14(先端部14B)と対応する側だけに張出し部33(或いは、張出し部34)を設けても良い。
つまり、質量部15は対称形状である必要はなく、加速度が加わらない時における質量部15、可動部12、及び加速度検出素子13の総重量の重心位置が、可動部12の厚さの範囲内に位置していればよい。
5 (a) and 5 (b) are side views (left side view in FIG. 2) showing a modification of the mass part, and in the modification shown in FIG. 5 (a), the lower overhang is shown. The portion (the restricted portion) 34 is removed. That is, when the acceleration applied to the acceleration detection device 1 in the Z-axis direction is only in the −g direction, the lower overhanging portion 34 is unnecessary, and it is sufficient to provide only the upper overhanging portion 33. Conversely, although not shown, when the acceleration applied to the acceleration detection device 1 in the Z-axis direction is only in the + g direction, the upper overhang portion 33 is unnecessary, and only the lower overhang portion 34 is provided. It ’s enough.
Or you may provide the overhang | projection part 33 (or overhang | projection part 34) only in the side corresponding to one support part 14 (front-end | tip part 14B) like FIG.5 (b).
That is, the mass part 15 does not need to be symmetrical, and the center of gravity position of the total weight of the mass part 15, the movable part 12, and the acceleration detection element 13 when no acceleration is applied is within the thickness range of the movable part 12. As long as it is located in

次に、図6(a)及び(b)は質量部の他の変形例を示す左側面図であり、図6(a)の質量部15は一方の幅方向側面には上側の張出し部33だけを設け、他方の幅方向側面には下側の張出し部34だけを設けた構成例であり、(b)の質量部15は一方の幅方向側面のみに被規制部としての遊嵌溝32(張出し部33、34)を設けた構成例である。
このようにZ軸方向へ加わる加速度が−g方向、又は+g方向のみである場合であっても、質量部15の両側面に必ず上下の張出し部33、34を設ける必要がある訳ではない。
Next, FIGS. 6A and 6B are left side views showing other modified examples of the mass part, and the mass part 15 in FIG. This is a configuration example in which only the lower protruding portion 34 is provided on the other side surface in the width direction, and the mass portion 15 in (b) is a loose fitting groove 32 as a restricted portion only on one side surface in the width direction. This is a configuration example in which (overhang portions 33 and 34) are provided.
Thus, even when the acceleration applied in the Z-axis direction is only in the −g direction or the + g direction, it is not always necessary to provide the upper and lower projecting portions 33 and 34 on both side surfaces of the mass portion 15.

次に、本発明の質量部15には支持部先端部14Bの内側端縁と対向する中間部(被規制部)35が設けられているため、可動部12が+X方向、又は−X方向へ変位した時には何れか一方の支持部先端部14Bが中間部35と接触し、所定以上の変位を規制(阻止)される。
即ち、図7(a)はX軸方向への加速度が加わっていない状態を示す要部横断面図であり、(b)はX軸方向に加速−aが加わった場合、(c)はX軸方向に加速+aが加わった場合を示す要部横断面図である。図7は図2(b)のB−B断面図に相当する。
加速度検出デバイス1は、図7(b)に示すように、X軸方向に加わる加速度−aが所定の値よりも大きい場合、可動部12に固定された質量部15の一方の側面に形成した遊嵌溝32の内壁である中間部(被規制部)35に一方の先端部14Bの内側端縁が接触する。これにより、加速度検出デバイス1は、加速度−aに応じて−X方向に変位する可動部12の変位を、所定の範囲(隙間S2に相当)内に規制する。
Next, since the mass part 15 of the present invention is provided with an intermediate part (controlled part) 35 that faces the inner edge of the support part tip part 14B, the movable part 12 moves in the + X direction or the -X direction. At the time of displacement, any one of the support portion tip portions 14B comes into contact with the intermediate portion 35, and displacement exceeding a predetermined amount is restricted (blocked).
7A is a cross-sectional view of the main part showing a state in which no acceleration is applied in the X-axis direction, and FIG. 7B is a case where acceleration −a is applied in the X-axis direction. It is a principal part cross-sectional view which shows the case where acceleration + a is added to the axial direction. FIG. 7 corresponds to the BB cross-sectional view of FIG.
As shown in FIG. 7B, the acceleration detection device 1 is formed on one side surface of the mass portion 15 fixed to the movable portion 12 when the acceleration −a applied in the X-axis direction is larger than a predetermined value. The inner edge of one tip portion 14 </ b> B comes into contact with the intermediate portion (controlled portion) 35 that is the inner wall of the loose fitting groove 32. Thereby, the acceleration detection device 1 regulates the displacement of the movable portion 12 that is displaced in the −X direction according to the acceleration −a within a predetermined range (corresponding to the gap S2).

一方、図7(b)に示すように、X軸方向に加わる加速度+aが所定の値よりも大きい場合、可動部12に固定された質量部15の他方の側面に形成した遊嵌溝32の内壁である中間部(被規制部)35に他方の先端部14Bの内側端縁が接触する。これにより、加速度検出デバイス1は、加速度+aに応じて+X軸方向に変位する可動部12の変位を、所定の範囲(隙間S2に相当)内に規制される。
このように可動部のX軸方向への過大な変位を、支持部が中間部35と接することにより規制されるため、パッケージの内面との衝突や強度の限界を超える変位による、可動部や加速度検出素子の破損を回避することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 7B, when the acceleration + a applied in the X-axis direction is larger than a predetermined value, the loose fitting groove 32 formed on the other side surface of the mass portion 15 fixed to the movable portion 12. The inner edge of the other tip portion 14B comes into contact with an intermediate portion (controlled portion) 35 that is an inner wall. Thereby, the acceleration detection device 1 restricts the displacement of the movable portion 12 that is displaced in the + X-axis direction according to the acceleration + a within a predetermined range (corresponding to the gap S2).
Since the excessive displacement of the movable portion in the X-axis direction is restricted by the support portion coming into contact with the intermediate portion 35, the movable portion and the acceleration caused by the collision with the inner surface of the package or the displacement exceeding the limit of the strength. Damage to the detection element can be avoided.

次に、可動部の先端縁に対して質量部15を位置決め性よく固定するためには例えば図8に示した如き構成が効果的である。
即ち、図8(a)及び(b)は本発明の変形例に係るデバイス基板(ベース部10、継ぎ手部11、可動部12)の構成を示す要部平面図であり、このデバイス基板は可動部12の先端縁の幅方向両端部に同一形状の小突片12cを設けたことにより、2つの小突片12cと、小突片間に位置する中間先端縁12dとを利用して質量部15を正確に取り付けることを可能としている。
Next, for example, the configuration shown in FIG. 8 is effective for fixing the mass portion 15 with good positioning with respect to the leading edge of the movable portion.
8A and 8B are main part plan views showing the configuration of a device substrate (base portion 10, joint portion 11, movable portion 12) according to a modification of the present invention, and this device substrate is movable. By providing the small protrusions 12c having the same shape at both ends in the width direction of the front end edge of the portion 12, the mass part using the two small protrusions 12c and the intermediate front end edge 12d positioned between the small protrusions 15 can be attached accurately.

即ち、この例では、可動部12の先端縁に質量部の固定溝30を差し込む位置を一義的に確定するために、固定溝30が嵌合する中間先端縁12bを除いた両端部に小突片12cを設けている。質量部15を可動部先端縁に組み付ける際に、固定溝30が小突片12cを回避するように、換言すれば、小突片12cをガイドとして固定溝を中間先端縁12bに差し込むことにより、可動部先端縁の中心部c1と質量部の中心部c2とが一致した状態で組付けを完了することができる。
このため、組み付け作業性を高め、不良品発生率を減少させることができる。
That is, in this example, in order to uniquely determine the position at which the fixed groove 30 of the mass part is inserted into the distal end edge of the movable portion 12, small bumps are formed at both ends excluding the intermediate distal end edge 12b to which the fixed groove 30 is fitted. A piece 12c is provided. When the mass portion 15 is assembled to the distal end edge of the movable portion, the fixed groove 30 avoids the small protruding piece 12c, in other words, by inserting the fixed groove into the intermediate distal end edge 12b using the small protruding piece 12c as a guide, Assembly can be completed in a state where the center part c1 of the movable part front end edge and the center part c2 of the mass part coincide.
For this reason, assembly workability | operativity can be improved and a defective product generation rate can be reduced.

次に、図9(a)及び(b)は本発明の加速度検出デバイス(物理量検出デバイス)の他の構成例を示す平面図、及び正面縦断面図(C−C断面図)であり、図10(a)(b)及び(c)はこの加速度検出デバイスに使用する質量部の構成を示す斜視図、正面図、及び右側面図である。なお、前記実施形態に係る加速度検出デバイスと同一部分には同一符号を付して説明する。   Next, FIGS. 9A and 9B are a plan view and a front longitudinal sectional view (CC sectional view) showing another configuration example of the acceleration detecting device (physical quantity detecting device) of the present invention. 10 (a), (b), and (c) are a perspective view, a front view, and a right side view showing a configuration of a mass part used in this acceleration detection device. The same parts as those of the acceleration detection device according to the embodiment will be described with the same reference numerals.

本実施形態に係る加速度検出デバイス1は、質量部15の一端面、即ち固定溝30を形成した端面の幅方向両端部からベース部10へ向けて張出し突部36を突設した構成が前記実施形態と異なっている。各張出し突部36の厚さ方向中間部には、固定溝30内に可動部12の端縁を差し込む際の経路となる中間空所37が形成されているため、各張出し突部36は、可動部の第1の主面12aと対向する上部突部36aと、第2の主面12bと対向する下部突部36bとから構成される。   The acceleration detecting device 1 according to the present embodiment has the configuration in which the protruding protrusions 36 project from the one end surface of the mass portion 15, that is, the both end portions in the width direction of the end surface where the fixing groove 30 is formed, toward the base portion 10. It is different from the form. Since an intermediate space 37 serving as a path for inserting the end edge of the movable portion 12 into the fixed groove 30 is formed in the intermediate portion in the thickness direction of each overhang projection 36, each overhang projection 36 is The upper protrusion 36a is opposed to the first main surface 12a of the movable part, and the lower protrusion 36b is opposed to the second main surface 12b.

本実施形態では、張出し突部36を追加して質量部15の質量を大きくすることにより加速度検出素子13の周波数の変化量を大きくして、加速度検出デバイスの感度を高めることができる。
次に、図11(a)乃至(d)は、本発明の他の実施形態に係る加速度検出デバイス(物理量検出デバイス)の構成を示す分解斜視図、組み立てた状態を示す斜視図、平面図、及び質量部の構成を示す斜視図である。
In this embodiment, the amount of change in the frequency of the acceleration detection element 13 can be increased by adding the overhanging protrusion 36 to increase the mass of the mass portion 15, thereby increasing the sensitivity of the acceleration detection device.
Next, FIGS. 11A to 11D are an exploded perspective view showing a configuration of an acceleration detection device (physical quantity detection device) according to another embodiment of the present invention, a perspective view showing an assembled state, and a plan view. It is a perspective view which shows the structure of a mass part.

上記実施形態に係る加速度検出デバイス1は、ベース部10の幅方向両端部から夫々一本ずつ、合計二本の支持部14を突出させているが、本実施形態の支持部14は一本である。支持部14を一本とした場合には質量部15の形状もそれに応じて変更される。質量部15は対称形状をなしていないが、質量部の重心位置が可動部12の厚みの範囲内にあるように構成することにより加速度検出デバイスとして機能することができる。
次に、図1乃至図3に示した実施形態に係る加速度検出デバイスをパッケージ内に収納することにより構成した加速度検出器について説明する。
In the acceleration detection device 1 according to the above-described embodiment, a total of two support portions 14 are protruded one by one from both ends of the base portion 10 in the width direction, but the support portion 14 of this embodiment is one. is there. When the number of the support parts 14 is one, the shape of the mass part 15 is also changed accordingly. Although the mass portion 15 does not have a symmetrical shape, the mass portion 15 can function as an acceleration detection device by being configured so that the center of gravity of the mass portion is within the thickness range of the movable portion 12.
Next, an acceleration detector configured by housing the acceleration detection device according to the embodiment shown in FIGS. 1 to 3 in a package will be described.

図12は、一つの実施形態に係る物理量検出器の一例としての加速度検出器の概略構成を示す模式平断面図である。図12(a)は、リッド(蓋体)側から俯瞰した平面図であり、図12(b)は、図12(a)のD−D線での断面図である。なお、平面図ではリッドを省略してある。また、各配線は省略してある。なお、上記実施形態に係る加速度検出デバイスとの共通部分には、同一符号を付して詳細な説明を省略し、上記実施形態と異なる部分を中心に説明する。
図12に示すように、加速度検出器(物理量検出器)40は、上記実施形態で述べた加速度検出デバイス1と、加速度検出デバイス1を収容するパッケージ50と、を備えている。パッケージ50は、平面形状が略矩形で凹部を有したパッケージベース51と、パッケージベース51の凹部を覆う平面形状が略矩形で平板状のリッド52と、を有し、略直方体形状に形成されている。パッケージベース51には、セラミックグリーンシートを成形して積層し焼成した酸化アルミニウム質焼結体、水晶、ガラス、シリコーンなどが用いられている。リッド52には、パッケージベース51と同材料、または、コバール、42アロイ、ステンレス鋼などの金属が用いられている。
FIG. 12 is a schematic plan sectional view showing a schematic configuration of an acceleration detector as an example of a physical quantity detector according to one embodiment. 12A is a plan view seen from the lid (lid body) side, and FIG. 12B is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG. 12A. In the plan view, the lid is omitted. Each wiring is omitted. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to a common part with the acceleration detection device which concerns on the said embodiment, detailed description is abbreviate | omitted, and it demonstrates centering on a different part from the said embodiment.
As illustrated in FIG. 12, the acceleration detector (physical quantity detector) 40 includes the acceleration detection device 1 described in the above embodiment, and a package 50 that houses the acceleration detection device 1. The package 50 includes a package base 51 having a substantially rectangular planar shape and a recess, and a lid 52 having a substantially rectangular and flat shape covering the recess of the package base 51, and is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape. Yes. The package base 51 is made of an aluminum oxide sintered body, crystal, glass, silicone or the like obtained by forming, laminating and firing ceramic green sheets. The lid 52 is made of the same material as the package base 51 or a metal such as Kovar, 42 alloy, stainless steel.

パッケージベース51には、内底面(凹部の内側の底面)53の外周部分から凹部の内壁に沿って突出した2箇所の段差部53aに、内部端子54、55が設けられている。内部端子54、55は、加速度検出デバイス1の支持部14に設けられた外部接続端子14e、14fと対向する位置(平面視において重なる位置)に設けられている。なお、外部接続端子14eは、ベース部10の接続端子10bと接続され、外部接続端子14fは、ベース部10の接続端子10cと接続されている。なお、外部接続端子14e、14fは、支持部14の固定部14b、14cと平面視において重なる位置に設けられているのが好ましい。
パッケージベース51の外底面(内底面53の反対側の面、外側の底面)56には、電子機器などの外部部材に実装される際に用いられる一対の外部端子57、58が形成されている。外部端子57、58は、図示しない内部配線によって内部端子54、55と接続されている。例えば、内部端子54、55及び外部端子57、58は、Wなどのメタライズ層にNi、Auなどの各被膜をメッキなどの方法により積層した金属膜からなる。
The package base 51 is provided with internal terminals 54 and 55 at two stepped portions 53a protruding from the outer peripheral portion of the inner bottom surface (the bottom surface inside the recess) 53 along the inner wall of the recess. The internal terminals 54 and 55 are provided at positions facing the external connection terminals 14e and 14f provided on the support portion 14 of the acceleration detection device 1 (positions overlapping in plan view). The external connection terminal 14e is connected to the connection terminal 10b of the base portion 10, and the external connection terminal 14f is connected to the connection terminal 10c of the base portion 10. In addition, it is preferable that the external connection terminals 14e and 14f are provided at positions that overlap with the fixing portions 14b and 14c of the support portion 14 in plan view.
A pair of external terminals 57 and 58 used for mounting on an external member such as an electronic device is formed on the outer bottom surface (the surface opposite to the inner bottom surface 53, the outer bottom surface) 56 of the package base 51. . The external terminals 57 and 58 are connected to the internal terminals 54 and 55 by an internal wiring (not shown). For example, the internal terminals 54 and 55 and the external terminals 57 and 58 are made of a metal film in which a film such as Ni or Au is laminated on a metallized layer such as W by a method such as plating.

パッケージベース51には、凹部の底部にパッケージ50の内部を封止する封止部59が設けられている。封止部59は、パッケージベース51に形成された、外底面56側の孔径が内底面53側の孔径より大きい段付きの貫通孔59aに、Au/Ge合金、はんだなどからなる封止材59bを投入し、加熱溶融後、固化させることでパッケージ50の内部を気密に封止する構成となっている。   The package base 51 is provided with a sealing portion 59 that seals the inside of the package 50 at the bottom of the recess. The sealing portion 59 is formed in a stepped through hole 59a formed in the package base 51, the hole diameter on the outer bottom surface 56 side being larger than the hole diameter on the inner bottom surface 53 side, and a sealing material 59b made of Au / Ge alloy, solder, or the like. The inside of the package 50 is hermetically sealed by charging and solidifying after heating and melting.

加速度検出器40は、加速度検出デバイス1の支持部14の固定部14a、14b、14c、14dが、接着剤60を介して、パッケージベース51の段差部53aに固定されている。ここで、固定部14b、14cが外部接続端子14e、14fと内部端子54、55とを接続する部分であることから、接着剤60には、例えば、金属フィラーなどの導電性物質が混合されたシリコーン樹脂系の導電性接着剤が用いられている。なお、固定部14a、14dの固定には、金属フィラーなどの導電性物質を含まないシリコーン樹脂系の接着剤を用いてもよい。
加速度検出器40は、加速度検出デバイス1がパッケージベース51の内部端子54、55と接続された状態で、パッケージベース51の凹部がリッド52により覆われ、パッケージベース51とリッド52とがシームリング、低融点ガラス、接着剤などの接合部材50aで接合される。加速度検出器40は、リッド52の接合後、パッケージ50の内部が減圧された状態(真空度の高い状態)で、封止部59の貫通孔59aに封止材59bが投入され、加熱溶融後、固化されることにより、パッケージ50の内部が気密に封止される。なお、パッケージ50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、パッケージは、パッケージベース及びリッドの両方に凹部を有していてもよい。
In the acceleration detector 40, the fixing portions 14 a, 14 b, 14 c, 14 d of the support portion 14 of the acceleration detection device 1 are fixed to the stepped portion 53 a of the package base 51 through the adhesive 60. Here, since the fixing portions 14b and 14c are portions connecting the external connection terminals 14e and 14f and the internal terminals 54 and 55, the adhesive 60 is mixed with a conductive material such as a metal filler, for example. Silicone resin-based conductive adhesives are used. In addition, you may use the silicone resin type adhesive agent which does not contain electroconductive substances, such as a metal filler, for fixation of the fixing | fixed part 14a, 14d.
In the acceleration detector 40, the recess of the package base 51 is covered with the lid 52 in a state where the acceleration detection device 1 is connected to the internal terminals 54 and 55 of the package base 51, and the package base 51 and the lid 52 are seamed. It joins with joining members 50a, such as low melting glass and an adhesive agent. In the acceleration detector 40, after the lid 52 is joined, the sealing material 59b is put into the through hole 59a of the sealing portion 59 in a state where the inside of the package 50 is decompressed (high vacuum state), and after heating and melting By solidifying, the inside of the package 50 is hermetically sealed. Note that the inside of the package 50 may be filled with an inert gas such as nitrogen, helium, or argon. The package may have a recess in both the package base and the lid.

加速度検出器40は、外部端子57、58、内部端子54、55、外部接続端子14e、14f、接続端子10b、10cなどを経由して加速度検出デバイス1の励振電極に印加される駆動信号によって、加速度検出デバイス1の振動梁13a、13bが所定の周波数で発振(共振)する。そして、加速度検出器40は、加わる加速度に応じて変化する加速度検出デバイス1の共振周波数を出力信号として出力する。
上述したように、本実施形態の加速度検出器40によれば、上記実施形態に記載された効果を奏する加速度検出デバイスを用いることから、例えば、パッケージ50の内面との衝突や、強度の限界を超える変位による加速度検出デバイス1の破損を回避することができる。
The acceleration detector 40 is driven by a drive signal applied to the excitation electrode of the acceleration detection device 1 via the external terminals 57 and 58, the internal terminals 54 and 55, the external connection terminals 14e and 14f, the connection terminals 10b and 10c, and the like. The vibrating beams 13a and 13b of the acceleration detecting device 1 oscillate (resonate) at a predetermined frequency. And the acceleration detector 40 outputs the resonant frequency of the acceleration detection device 1 which changes according to the applied acceleration as an output signal.
As described above, according to the acceleration detector 40 of the present embodiment, since the acceleration detection device that achieves the effects described in the above embodiment is used, for example, the collision with the inner surface of the package 50 and the limit of strength are limited. The acceleration detection device 1 can be prevented from being damaged due to the displacement exceeding it.

次に、上記実施形態及び変形例で述べた物理量検出デバイス、加速度検出器を備えた電子機器としての傾斜計について説明する。図13は、本発明の一実施形態に係る傾斜計を示す模式斜視図である。図13に示す傾斜計70は、上記実施形態で述べた物理量検出デバイス(重力加速度検出デバイス)1を傾斜センサーとして用いている。傾斜計70は、例えば、山の斜面、道路の法面、盛土の擁壁面などの被計測場所に設置される。傾斜計70は、外部からケーブル71を介して電源が供給され、または電源を内蔵し、図示しない駆動回路によって加速度検出デバイス1に駆動信号が送られている。そして、傾斜計70は、図示しない検出回路によって、加速度検出デバイス1に加わる重力加速度に応じて変化する共振周波数から、傾斜計70の姿勢の変化(傾斜計70に対する重力加速度が加わる方向の変化)を検出し、それを角度に換算して、例えば、無線などで基地局にデータ転送する。これにより、傾斜計70は、異常の早期発見に貢献することができる。
上述した物理量検出デバイス、加速度検出器は、上記傾斜計に限らず、地震計、ナビゲーション装置、姿勢制御装置、ゲームコントローラー、携帯電話などに用いられる加速度センサー、傾斜センサーなどとして好適に用いることができ、いずれの場合にも上記実施形態及び変形例で説明した効果を奏する電子機器を提供することができる。
なお、上記各実施形態に係る物理量検出デバイス1において、ベース部、継ぎ手部、可動部、支持部の材料は、水晶に限定するものではなく、ガラス、またはシリコーンなどの半導体材料であってもよい。また、加速度検出素子の基材は、水晶に限定するものではなく、タンタル酸リチウム(LiTaO3)、四ホウ酸リチウム(Li2B4O7)、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)、酸化亜鉛(ZnO)、窒化アルミニウム(AlN)などの圧電材料、または酸化亜鉛(ZnO)、窒化アルミニウム(AlN)などの圧電体を被膜として備えたシリコーンなどの半導体材料であってもよい。
Next, an inclinometer as an electronic apparatus including the physical quantity detection device and the acceleration detector described in the embodiment and the modification will be described. FIG. 13 is a schematic perspective view showing an inclinometer according to an embodiment of the present invention. An inclinometer 70 shown in FIG. 13 uses the physical quantity detection device (gravity acceleration detection device) 1 described in the above embodiment as an inclination sensor. The inclinometer 70 is installed at a place to be measured such as a mountain slope, road slope, embankment retaining wall, or the like. The inclinometer 70 is supplied with power from the outside via a cable 71 or has a built-in power supply, and a drive signal is sent to the acceleration detection device 1 by a drive circuit (not shown). Then, the inclinometer 70 changes the attitude of the inclinometer 70 (change in the direction in which the gravitational acceleration is applied to the inclinometer 70) from a resonance frequency that changes according to the gravitational acceleration applied to the acceleration detection device 1 by a detection circuit (not shown). Is converted into an angle, and data is transferred to the base station by radio, for example. Thereby, the inclinometer 70 can contribute to the early detection of abnormality.
The physical quantity detection device and the acceleration detector described above are not limited to the inclinometer, but can be suitably used as an acceleration sensor, an inclination sensor, and the like used for a seismometer, a navigation device, an attitude control device, a game controller, a mobile phone, and the like. In any case, it is possible to provide an electronic device that exhibits the effects described in the embodiment and the modification.
In the physical quantity detection device 1 according to each of the above embodiments, the material of the base part, the joint part, the movable part, and the support part is not limited to quartz, but may be a semiconductor material such as glass or silicone. . Further, the substrate of the acceleration detecting element is not limited to quartz, but lithium tantalate (LiTaO3), lithium tetraborate (Li2B4O7), lithium niobate (LiNbO3), lead zirconate titanate (PZT), oxidation It may be a piezoelectric material such as zinc (ZnO) or aluminum nitride (AlN), or a semiconductor material such as silicone provided with a piezoelectric material such as zinc oxide (ZnO) or aluminum nitride (AlN) as a coating.

上記各実施形態に示した検出デバイス、検出器の構成は、加速度以外の物理量、例えば重力加速度、速度、力、距離等を検出する検出デバイス、検出器にも適用できる。即ち、加速度検出デバイス、或いは加速度検出器についての上記構成は全て、他の物理量検出手段、例えば重力加速度検出デバイス、重力加速度検出器に置き換えることができる。   The configurations of the detection devices and detectors shown in the above embodiments can also be applied to detection devices and detectors that detect physical quantities other than acceleration, such as gravitational acceleration, speed, force, and distance. That is, all the above-described configurations of the acceleration detection device or the acceleration detector can be replaced with other physical quantity detection means such as a gravity acceleration detection device or a gravity acceleration detector.

本発明によれば、可動部の厚さ方向と直交する面方向へ可動部が振動する場合に、可動部に固定した重りが支持部の先端部と接することにより、可動部の横方向変位が過大となって可動部にダメージが発生することを防止することができる。
また、本発明によれば、加速度検出デバイスの可動部に対して一つの重りを少ない量の接着剤で精度よく取り付けることができるため、接着剤を介して線膨張係数が異なる部材が接合されることにより発生する熱応力を抑制して接着剤が検出感度に与える影響を少なくすることができる。
According to the present invention, when the movable part vibrates in the plane direction orthogonal to the thickness direction of the movable part, the weight fixed to the movable part comes into contact with the tip of the support part, so that the lateral displacement of the movable part is reduced. It is possible to prevent the movable part from being excessively damaged.
In addition, according to the present invention, since one weight can be accurately attached to the movable part of the acceleration detection device with a small amount of adhesive, members having different linear expansion coefficients are joined via the adhesive. Therefore, the influence of the adhesive on the detection sensitivity can be reduced by suppressing the thermal stress generated.

1…加速度検出器、10…ベース部、10a…主面、10b、10c…接続端子、11…継ぎ手部、11a…溝部、12…可動部、12a、12b…主面、13…加速度検出素子、13a、13b…振動梁、13c…加速度検出部、13d、13e…基部、13f、13g…引き出し電極、14…支持部、14A…基端部、14B…先端部、14a、14b、14c、14d…固定部、14e、14f…外部接続端子、15…質量部、16…接着剤、17…接合部材、18…金属ワイヤー、30…固定溝(固定部)、32…遊嵌溝(被規制部)、33、34…張出し部(被規制部)、35…中間部(被規制部)、36…張出し突部、37…中間空所、40…加速度検出デバイス、50…パッケージ、50a…接合部材、51…パッケージ、56…外底面、57、58…外部端子、59…封止部、59a…貫通孔、59b…封止材、60…接着剤、70…電子機器としての傾斜計、71…ケーブル。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Acceleration detector, 10 ... Base part, 10a ... Main surface, 10b, 10c ... Connection terminal, 11 ... Joint part, 11a ... Groove part, 12 ... Movable part, 12a, 12b ... Main surface, 13 ... Acceleration detection element, 13a, 13b ... vibrating beam, 13c ... acceleration detector, 13d, 13e ... base, 13f, 13g ... extraction electrode, 14 ... support, 14A ... base end, 14B ... tip, 14a, 14b, 14c, 14d ... Fixing part, 14e, 14f ... external connection terminal, 15 ... mass part, 16 ... adhesive, 17 ... joining member, 18 ... metal wire, 30 ... fixing groove (fixing part), 32 ... loose fitting groove (regulated part) , 33, 34 ... overhanging part (restricted part), 35 ... intermediate part (restricted part), 36 ... overhanging protrusion, 37 ... intermediate void, 40 ... acceleration detecting device, 50 ... package, 50 a ... joining member, 51 ... Package, 5 ... outer bottom surface, 57, 58 ... external terminal, 59 ... seal unit, 59a ... through holes, 59b ... sealing material, 60 ... adhesive, 70 ... inclinometer as an electronic device, 71 ... cable.

Claims (7)

ベース部と、該ベース部に継ぎ手部を介して一端縁を接続された板状の可動部と、前記ベース部と前記可動部とに掛け渡された物理量検出素子と、平面視において、前記ベース部から前記可動部に沿って延びている部位を備えた支持部と、前記可動部の他端縁と両主面に跨って配置した質量部と、を備え、
前記支持部は、平面視において、前記ベース部側とは反対側の端部が自由端部となっており、
前記質量部は、平面視と正面視において、前記支持部と重なり、
前記可動部は、前記主面と交差する方向に加わる物理量に応じて、前記継ぎ手部を支点にして前記主面と交差する方向に変位可能なように前記質量部と前記支持部とが重なる各領域では、前記質量部と前記支持部との間に夫々隙間が設けられていることを特徴とする物理量検出デバイス。
A base part, a plate-like movable part having one edge connected to the base part via a joint part, a physical quantity detection element spanned between the base part and the movable part, and the base in plan view A support part provided with a portion extending along the movable part from the part, and a mass part arranged across the other end edge and both main surfaces of the movable part,
In the plan view, the support portion has a free end portion on the side opposite to the base portion side,
The mass part overlaps the support part in a plan view and a front view,
The movable portion overlaps the mass portion and the support portion so that the movable portion can be displaced in a direction intersecting the main surface with the joint portion as a fulcrum according to a physical quantity applied in a direction intersecting the main surface. In the region, a physical quantity detection device is characterized in that a gap is provided between the mass portion and the support portion.
前記可動部、前記物理量検出素子、及び前記質量部の重心位置が前記可動部の厚みの範囲内にあることを特徴とする請求項1に記載の物理量検出デバイス。   The physical quantity detection device according to claim 1, wherein a center of gravity of the movable part, the physical quantity detection element, and the mass part is within a thickness range of the movable part. 前記質量部は、一つの側面に前記可動部を固定する固定部を有し、該一つの側面と対向しない他の2つの側面の内の少なくとも一方の側面に、前記支持部と非接触であり、該可動部がその厚み方向、及び面方向へ変形する際に、前記支持部により規制を受ける被規制部を備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載の物理量検出デバイス。   The mass portion has a fixed portion that fixes the movable portion on one side surface, and is not in contact with the support portion on at least one of the other two side surfaces that do not face the one side surface. The physical quantity detection device according to claim 1, further comprising a regulated portion that is regulated by the support portion when the movable portion is deformed in the thickness direction and the surface direction. 前記被規制部は、前記少なくとも一方の側面に形成した遊嵌溝であることを特徴とする請求項3に記載の物理量検出デバイス。   The physical quantity detection device according to claim 3, wherein the regulated portion is a loose fitting groove formed on the at least one side surface. 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の物理量検出デバイスにおいて、前記物理量検出素子は、前記ベース部と前記可動部とを結ぶ方向に沿って延びる少なくとも一以上の振動梁を有する物理量検出部と、該物理量検出部の両端に接続された一対の基部と、を備え、前記基部の一方が前記ベース部に固定され、前記基部の他方が前記可動部に固定されたことを特徴とする物理量検出デバイス。   5. The physical quantity detection device according to claim 1, wherein the physical quantity detection element includes at least one vibration beam extending along a direction connecting the base portion and the movable portion. 6. And a pair of base parts connected to both ends of the physical quantity detection unit, wherein one of the base parts is fixed to the base part, and the other of the base parts is fixed to the movable part Detection device. 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の物理量検出デバイスと、前記物理量検出デバイスを収容するパッケージと、を備えたことを特徴とする物理量検出器。   A physical quantity detector comprising: the physical quantity detection device according to claim 1; and a package that accommodates the physical quantity detection device. 請求項6に記載の物理量検出器を備えたことを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the physical quantity detector according to claim 6.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017120194A (en) * 2015-12-28 2017-07-06 セイコーエプソン株式会社 Sensor substrate, physical quantity detection sensor, acceleration sensor, electronic device, and moving object

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