特許ウォッチ

公開番号2025161735
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-24
出願番号2025023206
出願日2025-02-17
発明の名称物理量検出装置及び物理量検出装置の製造方法
出願人セイコーエプソン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G01C 19/5607 20120101AFI20251017BHJP(測定;試験)
要約【課題】検出腕の検出信号の個別の測定と感度向上を実現できる物理量検出装置等の提供。
【解決手段】物理量検出装置1は物理量検出素子10と支持基板30と回路装置20を含む。物理量検出素子10は第1検出電極、第2検出電極を有する第1検出腕と、第3検出電極、第4検出電極を有する第2検出腕を含む。回路装置20の検出回路110は、第1検出電極、第4検出電極からの第1検出信号、第4検出信号が入力される第1増幅回路121と、第3検出電極、第2検出電極からの第3検出信号、第2検出信号が入力される第2増幅回路122を含む。支持基板30は、第1検出電極、第2検出電極、第3検出電極、第4検出電極に接続される第1配線、第2配線、第3配線、第4配線を含む。支持基板30において、第2配線は検査時にグランドに接続され、動作時に第3配線に接続され、第4配線は検査時にグランドに接続され、動作時に第1配線に接続される。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
複数の検出腕と複数の駆動腕と基部とを有する物理量検出素子と、
前記物理量検出素子を前記基部において支持する支持基板と、
前記物理量検出素子の前記複数の検出腕からの複数の検出信号に基づいて物理量を検出する検出回路を有する回路装置と、
を含み、
前記物理量検出素子は、前記複数の検出腕として、
第１検出電極及び第２検出電極を有し、前記基部から延びる第１検出腕と、
第３検出電極及び第４検出電極を有し、前記基部から前記第１検出腕と反対方向に延びる第２検出腕と、
を含み、
前記回路装置の前記検出回路は、
動作時に、前記第１検出電極からの第１検出信号と前記第４検出電極からの第４検出信号とが、第１入力ノードに入力され、前記第３検出電極からの第３検出信号と前記第２検出電極からの第２検出信号とが、第２入力ノードに入力される増幅回路を含み、
前記支持基板は、
前記第１検出電極に一端が接続される第１配線と、
前記第２検出電極に一端が接続される第２配線と、
前記第３検出電極に一端が接続される第３配線と、
前記第４検出電極に一端が接続される第４配線と、
を含み、
前記第２配線は、
前記支持基板において、検査時にグランドに接続され、動作時に前記第３配線に接続され、
前記第４配線は、
前記支持基板において、検査時にグランドに接続され、動作時に前記第１配線に接続されていることを特徴とする物理量検出装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
請求項１に記載された物理量検出装置において、
前記支持基板は、
第１グランド配線と、
第２グランド配線と、
を含み、
検査時に、前記第１グランド配線と前記第２配線とが接続され、前記第２グランド配線と前記第４配線とが接続されていることを特徴とする物理量検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載された物理量検出装置において、
前記支持基板は、
前記第２配線と前記第１グランド配線との間に第１切断跡を有し、
前記第４配線と前記第２グランド配線との間に第２切断跡を有することを特徴とする物理量検出装置。
【請求項４】
請求項３に記載された物理量検出装置において、
前記第１切断跡及び前記第２切断跡は、平面視において、前記物理量検出素子に重ならないことを特徴とする物理量検出装置。
【請求項５】
請求項３に記載された物理量検出装置において、
前記第１切断跡及び前記第２切断跡は、平面視において、前記回路装置と重ならないことを特徴とする物理量検出装置。
【請求項６】
請求項１に記載された物理量検出装置において、
前記支持基板は、
前記増幅回路の前記第１入力ノードに接続するための第１端子と、
前記増幅回路の前記第２入力ノードに接続するための第２端子と、
を含み、
前記第１端子は、前記第１配線に接続され、
前記第２端子は、前記第３配線に接続されていることを特徴とする物理量検出装置。
【請求項７】
請求項６に記載された物理量検出装置において、
前記第２配線は、検査時において前記第２端子に非接続であり、
前記第４配線は、検査時において前記第１端子に非接続であることを特徴とする物理量検出装置。
【請求項８】
請求項１に記載された物理量検出装置において、
前記支持基板は、
前記第１配線に接続される第１パッドと、
前記第２配線に接続される第２パッドと、
前記第３配線に接続される第３パッドと、
前記第４配線に接続される第４パッドと、
を含み、
動作時において、前記第２パッドと前記第３パッドとが接続され、前記第４パッドと前記第１パッドとが接続されていることを特徴とする物理量検出装置。
【請求項９】
請求項８に記載された物理量検出装置において、
前記第２パッドと前記第３パッドとは第１ボンディングワイヤーにより接続され、
前記第４パッドと前記第１パッドとは第２ボンディングワイヤーにより接続されていることを特徴とする物理量検出装置。
【請求項１０】
請求項８に記載された物理量検出装置において、
前記第１パッド、前記第２パッド、前記第３パッド及び前記第４パッドは、平面視において、前記物理量検出素子に重ならないことを特徴とする物理量検出装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量検出装置及び物理量検出装置の製造方法等に関する。
続きを表示（約 3,300 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、検出腕の正負電極の一方を接地せずに、正負電極の両方からの検出信号を検出回路に入力して、検出感度を向上させた物理量検出装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１５－１８４１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の物理量検出装置では、第１検出腕の第１検出電極からの検出信号と、第２検出腕の第４検出電極からの検出信号を、第１増幅回路に入力するために、第１検出腕の第１検出電極と、第２検出腕の第４検出電極とが電気的に接続されていた。また第１検出腕の第２検出電極からの検出信号と、第２検出腕の第３検出電極からの検出信号を、第２増幅回路に入力するために、第１検出腕の第２検出電極と、第２検出腕の第３検出電極とが電気的に接続されていた。従って、不要信号が第１検出腕と第２検出腕のいずれから発生したのかが分からないことから、第１検出腕と第２検出腕の振動特性を個別に測定することができなかった。このため適切なバランスチューニング等を実現できず、物理量検出装置の性能向上が困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様は、複数の検出腕と複数の駆動腕と基部とを有する物理量検出素子と、前記物理量検出素子を前記基部において支持する支持基板と、前記物理量検出素子の前記複数の検出腕からの複数の検出信号に基づいて物理量を検出する検出回路を有する回路装置と、を含み、前記物理量検出素子は、前記複数の検出腕として、第１検出電極及び第２検出電極を有し、前記基部から延びる第１検出腕と、第３検出電極及び第４検出電極を有し、前記基部から前記第１検出腕と反対方向に延びる第２検出腕と、を含み、前記回路装置の前記検出回路は、動作時に、前記第１検出電極からの第１検出信号と前記第４検出電極からの第４検出信号とが、第１入力ノードに入力され、前記第３検出電極からの第３検出信号と前記第２検出電極からの第２検出信号とが、第２入力ノードに入力される増幅回路を含み、前記支持基板は、前記第１検出電極に一端が接続される第１配線と、前記第２検出電極に一端が接続される第２配線と、前記第３検出電極に一端が接続される第３配線と、前記第４検出電極に一端が接続される第４配線と、を含み、前記第２配線は、前記支持基板において、検査時にグランドに接続され、動作時に前記第３配線に接続され、前記第４配線は、前記支持基板において、検査時にグランドに接続され、動作時に前記第１配線に接続されている物理量検出装置に関係する。
【０００６】
本開示の他の態様は、複数の検出腕と複数の駆動腕と基部とを有する物理量検出素子と、前記物理量検出素子を前記基部において支持する支持基板と、前記物理量検出素子の前記複数の検出腕からの複数の検出信号に基づいて物理量を検出する検出回路を有する回路装置と、を含む物理量検出装置の製造方法であって、前記物理量検出素子は、前記複数の検出腕として、第１検出電極及び第２検出電極を有し、前記基部から延びる第１検出腕と、第３検出電極及び第４検出電極を有し、前記基部から前記第１検出腕と反対方向に延びる第２検出腕と、を含み、前記回路装置の前記検出回路は、動作時に、前記第１検出電極からの第１検出信号と前記第４検出電極からの第４検出信号とが、第１入力ノードに入力され、前記第３検出電極からの第３検出信号と前記第２検出電極からの第２検出信号とが、第２入力ノードに入力される増幅回路を含み、前記支持基板は、前記第１検出電極に一端が接続される第１配線と、前記第２検出電極に一端が接続される第２配線と、前記第３検出電極に一端が接続される第３配線と、前記第４検出電極に一端が接続される第４配線と、を含み、前記物理量検出素子と前記支持基板とを用意する第１工程と、前記支持基板に前記物理量検出素子を取り付ける第２工程と、前記複数の駆動腕の少なくとも１つを調整する第３工程と、前記第２配線とグランドとの間の接続及び前記第４配線とグランドとの間の接続を切断する第４工程と、前記第２配線を前記第３配線に接続し、前記第４配線を前記第１配線に接続する第５工程と、を含む製造方法に関係する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本実施形態の物理量検出装置の構成例を示す断面図。
物理量検出素子の動作説明図。
回路装置の構成例。
増幅回路の説明図。
増幅回路の動作を説明する信号波形図。
増幅回路の説明図。
物理量検出素子の平面図。
上面側から見た支持基板の平面図。
上面側から見た支持基板の平面図。
下面側から見た支持基板の平面図。
検査時における配線接続を模式的に示す図。
動作時における配線接続を模式的に示す図。
上面側から見た第２配線例の支持基板の平面図。
下面側から見た第２配線例の支持基板の平面図。
検査時における第２配線例の配線接続を模式的に示す図。
動作時における第２配線例の配線接続を模式的に示す図。
切断跡の説明図。
切断跡、パッドと物理量検出素子、回路装置との配置関係の説明図。
物理量検出装置の製造方法を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲の記載内容を不当に限定するものではない。また本実施形態で説明される構成の全てが必須構成要件であるとは限らない。
【０００９】
１．物理量検出装置
図１は本実施形態の物理量検出装置１の構成例を示す断面図である。図１に示すように本実施形態の物理量検出装置１は、物理量検出素子１０と、物理量検出素子１０を支持する支持基板３０と、回路装置２０を含む。また物理量検出装置１は、物理量検出素子１０、支持基板３０及び回路装置２０を収容するパッケージ４を含むことができる。なお物理量検出装置１は図１の構成に限定されず、これらの一部の構成要素を省略したり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。また本実施形態では図１に示すように互いに直交する方向を方向ＤＲ１及び方向ＤＲ２とし、方向ＤＲ１及び方向ＤＲ２に直交する方向を方向ＤＲ３としている。方向ＤＲ１、ＤＲ２、ＤＲ３は、各々、第１方向、第２方向、第３方向である。またＤＲ１、ＤＲ２、ＤＲ３の各方向の矢印先端側をプラス側ともいい、反対側をマイナス側とも言う。図１は物理量検出装置１を方向ＤＲ２での側面視で見た側面図である。
【００１０】
物理量検出素子１０は、物理量を検出するための素子であり、例えば物理量トランスデューサー又は振動素子と言うこともできる。物理量検出素子は、例えば振動片を有し、この振動片の振動を利用して物理量が検出される。例えば物理量検出素子がジャイロセンサー素子である場合には、物理量として角速度が検出される。ジャイロセンサー素子としては、例えば水晶などの圧電材料の薄板から形成される圧電型振動片を有するセンサー素子などがある。具体的にはジャイロセンサー素子は、Ｚカットなどの水晶基板により形成されたダブルＴ字型、音叉型又はＨ型等の振動片を有するセンサー素子である。或いはジャイロセンサー素子としてＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）型のセンサー素子を用いてもよい。また物理量検出素子により検出される物理量は、角速度以外の例えば角加速度、角度、加速度、速度、移動距離又は圧力等の物理量であってもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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