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JP5764898B2 - センサーデバイスの製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、センサーデバイスの製造方法に関する。
従来、加速度や角速度などをセンシングするセンサーデバイスにおいては、センサー素子と該センサー素子を駆動する機能を有する回路素子とを備えたセンサーモジュールを用いた構成が知られている。
例えば、特許文献1には、センサー素子としてのジャイロ振動片と回路素子としての半導体装置(以下、ICチップという)とを備えたセンサーモジュールがパッケージに収納されたジャイロセンサー(圧電発振器)が開示されている。
この構成では、ICチップが支持基板に固着され、支持基板に形成されたリード配線部と電気的に接続されている。また、センサー素子(ジャイロ振動片)は、支持基板に固着されたリード線に接続されることによって、ICチップと空隙を保ち該ICチップと平面視で重なるように配置されている。
特開2005−292079号公報(図12)
ところで、特許文献1のジャイロセンサー(以下、センサーデバイスという)は、1軸に対応したセンサーデバイスとして、センサーモジュールのセンサー素子の主面が、パッケージの底面と略平行になるように配置されている。
近年は、このような1軸に対応したものだけでなく、互いに交差する2軸または3軸に対応したセンサーデバイスが要求されている。
この互いに交差する2軸または3軸に対応するためには、例えば、特許文献1のような1軸に対応したセンサーデバイスを2個または3個用意し、各センサーデバイスを各軸に対応した姿勢で対象機器に実装する構成が考えられる。
この結果、対象機器におけるセンサーデバイスの実装スペースは、相当程度の広さが必要となることから、対象機器の小型化の阻害要因となる虞がある。
また、上記構成では、パッケージが2個または3個必要なことから、パッケージが1個の場合と比較して、コスト面において割高になるという問題がある。
また、上記構成では、センサーデバイス間の検出軸(センシング軸:例えば、センサー素子の主面に直交する軸)の直交度が、対象機器における各センサーデバイスの実装精度(各パッケージの取り付け角度の精度)に少なからず依存するという問題がある。
また、1軸に対応したセンサーデバイスにおいても、センサー素子の種類によっては、主面をパッケージの底面に対して直交または傾斜する姿勢となるように配置しなければならないものがあり、センサー素子の新たな実装構造の提供が求められている。
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。
これによれば、センサーモジュールは、支持部材が第1支持面及び第2支持面に加えて、第3支持面を有し、ICチップが第3支持面に取り付けられ、センサー素子の主面が第3支持面に沿うように、センサー素子がICチップに取り付けられている。
このことから、センサーモジュールは、例えば、1つのパッケージの内部に収納されることで、3軸に対応したセンサーデバイスを提供できる。
したがって、センサーモジュールは、3軸に対応したセンサーデバイスの実装スペースを、従来の1軸に対応したセンサーデバイスを3個用いていた構成と比較して、相当程度狭くできることから、対象機器の更なる小型化を図ることが可能となる。
また、センサーモジュールは、3軸に対応したセンサーデバイスを1つのパッケージで提供できることから、従来の1軸に対応したセンサーデバイスを3個用いていた構成と比較して、パッケージに関わるコストを低減できる。
また、センサーモジュールは、3軸に対応したセンサーデバイスを1つのパッケージで提供できることから、従来の1軸に対応したセンサーデバイスを3個用い、パッケージの取り付け姿勢を本来の取り付け姿勢と変えることで3軸に対応していた構成と比較して、耐衝撃性を向上させることが可能となる。
これによれば、センサーモジュールは、ICチップが一面側に外部接続端子を有し、外部接続端子には、フレキシブル配線基板が取り付けられたことから、各ICチップの姿勢に関わらず、フレキシブル配線基板を折り曲げて部分的に水平状態にすることが可能となる。
このことから、センサーモジュールは、水平状態のフレキシブル配線基板を介して、例えば、パッケージなどの外部部材との接続を容易に行うことができる。
これによれば、センサーモジュールは、ICチップの接続端子が一面側に突出した突起電極であることから、センサー素子とICチップとの間に隙間を設けることが可能となり、センサー素子とICチップとの接触を確実に回避することができる。
これにより、センサーモジュールは、センサー素子の安定的な駆動を行うことが可能となる。
これによれば、センサーモジュールは、各支持面の少なくとも1つに凹部が設けられたことから、ICチップを凹部に配置することにより、ICチップを各支持面の所定の位置に精度よく取り付けることができる。
これによれば、センサーデバイスは、上記適用例のいずれか一例に記載のセンサーモジュールが、パッケージ内に収納されたことから、上記適用例のいずれか一例に記載された効果を奏するセンサーデバイスを提供できる。
これによれば、電子機器は、上記適用例のいずれか一例に記載のセンサーモジュールを備えたことから、上記適用例のいずれか一例に記載された効果を奏する電子機器を提供できる。
[適用例]本適用例にかかるセンサーデバイスの製造方法は、第1基準平面に平行な第1支持面と、前記第1基準平面に対して直交または傾斜した第2基準平面に平行な第2支持面と、を有した支持部材を用意する工程と、一面と該一面に沿った他面とを備え、前記一面側に接続端子と外部接続端子とを有した第1ICチップおよび第2ICチップを用意する工程と、接続電極を有した第1センサー素子および第2センサー素子を用意する工程と、第1フレキシブル配線基板および第2フレキシブル配線基板を用意する工程と、前記支持基板、前記第1ICチップ、前記第2ICチップ、前記第1センサー素子、前記第2センサー素子、前記第1フレキシブル配線基板および前記第2フレキシブル配線基板を収納するパッケージを用意する工程と、前記第1ICチップの前記外部接続端子に前記第1フレキシブル配線基板を取り付け、前記第2ICチップの前記外部接続端子に前記第2フレキシブル配線基板を取り付ける工程と、前記第1ICチップの前記一面側に前記第1センサー素子を配置し、前記第1センサー素子の主面が前記第1ICチップの前記一面または前記他面に沿うように、前記第1センサー素子の前記接続電極を前記第1ICチップの前記接続端子に取り付け、前記第2ICチップの前記一面側に前記第2センサー素子を配置し、前記第2センサー素子の主面が前記第2ICチップの前記一面または前記他面に沿うように、前記第2センサー素子の前記接続電極を前記第2ICチップの前記接続端子に取り付ける工程と、前記第1フレキシブル配線基板を介して、前記第1センサー素子及び前記第1ICチップの調整及び特性検査を行い、前記第2フレキシブル配線基板を介して、前記第2センサー素子及び前記第2ICチップの調整及び特性検査を行う工程と、前記第2センサー素子及び前記第2フレキシブル配線基板が取り付けられた前記第2ICチップを具備してなる第2センサーユニットの、前記第2ICチップの前記他面側を、前記支持部材の前記第2支持面に取り付ける工程と、前記第2センサーユニットが取り付けられた前記支持部材を、前記第1支持面が前記パッケージの前記支持部材接合面に沿うように、前記支持部材接合面に取り付ける工程と、前記第1センサー素子及び前記第1フレキシブル配線基板が取り付けられた前記第1ICチップを具備してなる第1センサーユニットの、前記第1ICチップの前記他面側を、前記支持部材の前記第1支持面に取り付ける工程と、を含むことを特徴とする。
[適用例]本適用例にかかるセンサーデバイスの製造方法は、第1基準平面に平行な第1支持面と、前記第1基準平面に対して直交または傾斜した第2基準平面に平行な第2支持面と、前記第1基準平面及び前記第2基準平面に対して直交または傾斜した第3基準平面に平行な第3支持面と、を有した支持部材を用意する工程と、一面と該一面に沿った他面とを備え、前記一面側に接続端子と外部接続端子とを有した第1ICチップ、第2ICチップおよび第3ICチップを用意する工程と、接続電極を有した第1センサー素子、第2センサー素子および第3センサー素子を用意する工程と、第1フレキシブル配線基板、第2フレキシブル配線基板および第3フレキシブル配線基板を用意する工程と、前記支持基板、前記第1ICチップ、前記第2ICチップ、前記第3ICチップ、前記第1センサー素子、前記第2センサー素子、前記第3センサー素子、前記第1フレキシブル配線基板、前記第2フレキシブル配線基板および前記第3フレキシブル配線基板を収納するパッケージを用意する工程と、前記第1ICチップの前記外部接続端子に前記第1フレキシブル配線基板を取り付け、前記第2ICチップの前記外部接続端子に前記第2フレキシブル配線基板を取り付け、前記第3ICチップの前記外部接続端子に前記第3フレキシブル配線基板を取り付ける工程と、前記第1ICチップの前記一面側に前記第1センサー素子を配置し、前記第1センサー素子の主面が前記第1ICチップの前記一面または前記他面に沿うように、前記第1センサー素子の前記接続電極を前記第1ICチップの前記接続端子に取り付け、前記第2ICチップの前記一面側に前記第2センサー素子を配置し、前記第2センサー素子の主面が前記第2ICチップの前記一面または前記他面に沿うように、前記第2センサー素子の前記接続電極を前記第2ICチップの前記接続端子に取り付け、前記第3ICチップの前記一面側に前記第3センサー素子を配置し、前記第3センサー素子の主面が前記第3ICチップの前記一面または前記他面に沿うように、前記第3センサー素子の前記接続電極を前記第3ICチップの前記接続端子に取り付ける工程と、前記第1フレキシブル配線基板を介して、前記第1センサー素子及び前記第1ICチップの調整及び特性検査を行い、前記第2フレキシブル配線基板を介して、前記第2センサー素子及び前記第2ICチップの調整及び特性検査を行い、前記第3フレキシブル配線基板を介して、前記第3センサー素子及び前記第3ICチップの調整及び特性検査を行う工程と、前記第2センサー素子及び前記第2フレキシブル配線基板が取り付けられた前記第2ICチップを具備してなる第2センサーユニットの、前記第2ICチップの前記他面側を、前記支持部材の前記第2支持面に取り付け、前記第3センサー素子及び前記第3フレキシブル配線基板が取り付けられた前記第3ICチップを具備してなる第3センサーユニットの、前記第3ICチップの前記他面側を、前記支持部材の前記第3支持面に取り付ける工程と、前記第2センサーユニットおよび前記第3センサーユニットが取り付けられた前記支持部材を、前記第1支持面が前記パッケージの前記支持部材接合面に沿うように、前記支持部材接合面に取り付ける工程と、前記第1センサー素子及び前記第1フレキシブル配線基板が取り付けられた前記第1ICチップを具備してなる第1センサーユニットの、前記第1ICチップの前記他面側を、前記支持部材の前記第1支持面に取り付ける工程と、を含むことを特徴とする。
これによれば、センサーデバイスの製造方法は、センサーデバイスを製造し、提供することができる。
また、センサーデバイスの製造方法は、センサーユニットを、支持部材の各支持面のうち、パッケージの支持部材接合面に対して直交または傾斜した支持面に、先に取り付ける。
これにより、センサーデバイスの製造方法は、センサーユニットを後から取り付ける、支持部材におけるパッケージの支持部材接合面に沿った支持面を、例えば吸着装置などで保持することが可能となることから、支持部材の取り扱いが容易となる。
この結果、センサーデバイスの製造方法は、支持部材のパッケージへの取り付けが容易となることから、生産性を向上させることができる。
第1実施形態のセンサーモジュールの概略構成を示す模式図であり、(a)は平面図、(b)は(a)の矢印A方向から見た側面図。 (a)は、図1(a)の矢印B方向から見た側面図であり、(b)は、図1(a)の矢印C方向から見た側面図。 図1(a)のD−D線での断面図。 センサー素子の拡大平面図。 振動ジャイロ素子の動作を説明する模式平面図。 (a)、(b)は、振動ジャイロ素子の検出振動状態を示す模式平面図。 センサーモジュールの要部拡大断面図。 第2実施形態のジャイロセンサーの概略構成を示す模式図であり、(a)はリッド(蓋)側から俯瞰した平面図、(b)は(a)のJ−J線での断面図。 ジャイロセンサーの製造工程を示すフローチャート。 支持部材準備工程を説明する模式斜視図。 フレキシブル配線基板接合工程を説明する模式図であり、(a)は平面図、(b)は側面図。 振動ジャイロ素子接合工程を説明する模式図であり、(a)は平面図、(b)は側面図。 センサーユニット第1接合工程を説明する模式図であり、(a)は平面図、(b)は(a)の矢印K方向から見た側面図。 支持部材接合工程を説明する模式図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のM−M線での断面図。 センサーユニット第2接合工程を説明する模式図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のN−N線での断面図。
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。
(第1実施形態)
図1、図2は、第1実施形態のセンサーモジュールの概略構成を示す模式図である。図1(a)は、平面図であり、図1(b)は、図1(a)の矢印A方向から見た側面図である。図2(a)は、図1(a)の矢印B方向から見た側面図であり、図2(b)は、図1(a)の矢印C方向から見た側面図である。
図3は、図1(a)のD−D線での断面図であり、図4は、センサー素子の拡大平面図である。
図1、図2に示すように、センサーモジュール1は、支持部材10と、3つのICチップ20と、センサー素子としての3つの振動ジャイロ素子(ジャイロ振動片)30と、3つのフレキシブル配線基板40とを備えている。
支持部材10は、構造用鋼、ステンレス鋼、銅、黄銅、燐青銅、洋伯などの金属からなり、平面形状が略L字状(逆L字状)の平板を、L字の屈曲部分で曲げ方向が互いに直交するように2箇所が直角に曲げ起こされている。
これにより、支持部材10は、図示しない第1基準平面に平行な第1支持面としての支持面11と、第1基準平面に対して直交した図示しない第2基準平面に平行な第2支持面としての支持面12と、第1基準平面及び第2基準平面に対して直交した図示しない第3基準平面に平行な第3支持面としての支持面13と、を有した構成となっている。
支持部材10は、支持面11と支持面12との成す角度θ1、支持面12と支持面13との成す角度θ2及び支持面11と支持面13との成す角度θ3が、共に90度(直角)となっている。なお、角度θ1〜θ3については、センシング機能に影響を及ぼさない範囲で多少の誤差は許容される(例えば、0度〜2度程度)。
なお、支持面12と支持面13とは、隣り合う支持面であって、支持面12に直交する直線と支持面13に直交する直線とが、互いに遠ざかるように延びる側にある。
図3に示すように、ICチップ20は、一面としての能動面21側に接続端子22と、外部接続端子23とを有している。
そして、ICチップ20は、能動面21の反対側の面であって、能動面21に沿った他面としての非能動面29が、支持部材10の各支持面11,12,13に、絶縁性接着剤50により支持部材10と絶縁された状態で取り付けられている。
詳述すると、ICチップ20には、能動面21側にトランジスターやメモリー素子などの半導体素子を含んで構成される集積回路(図示せず)が形成されている。この集積回路には、振動ジャイロ素子30を駆動振動させるための駆動回路と、角速度が加わったときに振動ジャイロ素子30に生じる検出振動を検出する検出回路とが備えられている。
ICチップ20は、能動面21側に設けられた第1の電極24と、第1の電極24に電気的に接続されて能動面21側に設けられた接続端子22と、能動面21と接続端子22との間に設けられた応力緩和層25と、能動面21側に設けられた外部接続端子23とを備えている。
第1の電極24は、ICチップ20の集積回路に直接導通して形成されたものである。また、能動面21上には、パッシベーション膜となる第1絶縁層26が形成されており、この第1絶縁層26には、第1の電極24上に開口部26aが形成されている。
このような構成によって第1の電極24は、開口部26a内にて外側に露出した状態となっている。
第1絶縁層26上には、第1の電極24や他の電極を避けた位置に、絶縁樹脂からなる応力緩和層25が形成されている。
また、第1の電極24には、第1絶縁層26の開口部26a内にて再配置配線としての配線27が接続されている。この配線27は、集積回路の電極の再配置を行うためのもので、ICチップ20の所定部に配置された第1の電極24から延びて形成され、さらに応力緩和層25上にまで引き回されて形成されたものである。
この配線27は、ICチップ20の第1の電極24と接続端子22との間を配線することから、一般的には再配置配線とよばれ、微細設計によって位置の制約が大きい第1の電極24に対して、接続端子22の位置を任意にずらして配置し、ICチップ20における振動ジャイロ素子30との接続位置の自由度を高めるための重要な構成要素である。
また、ICチップ20の能動面21側には、配線27や応力緩和層25、第1絶縁層26を覆って樹脂からなる耐熱性の第2絶縁層28が形成されている。なお、第2絶縁層28は、ソルダーレジストでもよい。
この第2絶縁層28には、応力緩和層25上にて配線27上に開口部28aが形成されている。このような構成によって配線27は、開口部28a内にて外側に露出した状態となっている。
そして、この開口部28a内に露出した配線27上に、接続端子22が配設されている。この接続端子22は、例えば、ハンダボール、金線、アルミニウム線などを用いてバンプ形状に形成された突起電極となっている。
このような構成のもとに、ICチップ20に形成された集積回路は、第1の電極24、配線27、接続端子22を介して振動ジャイロ素子30と電気的に接続されるようになっている。
この際、センサーモジュール1は、接続端子22が突起電極となっていることから、振動ジャイロ素子30とICチップ20との間に十分な隙間が設けられている。
また、ICチップ20に形成された集積回路には、第1の電極24以外に図示しない他の電極が形成されている。この他の電極は、第1の電極24の場合と同様に、再配置配線が接続され、第2絶縁層28の開口部28b内にて、外部に露出した外部接続端子23と接続されている。
外部接続端子23は、例えば、ハンダボール、金線、アルミニウム線などを用いてバンプ形状に形成された突起電極となっており、フレキシブル配線基板40が取り付けられるようになっている。
第1の電極24、他の電極、配線27などの再配置配線は、金(Au)、銅(Cu)、銀(Ag)、チタン(Ti)、タングステン(W)、チタンタングステン(TiW)、窒化チタン(TiN)、ニッケル(Ni)、ニッケルバナジウム(NiV)、クロム(Cr)、アルミニウム(Al)、パラジウム(Pd)などによって形成されている。
なお、これら配線27などの再配置配線としては、上記材料による単層構造のみならず、複数種類の上記材料を組み合わせた積層構造としてもよい。なお、これら配線27などの再配置配線については、通常は同一工程で形成するため、互いに同じ材料となる。
また、第1絶縁層26、第2絶縁層28を形成するための樹脂としては、例えばポリイミド樹脂、シリコーン変性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、BCB(benzocyclobutene)及びPBO(polybenzoxazole)などが用いられる。
なお、第1絶縁層26については、酸化珪素(SiO2)、窒化珪素(Si34)などの無機絶縁材料によって形成することもできる。
ICチップ20の非能動面29は、支持部材10の各支持面11,12,13に、ポリイミド系、エポキシ系、シリコーン系などの絶縁性接着剤50により、絶縁された状態で取り付けられている。
なお、一部の図では、便宜的にICチップ20の表面(第2絶縁層28)を能動面21と表記している。
図4に示すように、振動ジャイロ素子30は、圧電材料である水晶を基材(主要部分を構成する材料)として形成されている。水晶は、電気軸と呼ばれるX軸、機械軸と呼ばれるY軸及び光学軸と呼ばれるZ軸を有している。
そして、振動ジャイロ素子30は、水晶結晶軸において直交するX軸及びY軸で規定される平面に沿って切り出されて平板状に加工され、平面と直交するZ軸方向に所定の厚みを有している。なお、所定の厚みは、発振周波数(共振周波数)、外形サイズ、加工性などにより適宜設定される。
また、振動ジャイロ素子30を成す平板は、水晶からの切り出し角度の誤差を、X軸、Y軸及びZ軸の各々につき多少の範囲で許容できる。例えば、平板は、X軸を中心に0度から7度の範囲で回転して切り出したものを使用することができる。これは、Y軸及びZ軸についても同様である。
振動ジャイロ素子30は、フォトリソグラフィー技術を用いたエッチング(ウエットエッチングまたはドライエッチング)により形成されている。なお、振動ジャイロ素子30は、1枚の水晶ウエハーから複数個取りすることが可能である。
振動ジャイロ素子30は、ダブルT型と呼ばれる構成となっている。
振動ジャイロ素子30は、中心部分に位置する基部31と、基部31からY軸に沿って延伸された振動部としての1対の検出用振動腕32a,32bと、検出用振動腕32a,32bと直交するように、基部31からX軸に沿って延伸された1対の連結腕33a,33bと、検出用振動腕32a,32bと略平行になるように、各連結腕33a,33bの先端側からY軸に沿って延伸された振動部としての各1対の駆動用振動腕34a,34b,35a,35bとを備えている。
また、振動ジャイロ素子30は、基部31から各振動腕間を通って延伸された支持腕36a,36b,37a,37bと、同方向に延伸された支持腕36a,37aの先端部に跨って設けられた支持部38aと、同方向に延伸された支持腕36b,37bの先端部に跨って設けられた支持部38bとを備えている。
支持部38a,38bは、1対の連結腕33a,33bに沿って各振動腕の先端越しに延在している。
また、振動ジャイロ素子30は、検出用振動腕32a,32bに、図示しない検出電極が形成され、駆動用振動腕34a,34b,35a,35bに、図示しない駆動電極が形成されている。
振動ジャイロ素子30は、検出用振動腕32a,32bで、角速度を検出する検出振動系を構成し、連結腕33a,33bと駆動用振動腕34a,34b,35a,35bとで、振動ジャイロ素子30を駆動する駆動振動系を構成している。
また、検出用振動腕32a,32bのそれぞれの先端部には、重り部32c,32dが形成され、駆動用振動腕34a,34b,35a,35bのそれぞれの先端部には、重り部34c,34d,35c,35dが形成されている。
これにより、振動ジャイロ素子30は、小型化および角速度の検出感度の向上が図られている。
振動ジャイロ素子30は、平面視において、ICチップ20と重なるようにICチップ20の能動面21側に配置されている。
なお、振動ジャイロ素子30は、基部31、各振動腕、各支持部を含む平板の表裏面を主面とする。本実施形態では、外部と電気的に接続される面を一方の主面30aといい、一方の主面30aと対向する面(反対側の面)を他方の主面30bという。
振動ジャイロ素子30の支持部38a,38bの一方の主面30aには、上記各検出電極、各駆動電極から引き出された接続電極39が設けられている。
振動ジャイロ素子30は、一方の主面30a(他方の主面30b)が、支持部材10の各支持面11,12,13に沿う(略平行になる)ようにして、各接続電極39がICチップ20の各接続端子22に取り付けられている(電気的及び機械的に接続されている)。
換言すれば、振動ジャイロ素子30は、一方の主面30a(他方の主面30b)が、ICチップ20の能動面21または非能動面29に沿うようにして、各接続電極39がICチップ20の各接続端子22に取り付けられている(電気的及び機械的に接続されている)。
ここで、センサーモジュール1の振動ジャイロ素子30の動作について説明する。
図5及び図6は、振動ジャイロ素子の動作を説明する模式平面図である。図5は駆動振動状態を示し、図6(a)、図6(b)は、角速度が加わった状態における検出振動状態を示している。
なお、図5及び図6において、振動状態を簡易に表現するために、各振動腕は線で表し、各支持腕、各支持部は省略してある。
図5において、振動ジャイロ素子30の駆動振動状態を説明する。
まず、ICチップ20の集積回路(駆動回路)から駆動信号が印加されることにより、振動ジャイロ素子30は角速度が加わらない状態において、駆動用振動腕34a,34b,35a,35bが矢印Eで示す方向に屈曲振動を行う。この屈曲振動は、実線で示す振動姿態と2点鎖線で示す振動姿態とを所定の周波数で繰り返している。
次に、この駆動振動を行っている状態で、振動ジャイロ素子30にZ軸回りの角速度ωが加わると、振動ジャイロ素子30は、図6に示すような振動を行う。
まず、図6(a)に示すように、駆動振動系を構成する駆動用振動腕34a,34b,35a,35b及び連結腕33a,33bには、矢印F方向のコリオリ力が働く。また同時に、検出用振動腕32a,32bは、矢印F方向のコリオリ力に呼応して、矢印H方向に変形する。
その後、図6(b)に示すように、駆動用振動腕34a,34b,35a,35b及び連結腕33a,33bには、矢印F’方向に戻る力が働く。また同時に、検出用振動腕32a,32bは、矢印F’方向の力に呼応して、矢印H’方向に変形する。
振動ジャイロ素子30は、この一連の動作を交互に繰り返して新たな振動が励起される。
なお、矢印F,F’方向の振動は、重心Gに対して周方向の振動である。そして、振動ジャイロ素子30は、検出用振動腕32a,32bに形成された検出電極が、振動により発生した水晶の歪を検出することでZ軸回りの角速度ωが求められる。
図3に戻って、フレキシブル配線基板40は、例えば、ポリイミドなどの可撓性を有する樹脂を主体としたベース層41と、ベース層41に接合され、所望の形状にパターニングされた銅箔を主体とした配線パターン層42と、を備えた積層構造となっている。
フレキシブル配線基板40は、一方の端部44の配線パターン層42が、ICチップ20の外部接続端子23に取り付けられている(接合されている)。
フレキシブル配線基板40は、可撓性を有することから、可撓性の程度に応じて自在に折り曲げることが可能である。
これにより、フレキシブル配線基板40は、図1〜図3に示すように、ICチップ20の姿勢に関わらず、途中から折曲げることによって、支持面11の反対面14を載置面にして支持部材10が載置されたステージ60(外部部材)に沿わせることができる。
なお、フレキシブル配線基板40は、配線パターン層42の配線パターン間のピッチがICチップ20(一方の端部44)側より、他方の端部45側の方が広くなるように形成されていてもよい。
また、フレキシブル配線基板40は、配線パターン層42を部分的に覆い、配線パターン層42を外部から絶縁、保護する保護層を備えていてもよい。
本実施形態では、ICチップ20に振動ジャイロ素子30及びフレキシブル配線基板40が取り付けられたものをセンサーユニットという。
換言すれば、センサーユニットとは、振動ジャイロ素子30及びフレキシブル配線基板40が取り付けられたICチップ20を具備してなるものである。
そして、支持部材10の支持面11に取り付けられたセンサーユニットをセンサーユニット101と表記し、支持面12に取り付けられたセンサーユニットをセンサーユニット102と表記し、支持面13に取り付けられたセンサーユニットをセンサーユニット103と表記する。
図1、図2に戻って、X’軸、Y’軸及びZ’軸は、互いに直交する軸である。そして、支持部材10の支持面11は、Z’軸に直交し、支持面12は、X’軸に直交し、支持面13は、Y’軸に直交している。
これにより、支持面11に取り付けられたセンサーユニット101は、振動ジャイロ素子30の一方の主面30a(他方の主面30b)がZ’軸に直交することから、Z’軸に対する角速度を検出することができる。
同様に、支持面12に取り付けられたセンサーユニット102は、振動ジャイロ素子30の一方の主面30a(他方の主面30b)がX’軸に直交することから、X’軸に対する角速度を検出することができる。
また、同様に、支持面13に取り付けられたセンサーユニット103は、振動ジャイロ素子30の一方の主面30a(他方の主面30b)がY’軸に直交することから、Y’軸に対する角速度を検出することができる。
したがって、センサーユニット101,102,103を備えたセンサーモジュール1は、互いに直交するX’軸、Y’軸及びZ’軸の3軸に対する角速度を検出することができる。
上述したように、第1実施形態のセンサーモジュール1は、支持部材10の互いに直交する3つの支持面11,12,13にICチップ20がそれぞれ取り付けられ、各ICチップ20の能動面21側に振動ジャイロ素子30が取り付けられている。
この際、センサーモジュール1は、振動ジャイロ素子30の一方の主面30a(他方の主面30b)が、支持部材10の各支持面11,12,13に沿うように取り付けられていることから、センサーユニット101,102,103の振動ジャイロ素子30の一方の主面30a(他方の主面30b)が、互いに直交するX’軸、Y’軸及びZ’軸に直交することとなる。
このことから、センサーモジュール1は、例えば、1つのパッケージの内部に収納されることで、3軸に対応したセンサーデバイス(ジャイロセンサー)を提供できる。
したがって、センサーモジュール1は、3軸に対応したセンサーデバイスの実装スペースを、従来の1軸に対応したセンサーデバイスを3個用いていた構成と比較して、相当程度狭くできることから、対象機器の更なる小型化を図ることが可能となる。
また、センサーモジュール1は、3軸に対応したセンサーデバイスを1つのパッケージで提供できることから、従来の1軸に対応したセンサーデバイスを3個用いていた構成と比較して、パッケージに関わるコストを低減できる。
また、センサーモジュール1は、3軸に対応したセンサーデバイスを1つのパッケージで提供できることから、従来の1軸に対応したセンサーデバイスを複数用い、パッケージの取り付け姿勢を本来の取り付け姿勢と変えることで3軸に対応していた構成と比較して、耐衝撃性を向上させることが可能となる。
また、センサーモジュール1は、支持部材10の互いに直交する3つの支持面11,12,13にICチップ20がそれぞれ取り付けられ、各ICチップ20の能動面21側に振動ジャイロ素子30の一方の主面30a(他方の主面30b)が、各支持面11,12,13に沿うように取り付けられている。
これにより、センサーモジュール1は、センシング軸(X’軸、Y’軸、Z’軸)の直交度が支持部材10の加工精度(角度θ1,θ2,θ3の精度)で決まることから、従来のような、センシング軸の直交度が、対象機器における各センサーデバイスの実装精度(パッケージの取り付け角度の精度)に依存することを解消できる。
また、センサーモジュール1は、フレキシブル配線基板40が可撓性を有することから、各ICチップ20の姿勢に関わらず、フレキシブル配線基板40を折り曲げて部分的に水平状態にすることが可能となる。
このことから、センサーモジュール1は、水平状態のフレキシブル配線基板40を介して、例えば、パッケージなどの外部部材への取り付け、ICチップ20及び振動ジャイロ素子30の特性検査などを容易に行うことができる。
この結果、センサーモジュール1は、生産性を向上させることができる。
また、センサーモジュール1は、フレキシブル配線基板40の配線パターン層42の配線パターン間のピッチが、ICチップ20(一方の端部44)側より、他方の端部45側の方が広く形成されていてもよい。
このことから、センサーモジュール1は、配線パターン層42にプローブを接触させての振動ジャイロ素子30及びICチップ20の調整及び特性検査や、パッケージなどの外部部材への取り付けを容易に行うことができる。
この結果、センサーモジュール1は、生産性を向上させることができる。
また、センサーモジュール1は、ICチップ20の接続端子22が能動面21側に突出した突起電極であることから、振動ジャイロ素子30とICチップ20との間に隙間を設けることが可能となり、振動ジャイロ素子30とICチップ20との接触を回避することが可能となる。
これにより、センサーモジュール1は、振動ジャイロ素子30の安定的な駆動を行うことができる。
また、センサーモジュール1は、支持部材10の支持面12と支持面13とが、隣り合う支持面であって、支持面12に直交する直線と支持面13に直交する直線とが、互いに遠ざかるように延びる側にある。
これにより、センサーモジュール1は、支持面12,13が互いに接近しても、支持面12,13に取り付けられているICチップ20、振動ジャイロ素子30、フレキシブル配線基板40が互いに干渉することを回避できる。
したがって、センサーモジュール1は、各構成要素をより接近させて配置できることから、さらなる小型化を図ることができる。
加えて、センサーモジュール1は、支持面12の反対面(裏面)と支持面13の反対面(裏面)とに、センサーユニット102,103を取り付けた場合と比較して、フレキシブル配線基板40の引き回しが単純となることから、フレキシブル配線基板40をパッケージなどの外部部材へ容易に取り付けることができる。
なお、センサーモジュール1は、図7の要部拡大断面図に示すように、支持部材10の各支持面11,12,13に凹部15が設けられていてもよい。
これによれば、センサーモジュール1は、ICチップ20を凹部15に配置することで、ICチップ20を各支持面11,12,13の所定の位置に精度よく取り付けることができる。
なお、凹部15は、各支持面11,12,13の法線視において、ICチップ20の全周を取り囲む形状が好ましいが、ICチップ20の一辺側が囲まれていない形状であってもよい。
なお、センサーモジュール1は、パッケージ(外部部材)への接合面(反対面14)と直交する支持面12に、センサーユニット102が取り付けられ、センサーユニット101,103が削除された構成とすることもできる。または、センサーモジュール1は、支持面13に、センサーユニット103が取り付けられ、センサーユニット101,102が削除された構成とすることもできる。
これらにより、センサーモジュール1は、センサー素子の主面をパッケージの底面に対して直交した姿勢で実装する1軸に対応したセンサーデバイスにおける、センサー素子の確実な実装構造を提供できる。
なお、センサーモジュール1は、センサーユニット101,102,103のいずれか1つを削除して、互いに直交する2軸に対する角速度を検出する構成としてもよい。なお、この場合には、支持部材10の形状をL型アングル形状としてもよい。
また、センサーモジュール1は、支持部材10を平板の曲げ加工品ではなく、直方体または立方体としてもよい。
なお、センサーモジュール1は、フレキシブル配線基板40がなくてもよい。この場合、センサーモジュール1は、ワイヤーボンディング、導電性接着剤など他の接合手段によってICチップ20の外部接続端子23の外部部材への取り付け(接合)が行われる。
なお、センサーモジュール1は、振動ジャイロ素子30の接続電極39を基部31の一方の主面30aに設けることにより、振動ジャイロ素子30の支持腕36a,36b,37a,37b及び支持部38a,38bを削除した構成としてもよい。
これによれば、センサーモジュール1は、ICチップ20の平面サイズを振動ジャイロ素子30の平面サイズより小さくすることができる。
また、センサーモジュール1は、センサー素子の特性によって各支持面11,12,13が互いに直交せずに、角度θ1,θ2,θ3が鋭角または鈍角になる構成(傾斜した構成)となってもよい。
(第2実施形態)
図8は、第2実施形態のセンサーデバイスとしてのジャイロセンサーの概略構成を示す模式図である。図8(a)は、リッド(蓋)側から俯瞰した平面図であり、図8(b)は、図8(a)のJ−J線での断面図である。
なお、平面図では、便宜的にリッドを省略し、リッドの内壁形状を2点鎖線で示してある。
また、上記第1実施形態との共通部分については、同一符号を付して説明を省略し、上記第1実施形態と異なる部分を中心に説明する。
図8に示すように、ジャイロセンサー2は、センサーモジュール1と、センサーモジュール1を収納するパッケージ90と、を有し、センサーモジュール1がパッケージ90の内部に配置され収納されている。
パッケージ90は、矩形平板状のパッケージベース91と、凹部92を有しパッケージベース91を覆うリッド93などから構成されている。
パッケージベース91には、セラミックグリーンシートを成形して焼成した酸化アルミニウム質焼結体、水晶、ガラスなどが用いられている。
リッド93には、パッケージベース91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。
パッケージベース91の上面94(リッド93に覆われる面)には、センサーモジュール1の各センサーユニット101,102,103のフレキシブル配線基板40に対応した位置に内部端子95,96,97が設けられている。
パッケージベース91の下面98(パッケージ90の底面であって、上面94に沿っている)には、外部機器(外部部材)などに実装される際に用いられる複数の外部端子99が設けられている。
内部端子95,96,97は、図示しない内部配線により、外部端子99に接続されている。
内部端子95,96,97及び外部端子99は、例えば、タングステン(W)などのメタライズ層にニッケル(Ni)、金(Au)などの各被膜をメッキなどにより積層した金属被膜からなる。
なお、パッケージは、凹部を有したパッケージベースと、パッケージベースを覆う平板状のリッドなどから構成されていてもよい。また、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。
センサーモジュール1は、パッケージベース91の上面94に載置され、支持面11の反対面14(裏面)が、接着剤などの接合部材51により上面94に取り付けられている。
そして、センサーモジュール1は、センサーユニット101のフレキシブル配線基板40における他方の端部45の配線パターン層42が、導電性接着剤、異方性導電膜、ハンダなどの導電性を有する接合部材52により、パッケージベース91の内部端子95に取り付けられている。
同様に、センサーモジュール1は、センサーユニット102のフレキシブル配線基板40における他方の端部45の配線パターン層42が、接合部材52によりパッケージベース91の内部端子96に取り付けられている。
また、同様に、センサーモジュール1は、センサーユニット103のフレキシブル配線基板40における他方の端部45の配線パターン層42が、接合部材52によりパッケージベース91の内部端子97に取り付けられている。
これらにより、ジャイロセンサー2は、センサーモジュール1の各センサーユニット101,102,103と内部端子95,96,97と外部端子99とが、互いに電気的に接続されている。
ジャイロセンサー2は、パッケージベース91の上面94にセンサーモジュール1が上記のように取り付けられた状態で、パッケージベース91がリッド93により覆われ、パッケージベース91にリッド93が、シームリング、低融点ガラス、接着剤などの接合部材53により取り付けられることによって、パッケージ90の内部が気密に封止されている。
なお、パッケージ90の内部は、各センサーユニットの振動ジャイロ素子30の振動が阻害されないように、真空状態(真空度が高い状態)に保持されていることが好ましい。
ジャイロセンサー2は、互いに直交するX’軸、Y’軸、Z’軸の3軸に対する角速度を検出するセンサーモジュール1をパッケージ90内に備えたことから、3軸に対応したジャイロセンサーとなっている。
このことから、ジャイロセンサー2は、例えば、撮像機器の手ぶれ補正や、GPS(Global Positioning System)衛星信号を用いた移動体ナビゲーションシステムにおける車両などの姿勢検出、姿勢制御などに用いられる。
ここで、ジャイロセンサー2の製造方法の一例について説明する。
図9は、ジャイロセンサーの製造工程を示すフローチャートであり、図10〜図15は、主要製造工程を説明する模式図である。
図9に示すように、ジャイロセンサー2の製造方法は、支持部材準備工程S1と、ICチップ準備工程S2と、振動ジャイロ素子準備工程S3と、フレキシブル配線基板準備工程S4と、パッケージ準備工程S5と、フレキシブル配線基板接合工程S6と、振動ジャイロ素子接合工程S7と、調整及び特性検査工程S8と、センサーユニット第1接合工程S9と、支持部材接合工程S10と、センサーユニット第2接合工程S11と、リッド接合工程S12と、を含んでいる。
[支持部材準備工程S1]
まず、図10に示すように、前述した互いに直交する3つの支持面11,12,13を有した支持部材10を用意する。
[ICチップ準備工程S2]
ついで、能動面21側に接続端子22と外部接続端子23とを有したICチップ20を用意する(図1、図3参照)。
[振動ジャイロ素子準備工程S3]
ついで、図4に示す、基部31と、基部31から延伸された各振動腕(32aなど)と、各支持部38a,38bに設けられた接続電極39とを有した振動ジャイロ素子30を用意する。
[フレキシブル配線基板準備工程S4]
ついで、可撓性を有したフレキシブル配線基板40を用意する(図1、図3参照)。
[パッケージ準備工程S5]
ついで、上記各構成要素を収納するパッケージ90(パッケージベース91、リッド93など)を用意する(図8参照)。
[フレキシブル配線基板接合工程S6]
ついで、図11に示すように、ICチップ20の外部接続端子23に、フレキシブル配線基板40の一方の端部44の配線パターン層42を、超音波接合法、加熱加圧接合法などにより取り付ける(接合する)(接合部分の詳細は図3参照)。
なお、図11では、ICチップ20上にフレキシブル配線基板40を載置して取り付けているが、フレキシブル配線基板40を反転してステージ(作業台)上に載置し、反転したICチップ20をフレキシブル配線基板40上に載置してICチップ20の外部接続端子23をフレキシブル配線基板40の配線パターン層42に取り付けてもよい。
[振動ジャイロ素子接合工程S7]
ついで、図12に示すように、ICチップ20の能動面21(第2絶縁層28)側に振動ジャイロ素子30を配置し、振動ジャイロ素子30の一方の主面30a(他方の主面30b)が能動面21(第2絶縁層28)または非能動面29に沿うように(略平行になるように)、振動ジャイロ素子30の接続電極39をICチップ20の接続端子22に取り付ける(接合する)(接合部分の詳細は図3参照)。
これにより、ICチップ20に振動ジャイロ素子30及びフレキシブル配線基板40が取り付けられたセンサーユニット101(102,103)が得られる。
[調整及び特性検査工程S8]
ついで、フレキシブル配線基板40を介して、振動ジャイロ素子30及びICチップ20の調整及び特性検査を行う。
具体的には、センサーユニット101,102,103を図示しない調整装置、特性検査装置にセットして、振動ジャイロ素子30の各振動腕の各重り部に設けられた金(Au)、銀(Ag)、クロム(Cr)などの金属被膜にレーザーを照射して除去することによって各振動腕の質量のバランスをとるバランス調整(バランスチューニング)などの調整作業や、振動ジャイロ素子30及びICチップ20の各種特性検査を行う。
[センサーユニット第1接合工程S9]
ついで、図13に示すように、センサーユニット102,103を、支持部材10の支持面12,13に取り付ける(接合する)。
詳述すると、センサーユニット102,103のICチップ20の非能動面29側を、絶縁性接着剤50により支持部材10と絶縁された状態で、支持部材10における各支持面11,12,13のうち、パッケージ90の支持部材接合面としてのパッケージベース91の上面94に対して直交する支持面である支持面12,13に取り付ける。
つまり、センサーユニット102を支持面12に取り付け、センサーユニット103を支持面13に取り付ける。
この際、各振動ジャイロ素子30の一方の主面30a(他方の主面30b)は、各支持面12,13に沿った状態となっている。
[支持部材接合工程S10]
ついで、図14に示すように、パッケージベース91の上面94に沿った支持面11を図示しない吸着装置で吸着して、各センサーユニット102,103が取り付けられた支持部材10を搬送し、支持面11の反対面14をパッケージベース91の上面94に接合部材51を用いて取り付ける。
なお、接合部材51には、短絡を防止する観点から絶縁性を有した接着剤が好ましい。
[センサーユニット第2接合工程S11]
ついで、図15に示すように、センサーユニット101をパッケージベース91の上面94に沿った支持面11に取り付ける。
詳述すると、センサーユニット101のICチップ20の非能動面29側を、絶縁性接着剤50を用いて支持部材10と絶縁された状態で、支持部材10の支持面11に取り付ける。
ついで、センサーユニット101,102,103のフレキシブル配線基板40における他方の端部45の配線パターン層42を、接合部材52によりパッケージベース91の内部端子95,96,97にそれぞれ取り付ける。
これにより、センサーモジュール1が構成され、センサーモジュール1は、パッケージ90の内部に配置されたこととなる。
[リッド接合工程S12]
ついで、図8に戻って、真空状態(真空度の高い状態)でリッド93を接合部材53によってパッケージベース91に取り付け、パッケージ90の内部を気密に封止する。これにより、パッケージ90の内部を真空状態に保持する。また、これにより、センサーモジュール1は、パッケージ90の内部に収納されたこととなる。
なお、大気中でリッド93をパッケージベース91に取り付けた後、パッケージベース91またはリッド93に設けた貫通孔を介してパッケージ90の内部を減圧し、貫通孔を封止することによってパッケージ90の内部を真空状態(真空度の高い状態)に保持してもよい。
上記各工程などを経ることにより、図8に示すようなジャイロセンサー2を得る。
なお、上記各工程の順番は、必要に応じて適宜入れ換えてもよい。例えば、支持部材準備工程S1は、センサーユニット第1接合工程S9の直前でもよく、パッケージ準備工程S5は、支持部材接合工程S10の直前でもよく、フレキシブル配線基板接合工程S6と振動ジャイロ素子接合工程S7とは、順番を入れ換えてもよい。
なお、センサーユニット第1接合工程S9において、センサーユニット102,103のフレキシブル配線基板40の内部端子96,97への取り付けを行ってもよい。
上述したように、第2実施形態のジャイロセンサー2は、第1実施形態のセンサーモジュール1が、パッケージ90に収納されたことから、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
主要な効果として、ジャイロセンサー2は、1つのパッケージ90の内部にX’軸、Y’軸、Z’軸の3軸に対応したセンサーモジュール1が収納されていることで、3軸に対応したジャイロセンサーを提供できる。
したがって、ジャイロセンサー2は、従来の1軸に対応したジャイロセンサーを3個用いていた構成と比較して、実装スペースを相当程度狭くできることから、対象機器(ジャイロセンサーが搭載される機器)の更なる小型化を図ることが可能となる。
また、ジャイロセンサー2は、3軸に対応したジャイロセンサーを1つのパッケージ90で提供できることから、従来の1軸に対応したジャイロセンサーを3個用いていた構成と比較して、パッケージに関わるコストを低減できる。
また、ジャイロセンサー2は、センサーモジュール1の支持部材10の互いに直交する3つの支持面11,12,13にICチップ20がそれぞれ取り付けられ、各ICチップ20の能動面21側に振動ジャイロ素子30の一方の主面30a(他方の主面30b)が、各支持面11,12,13に沿うように取り付けられている。
これにより、ジャイロセンサー2は、センシング軸(X’軸、Y’軸、Z’軸)の直交度が支持部材10の加工精度で決まることから、従来のような、センシング軸の直交度が、対象機器における各ジャイロセンサーの実装精度(取り付け角度の精度)に依存することを解消できる。
なお、ジャイロセンサー2は、センサーモジュール1の各センサーユニット101,102,103のいずれか1つを削除することにより、2軸に対応したジャイロセンサーを提供できる。
また、ジャイロセンサー2は、センサーモジュール1の各センサーユニット101,102,103のいずれか1つを残す(他の2つを削除する)ことにより、センシング軸(X’軸、Y’軸、Z’軸)の方向に関わらず、パッケージ90の取り付け姿勢を変える必要がない1軸に対応したジャイロセンサーを提供できる。
また、ジャイロセンサー2の製造方法は、上記の効果を奏するジャイロセンサーを製造し、提供することができる。
また、ジャイロセンサー2の製造方法は、センサーユニット102,103を、支持部材10の各支持面11,12,13のうち、パッケージベース91の上面94と直交する支持面12,13に、支持面11より先に接合する。
これにより、ジャイロセンサー2の製造方法は、支持部材10におけるパッケージベース91の上面94に沿った、センサーユニット101が接合されていない支持面11を、吸着装置などで吸着し、支持部材10を保持することが可能となることから、支持部材10の取り扱い(搬送)が容易となる。
この結果、ジャイロセンサー2の製造方法は、センサーユニット102,103が取り付けられた支持部材10の、パッケージベース91への取り付けが容易となることから、生産性を向上させることができる。
なお、ジャイロセンサー2は、センサーユニット101のフレキシブル配線基板40に代えて、金属ワイヤーによってICチップ20の外部接続端子23を、パッケージベース91の内部端子95へ取り付けてもよい。
なお、ジャイロセンサー2は、支持部材10を反転させて、反対面14がリッド93の天井(凹部92の底面)側を向くようにパッケージ90内に配置してもよい。この際、ジャイロセンサー2は、センサーユニット101を、支持面11直下のパッケージベース91の上面94に直接取り付けてもよく、支持部材10の反対面14に取り付けてもよい。
なお、このときは、センサーユニット102,103のフレキシブル配線基板40がパッケージベース91の上面94側に位置するように、センサーユニット102,103の取り付け方向も変えることとなる。
なお、上記各実施形態では、振動ジャイロ素子30の基材を水晶としたが、これに限定するものではなく、例えば、タンタル酸リチウム(LiTaO3)、四ホウ酸リチウム(Li247)、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)などの圧電体、またはシリコン(Si)などの半導体であってもよい。
また、振動ジャイロ素子30の駆動方法は、圧電体の圧電効果によるものの他に、クーロン力による静電駆動であってもよい。
また、センサー素子の検出軸(センシング軸)は、センサー素子の主面に直交する軸のほかに、センサー素子の主面に平行な軸であってもよい。
また、上記各実施形態では、センサーモジュールのセンサー素子として振動ジャイロ素子を例に挙げたが、これに限定するものではなく、例えば、加速度に反応する加速度感知素子、圧力に反応する圧力感知素子、重さに反応する重量感知素子などでもよい。
また、上記第2実施形態では、センサーデバイスとしてジャイロセンサーを例に挙げたが、これに限定するものではなく、例えば、上記加速度感知素子を備えたセンサーモジュールを用いた加速度センサー、圧力感知素子を備えたセンサーモジュールを用いた圧力センサー、重量感知素子を備えたセンサーモジュールを用いた重量センサーなどでもよい。
(電子機器)
上記ジャイロセンサー、加速度センサー、圧力センサー、重量センサーなどのセンサーデバイスは、デジタルスチールカメラ、ビデオカメラ、ナビゲーション装置、ポインティングデバイス、ゲームコントローラー、携帯電話などの電子機器に、センシング機能を備えたデバイスとして好適に用いることができ、いずれの場合にも上記各実施形態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。
1…センサーモジュール、2…センサーデバイスとしてのジャイロセンサー、10…支持部材、11…第1支持面としての支持面、12…第2支持面としての支持面、13…第3支持面としての支持面、14…反対面、20…ICチップ、21…一面としての能動面、22…接続端子、23…外部接続端子、24…第1の電極、25…応力緩和層、26…第1絶縁層、26a…開口部、27…配線、28…第2絶縁層、28a,28b…開口部、29…他面としての非能動面、30…センサー素子としての振動ジャイロ素子、30a…一方の主面、30b…他方の主面、31…基部、32a,32b…検出用振動腕、32c,32d…重り部、33a,33b…連結腕、34a,34b…駆動用振動腕、34c,34d…重り部、35a,35b…駆動用振動腕、35c,35d…重り部、36a,36b,37a,37b…支持腕、38a,38b…支持部、39…接続電極、40…フレキシブル配線基板、41…ベース層、42…配線パターン層、44…一方の端部、45…他方の端部、50…絶縁性接着剤、51,52,53…接合部材、60…ステージ(外部部材)、90…パッケージ、91…パッケージベース、92…凹部、93…リッド、94…上面、95,96,97…内部端子、98…下面、99…外部端子、101,102,103…センサーユニット。

Claims (2)

  1. 第1基準平面に平行な第1支持面と、前記第1基準平面に対して直交または傾斜した第2基準平面に平行な第2支持面と、を有した支持部材を用意する工程と、
    一面と該一面に沿った他面とを備え、前記一面側に接続端子と外部接続端子とを有した第1ICチップおよび第2ICチップを用意する工程と、
    接続電極を有した第1センサー素子および第2センサー素子を用意する工程と、
    第1フレキシブル配線基板および第2フレキシブル配線基板を用意する工程と、
    前記支持基板、前記第1ICチップ、前記第2ICチップ、前記第1センサー素子、前記第2センサー素子、前記第1フレキシブル配線基板および前記第2フレキシブル配線基板を収納するパッケージを用意する工程と、
    前記第1ICチップの前記外部接続端子に前記第1フレキシブル配線基板を取り付け、前記第2ICチップの前記外部接続端子に前記第2フレキシブル配線基板を取り付ける工程と、
    前記第1ICチップの前記一面側に前記第1センサー素子を配置し、前記第1センサー素子の主面が前記第1ICチップの前記一面または前記他面に沿うように、前記第1センサー素子の前記接続電極を前記第1ICチップの前記接続端子に取り付け、前記第2ICチップの前記一面側に前記第2センサー素子を配置し、前記第2センサー素子の主面が前記第2ICチップの前記一面または前記他面に沿うように、前記第2センサー素子の前記接続電極を前記第2ICチップの前記接続端子に取り付ける工程と、
    前記第1フレキシブル配線基板を介して、前記第1センサー素子及び前記第1ICチップの調整及び特性検査を行い、前記第2フレキシブル配線基板を介して、前記第2センサー素子及び前記第2ICチップの調整及び特性検査を行う工程と、
    前記第2センサー素子及び前記第2フレキシブル配線基板が取り付けられた前記第2ICチップを具備してなる第2センサーユニットの、前記第2ICチップの前記他面側を、前記支持部材の前記第2支持面に取り付ける工程と、
    前記第2センサーユニットが取り付けられた前記支持部材を、前記第1支持面が前記パッケージの前記支持部材接合面に沿うように、前記支持部材接合面に取り付ける工程と、
    前記第1センサー素子及び前記第1フレキシブル配線基板が取り付けられた前記第1ICチップを具備してなる第1センサーユニットの、前記第1ICチップの前記他面側を、前記支持部材の前記第1支持面に取り付ける工程と、
    を含むことを特徴とするセンサーデバイスの製造方法。
  2. 第1基準平面に平行な第1支持面と、前記第1基準平面に対して直交または傾斜した第2基準平面に平行な第2支持面と、前記第1基準平面及び前記第2基準平面に対して直交または傾斜した第3基準平面に平行な第3支持面と、を有した支持部材を用意する工程と、
    一面と該一面に沿った他面とを備え、前記一面側に接続端子と外部接続端子とを有した第1ICチップ、第2ICチップおよび第3ICチップを用意する工程と、
    接続電極を有した第1センサー素子、第2センサー素子および第3センサー素子を用意する工程と、
    第1フレキシブル配線基板、第2フレキシブル配線基板および第3フレキシブル配線基板を用意する工程と、
    前記支持基板、前記第1ICチップ、前記第2ICチップ、前記第3ICチップ、前記第1センサー素子、前記第2センサー素子、前記第3センサー素子、前記第1フレキシブル配線基板、前記第2フレキシブル配線基板および前記第3フレキシブル配線基板を収納するパッケージを用意する工程と、
    前記第1ICチップの前記外部接続端子に前記第1フレキシブル配線基板を取り付け、前記第2ICチップの前記外部接続端子に前記第2フレキシブル配線基板を取り付け、前記第3ICチップの前記外部接続端子に前記第3フレキシブル配線基板を取り付ける工程と、
    前記第1ICチップの前記一面側に前記第1センサー素子を配置し、前記第1センサー素子の主面が前記第1ICチップの前記一面または前記他面に沿うように、前記第1センサー素子の前記接続電極を前記第1ICチップの前記接続端子に取り付け、前記第2ICチップの前記一面側に前記第2センサー素子を配置し、前記第2センサー素子の主面が前記第2ICチップの前記一面または前記他面に沿うように、前記第2センサー素子の前記接続電極を前記第2ICチップの前記接続端子に取り付け、前記第3ICチップの前記一面側に前記第3センサー素子を配置し、前記第3センサー素子の主面が前記第3ICチップの前記一面または前記他面に沿うように、前記第3センサー素子の前記接続電極を前記第3ICチップの前記接続端子に取り付ける工程と、
    前記第1フレキシブル配線基板を介して、前記第1センサー素子及び前記第1ICチップの調整及び特性検査を行い、前記第2フレキシブル配線基板を介して、前記第2センサー素子及び前記第2ICチップの調整及び特性検査を行い、前記第3フレキシブル配線基板を介して、前記第3センサー素子及び前記第3ICチップの調整及び特性検査を行う工程と、
    前記第2センサー素子及び前記第2フレキシブル配線基板が取り付けられた前記第2ICチップを具備してなる第2センサーユニットの、前記第2ICチップの前記他面側を、前記支持部材の前記第2支持面に取り付け、前記第3センサー素子及び前記第3フレキシブル配線基板が取り付けられた前記第3ICチップを具備してなる第3センサーユニットの、前記第3ICチップの前記他面側を、前記支持部材の前記第3支持面に取り付ける工程と、
    前記第2センサーユニットおよび前記第3センサーユニットが取り付けられた前記支持部材を、前記第1支持面が前記パッケージの前記支持部材接合面に沿うように、前記支持部材接合面に取り付ける工程と、
    前記第1センサー素子及び前記第1フレキシブル配線基板が取り付けられた前記第1ICチップを具備してなる第1センサーユニットの、前記第1ICチップの前記他面側を、前記支持部材の前記第1支持面に取り付ける工程と、
    を含むことを特徴とするセンサーデバイスの製造方法。
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