JP5987500B2

JP5987500B2 - Physical quantity detection device, electronic device, mobile object

Info

Publication number: JP5987500B2
Application number: JP2012146527A
Authority: JP
Inventors: 渡辺　潤; 潤渡辺
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2012-06-29
Publication date: 2016-09-07
Anticipated expiration: 2032-06-29
Also published as: JP2014010045A

Description

本発明は、物理量検出デバイス、電子機器、移動体に関する。 The present invention relates to a physical quantity detection device, an electronic apparatus, and a moving object.

加速度、角速度、物体の姿勢等の物理量を検出するデバイスでは、物理量検出器の支持位置や支持姿勢を均一化して検出感度を高めることが要求される。そこで、物理量検出素子の基部をリードフレームに固定し、物理量検出素子とリードフレームとの固定部をモールド樹脂で固めてパッケージの一部とする物理量検出デバイスが知られている（例えば、特許文献１参照）。 Devices that detect physical quantities such as acceleration, angular velocity, and object posture are required to increase the detection sensitivity by making the support position and support posture of the physical quantity detector uniform. Therefore, a physical quantity detection device is known in which a base part of a physical quantity detection element is fixed to a lead frame, and a fixed part between the physical quantity detection element and the lead frame is fixed with a mold resin to form a part of a package (for example, Patent Document 1). reference).

また、物理量検出素子の基部をパッケージに固定し、基部とは反対側の端部を自由端とした物理量検出デバイスが知られている（例えば、特許文献２参照）。 There is also known a physical quantity detection device in which a base part of a physical quantity detection element is fixed to a package and an end part opposite to the base part is a free end (see, for example, Patent Document 2).

特開平５−１０７２６４号公報JP-A-5-107264 特開２０１０−１８１２１０号公報JP 2010-181210 A

前述した特許文献１や特許文献２に記載の物理量検出デバイスでは、物理量検出素子の端部をパッケージの一部に固定する構造を用いている。つまり、物理量検出素子は、パッケージに対しては剛体に近い支持部に片持ち梁状に固定されている。このように、物理量検出素子を剛体に近い支持部で固定した場合、パッケージに強い衝撃力が加えられたときに、直接、衝撃が物理量検出素子に伝達されることから、物理量検出素子が破損してしまうことが考えられる。 The physical quantity detection devices described in Patent Document 1 and Patent Document 2 described above use a structure in which the end of the physical quantity detection element is fixed to a part of the package. That is, the physical quantity detection element is fixed in a cantilever shape to a support portion close to a rigid body with respect to the package. In this way, when the physical quantity detection element is fixed by a support portion close to a rigid body, when a strong impact force is applied to the package, the impact is directly transmitted to the physical quantity detection element, so that the physical quantity detection element is damaged. It can be considered.

また、特許文献１及び特許文献２に記載の物理量検出デバイスを電子機器に用いる場合、物理量検出デバイスのパッケージに設けられた接続端子を電子機器の回路基板に固定して用いられる。一般にパッケージと回路基板とは線膨張率が異なるため、ヒートショック等によって、収縮と膨張を繰り返すことによって、パッケージと回路基板との接合部にクラックや破損が発生することが考えられる。 Moreover, when using the physical quantity detection device of patent document 1 and patent document 2 for an electronic device, the connection terminal provided in the package of the physical quantity detection device is fixed and used for the circuit board of an electronic device. In general, since the linear expansion coefficient is different between the package and the circuit board, it is conceivable that cracks and breakage may occur at the joint between the package and the circuit board due to repeated contraction and expansion due to heat shock or the like.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の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］本適用例に係る物理量検出デバイスは、パッケージと、前記パッケージの内外を貫通するリードフレームと、前記パッケージの内部に配設された物理量検出器と、を備え、前記パッケージの内側に向かって片持ち梁状に延設された前記リードフレームの自由端部に、前記物理量検出器が接続固定されていること、を特徴とする。 Application Example 1 A physical quantity detection device according to this application example includes a package, a lead frame that penetrates the inside and outside of the package, and a physical quantity detector disposed inside the package, and the inside of the package The physical quantity detector is connected and fixed to a free end portion of the lead frame extending in a cantilever shape toward the top.

本適用例による物理量検出デバイスは、片持ち梁状に延設されたリードフレームの自由端に物理量検出器を接続固定していることから、外部から衝撃力が加えられたときに、リードフレームの自由端部で衝撃力を吸収または緩和することで、衝撃力によって物理量検出器が破損することを防止できる。 In the physical quantity detection device according to this application example, the physical quantity detector is connected and fixed to the free end of the lead frame extended in a cantilever shape. Therefore, when an impact force is applied from the outside, By absorbing or reducing the impact force at the free end, it is possible to prevent the physical quantity detector from being damaged by the impact force.

［適用例２］上記適用例に係る物理量検出デバイスにおいて、前記物理量検出器が、基部と、前記基部に継ぎ手部を介して延在され、物理量の変化に応じて変位する可動部と、を有するカンチレバーと、前記基部と前記可動部とに掛け渡され、前記可動部の変位に応じて物理量を検出する物理量検出素子と、を有し、前記リードフレームの自由端部は、前記カンチレバーの基部に接続固定されていること、が好ましい。 Application Example 2 In the physical quantity detection device according to the application example, the physical quantity detector includes a base portion and a movable portion that extends to the base portion via a joint portion and is displaced according to a change in the physical quantity. A cantilever, and a physical quantity detection element that spans between the base and the movable part and detects a physical quantity according to the displacement of the movable part, and the free end of the lead frame is connected to the base of the cantilever It is preferable that the connection is fixed.

カンチレバーの基部は、ある適度の剛性を有している。例えば、物理量検出素子に設けられる引出し電極は、カンチレバーの基部に設けられる接続電極にワイヤーボンド等で接続される。そこで、リードフレームの自由端部をカンチレバーの基部に固定すれば、引き出し電極と接続電極との接続品質を確保しながら耐衝撃性を向上させることができる。 The base of the cantilever has a certain degree of rigidity. For example, the extraction electrode provided in the physical quantity detection element is connected to the connection electrode provided in the base of the cantilever by wire bonding or the like. Therefore, if the free end portion of the lead frame is fixed to the base portion of the cantilever, the impact resistance can be improved while ensuring the connection quality between the extraction electrode and the connection electrode.

［適用例３］上記適用例に係る物理量検出デバイスにおいて、前記自由端部が、厚さ方向に折り曲げられた固定端部を有し、前記基部が、前記固定端部を挿入する貫通孔を有し、前記固定部が前記貫通孔に挿着されていること、が好ましい。
ここで、カンチレバーとリードフレームとの固定手段としては、例えば、ハンダまたは導電性接着剤を用いることができる。 Application Example 3 In the physical quantity detection device according to the application example described above, the free end portion has a fixed end portion that is bent in the thickness direction, and the base portion has a through-hole into which the fixed end portion is inserted. And it is preferable that the said fixing | fixed part is inserted by the said through-hole.
Here, as a means for fixing the cantilever and the lead frame, for example, solder or a conductive adhesive can be used.

このようにすれば、カンチレバーの貫通孔にリードフレームの固定端部を挿入し固定することから、カンチレバーの平面方向の位置決めができると共に、折り曲げられた固定端部と上記接続電極とに加えて、貫通孔内でもハンダや導電性接着剤等が入り込むことで、狭い固定領域でも十分な固定強度が得られるという効果がある。 In this way, since the fixed end of the lead frame is inserted and fixed in the through hole of the cantilever, the cantilever can be positioned in the planar direction, and in addition to the bent fixed end and the connection electrode, Even when the solder, conductive adhesive, or the like enters the through hole, there is an effect that sufficient fixing strength can be obtained even in a narrow fixing region.

［適用例４］上記適用例に係る物理量検出デバイスにおいて、前記自由端部は、前記固定端部と、前記物理量検出器の厚さ方向の位置を規制する支持部と、を有していること、が好ましい。 Application Example 4 In the physical quantity detection device according to the application example, the free end portion includes the fixed end portion and a support portion that regulates a position in the thickness direction of the physical quantity detector. Are preferred.

前述したように、物理量検出器の平面方向の位置決めは、リードフレームの折り曲げられた固定端部をカンチレバーの貫通孔に挿入することで行える。一方、厚さ方向の位置規制は、カンチレバーの下面を受けるように、リードフレームの固定端部から平面方向に突設される支持部によって行うことができる。 As described above, the physical quantity detector can be positioned in the planar direction by inserting the bent fixed end portion of the lead frame into the through hole of the cantilever. On the other hand, the position restriction in the thickness direction can be performed by a support portion protruding in the plane direction from the fixed end portion of the lead frame so as to receive the lower surface of the cantilever.

［適用例５］上記適用例に係る物理量検出デバイスにおいて、前記カンチレバーは、前記可動部を囲む枠部を有し、前記パッケージの内側底面には、平面視して前記枠部の形成領域に前記物理量検出器の厚さ方向の位置を規制する突起部が設けられていること、が好ましい。 Application Example 5 In the physical quantity detection device according to the application example described above, the cantilever has a frame portion surrounding the movable portion, and the inner bottom surface of the package has the frame portion forming region in plan view. It is preferable that a protrusion that regulates the position of the physical quantity detector in the thickness direction is provided.

このように、パッケージの内側底面に突起部を設けることによって、物理量検出器の厚さ方向の位置を規制することができる。また、物理量検出器とリードフレームとを接合するときに、物理量検出器の支持台とすることができる。 As described above, by providing the protrusion on the inner bottom surface of the package, the position of the physical quantity detector in the thickness direction can be regulated. Moreover, when joining a physical quantity detector and a lead frame, it can be set as the support stand of a physical quantity detector.

［適用例６］上記適用例に係る物理量検出デバイスにおいて、前記リードフレームの前記パッケージの外側に延設された外部接続端子部と、前記パッケージの外側底面に設けられる固定端子部と、が、ほぼ同じ高さ位置にあること、が好ましい。 Application Example 6 In the physical quantity detection device according to the application example described above, the external connection terminal portion extending outside the package of the lead frame and the fixed terminal portion provided on the outer bottom surface of the package are substantially It is preferable that they are at the same height position.

このようにすれば、物理量検出デバイスを、例えば電子機器の回路基板に接続固定する場合に、回路基板に対して物理量検出デバイスが傾かないように接続固定することができる。 In this way, when the physical quantity detection device is connected and fixed to a circuit board of an electronic device, for example, the physical quantity detection device can be connected and fixed so that the physical quantity detection device does not tilt with respect to the circuit board.

［適用例７］上記適用例に係る物理量検出デバイスにおいて、前記外部接続端子部と、前記固定端子部とは、前記パッケージを挟む両端側に配置されていること、が好ましい。 Application Example 7 In the physical quantity detection device according to the application example described above, it is preferable that the external connection terminal portion and the fixed terminal portion are disposed on both ends sandwiching the package.

物理量検出デバイスを、例えば電子機器の回路基板に固定して用いる場合において、パッケージと上記回路基板とは線膨張率が異なることから、ヒートショック等による収縮、膨張の繰り返しによって、パッケージと回路基板との接合部にクラックの発生や、破損することが考えられる。本適用例では、一方がリードフレームによって固定されていることから、収縮、膨張をリードフレームで吸収することで接合部のクラックや破損を防止できる。 In the case where the physical quantity detection device is used by being fixed to a circuit board of an electronic device, for example, the package and the circuit board have different linear expansion coefficients. It is conceivable that cracks may be generated or damaged at the joints. In this application example, since one side is fixed by the lead frame, it is possible to prevent cracking and breakage of the joint portion by absorbing contraction and expansion by the lead frame.

［適用例８］本適用例に係る電子機器は、上記適用例のいずれかに記載の物理量検出デバイスを備えていることを特徴とする。 Application Example 8 An electronic apparatus according to this application example includes the physical quantity detection device according to any one of the application examples.

本適用例によれば、上記適用例のいずれかに記載の物理量検出デバイスを用いることによって、上記適用例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 application example, by using the physical quantity detection device described in any of the application examples, it is possible to provide an electronic apparatus that exhibits the effects described in the application example.

［適用例９］本適用例に係る移動体は、上記適用例のいずれかに記載の物理量検出デバイスを備えていることを特徴とする。 Application Example 9 A moving object according to this application example includes the physical quantity detection device according to any one of the application examples.

上述した物理量検出デバイスは、移動体の姿勢を検出することができる。従って、衝撃力による破損を抑え、また、ヒートショック等による回路基板との接合部のクラックや破損がない信頼性のある姿勢制御が可能な移動体を実現できる。 The physical quantity detection device described above can detect the posture of the moving body. Therefore, it is possible to realize a movable body that can suppress damage due to impact force and can perform reliable posture control without cracks or breakage of a joint with a circuit board due to heat shock or the like.

実施形態１に係る物理量検出デバイスを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ切断面を示す断面図。The physical quantity detection device which concerns on Embodiment 1 is shown, (a) is a top view, (b) is sectional drawing which shows the AA cut surface of (a). 図１（ａ）のＢ−Ｂ切断面を示す断面図。Sectional drawing which shows the BB cut surface of Fig.1 (a). 実施形態２の第１実施例を示し、（ａ）は部分断面図、（ｂ）は（ａ）を矢印Ｃ方向から視認したリードフレームの正面図。The 1st Example of Embodiment 2 is shown, (a) is a fragmentary sectional view, (b) is a front view of the lead frame which looked at (a) from the direction of arrow C. 実施形態２の第２実施例を示し、（ａ）は部分断面図、（ｂ）は（ａ）を矢印Ｄ方向（上方）から視認したリードフレームの平面図。5A is a partial cross-sectional view illustrating a second example of the second embodiment, and FIG. 5B is a plan view of a lead frame as viewed from the direction of arrow D (upward). 傾斜計を例示する模式斜視図。The model perspective view which illustrates an inclinometer. スマートフォンを概略的に示す斜視図。The perspective view which shows a smart phone roughly. デジタルスチルカメラを概略的に示す斜視図。The perspective view which shows a digital still camera roughly. 移動体としての自動車を概略的に示す斜視図。The perspective view which shows the motor vehicle as a moving body roughly.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
なお、以下の説明で参照する図は、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材ないし部分の縦横の縮尺は実際のものとは異なる模式図である。
（実施形態１） Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
The drawings referred to in the following description are schematic views in which the vertical and horizontal scales of each member or part are different from actual ones in order to make each member a recognizable size.
(Embodiment 1)

図１は、実施形態１に係る物理量検出デバイス１を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ切断面を示す断面図である。なお、図１（ａ）はリッド（蓋部材）及び配線の図示を省略している。図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、物理量検出デバイス１は、パッケージ２０と、パッケージ２０の内外を貫通する２本のリードフレーム６１，６２と、パッケージ２０の内部に配設された物理量検出器４と、を備えており、パッケージ２０の内側に片持ち梁状に延設されたリードフレーム６１，６２の自由端部に、物理量検出器４が接続固定されている。 1A and 1B show a physical quantity detection device 1 according to a first embodiment, in which FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. In FIG. 1A, the lid (lid member) and the wiring are not shown. As shown in FIGS. 1A and 1B, the physical quantity detection device 1 is provided in a package 20, two lead frames 61 and 62 that penetrate the inside and outside of the package 20, and the inside of the package 20. The physical quantity detector 4 is connected and fixed to free ends of lead frames 61 and 62 extending in a cantilever shape inside the package 20.

パッケージ２０は、容器状のパッケージベース２１と、パッケージベース２１の周縁部においてパッケージ２０の内部空間を気密封止するリッド２２とから構成されている。パッケージベース２１には、セラミックグリーンシートを積層し焼成した酸化アルミニウム焼結体、水晶、ガラス、シリコン等が用いられる。 The package 20 includes a container-shaped package base 21 and a lid 22 that hermetically seals the internal space of the package 20 at the peripheral edge of the package base 21. For the package base 21, an aluminum oxide sintered body, quartz, glass, silicon, or the like obtained by laminating and firing ceramic green sheets is used.

セラミックグリーンシートを積層、焼成してパッケージベース２１を形成する際、リードフレーム６１，６２を適切な位置に配設し、パッケージベース２１とリードフレーム６１，６２との間も気密状態とする。従って、リードフレーム６１，６２は、例えば、コバールのようなパッケージベース２１の焼成温度に耐え、線膨張率がほぼ同じ材質を選択することが望ましい。 When the package base 21 is formed by laminating and firing the ceramic green sheets, the lead frames 61 and 62 are disposed at appropriate positions so that the space between the package base 21 and the lead frames 61 and 62 is also airtight. Therefore, the lead frames 61 and 62 are preferably made of a material that can withstand the firing temperature of the package base 21 such as Kovar and has substantially the same linear expansion coefficient.

リッド２２には、パッケージベース２１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る。パッケージベース２１とリッド２２との固定には、シームリング、低融点ガラス、接着剤などの接合部材を用いて固定することが可能で、陽極接合を用いることも可能である。 The lid 22 is made of the same material as the package base 21 or a metal such as Kovar, 42 alloy, or stainless steel. The package base 21 and the lid 22 can be fixed using a bonding member such as a seam ring, low-melting glass, or adhesive, and anodic bonding can also be used.

物理量検出器４は、カンチレバー９と物理量検出素子１３とから構成されている。
さらに具体的には、物理量検出器４は、基部１０と、基部１０に継ぎ手部１１を介して延在され、物理量の変化に応じて変位する可動部１２と、基部１０に連続し可動部１２の周囲に沿って延在される枠部１４とを有するカンチレバー９と、基部１０と可動部１２とに掛け渡され、可動部１２の変位に応じた物理量を検出する物理量検出素子１３と、を備えている。 The physical quantity detector 4 includes a cantilever 9 and a physical quantity detection element 13.
More specifically, the physical quantity detector 4 includes a base part 10, a movable part 12 that extends to the base part 10 via a joint part 11 and is displaced according to a change in the physical quantity, and a movable part 12 that is continuous with the base part 10. A cantilever 9 having a frame part 14 extending along the periphery of the sensor, and a physical quantity detection element 13 that is spanned between the base part 10 and the movable part 12 and detects a physical quantity according to the displacement of the movable part 12. I have.

可動部１２の主面１２ａには、物理量検出素子１３と重ならない位置に配置される質量部１５を備え、主面１２ａに対向する主面１２ｂにも、主面１２ａ側に配置された質量部１５と対称位置に質量部１５が配置されている。さらに、質量部１５と、可動部１２の主面１２ａ、主面１２ｂそれぞれの間には所定の厚みを有するスペーサー５０が介在され、接合されている。 The main surface 12a of the movable portion 12 includes a mass portion 15 that is disposed at a position that does not overlap the physical quantity detection element 13, and the main surface 12b that faces the main surface 12a is also disposed on the main surface 12a side. The mass portion 15 is arranged at a position symmetrical to the 15. Further, a spacer 50 having a predetermined thickness is interposed and joined between the mass portion 15 and each of the main surface 12a and the main surface 12b of the movable portion 12.

カンチレバー９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平板状に形成されている。基部１０、継ぎ手部１１、可動部１２、枠部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。可動部１２と枠部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。
なお、カンチレバー９の材料は、水晶に限定するものではなく、ガラス、またはシリコンなどの半導体材料であってもよい。 For example, the cantilever 9 is formed in a flat plate shape using a quartz substrate cut out at a predetermined angle from a quartz crystal or the like. The outer shapes of the base portion 10, the joint portion 11, the movable portion 12, and the frame portion 14 are accurately formed using techniques such as photolithography and etching. Between the movable part 12 and the frame part 14, the slit-shaped hole which divides | segments both is provided.
The material of the cantilever 9 is not limited to quartz, and may be a semiconductor material such as glass or silicon.

継ぎ手部１１は、主面１２ａ，１２ｂ側からのハーフエッチングによって、基部１０と可動部１２とを区切るように、Ｘ方向に伸びる溝によって形成されている。継ぎ手部１１のＹ方向の断面形状（図１（ｂ）、参照）は略Ｈ字状を有している。
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方向）に加わる物理量に応じて、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方向）に変位する。 The joint portion 11 is formed by a groove extending in the X direction so as to separate the base portion 10 and the movable portion 12 by half etching from the main surfaces 12a and 12b. The cross-sectional shape in the Y direction of the joint portion 11 (see FIG. 1B) has a substantially H shape.
A direction in which the movable portion 12 intersects the main surface 12a with the joint portion 11 as a fulcrum (rotation axis) according to a physical quantity applied in a direction (Z direction) intersecting the main surface 12a (12b) by the joint portion 11. Displacement (Z direction).

質量部１５には、例えば、Ｃｕ、Ａｕなどの金属に代表されるカンチレバー９の材質よりも比重の大きい材料が用いられている。本実施形態では、質量部１５はカンチレバー９の平面サイズ内において、質量を極力大きくするために、可動部１２の継ぎ手部１１側とは反対側の自由端側から、物理量検出素子１３と重ならない範囲で継ぎ手部１１の近くまで延在され、平面視において、略Ｕ字形状を有している。 For the mass portion 15, for example, a material having a specific gravity greater than that of the cantilever 9 typified by a metal such as Cu or Au is used. In the present embodiment, the mass portion 15 does not overlap the physical quantity detection element 13 from the free end side opposite to the joint portion 11 side of the movable portion 12 in order to maximize the mass within the plane size of the cantilever 9. It extends to the vicinity of the joint portion 11 in the range, and has a substantially U shape in plan view.

物理量検出器４は、図１（ａ）に示すように、質量部１５と枠部１４とが重なる領域では、図１（ｂ）に示すように、質量部１５と枠部１４との間に隙間が設けられている。このようにすることによって、可動部１２のＺ方向への変位量が所定の変位量よりも多くなる場合において、枠部１４に質量部１５が当たることで、過大な変位を抑えることができる。 As shown in FIG. 1 (a), the physical quantity detector 4 is located between the mass part 15 and the frame part 14 as shown in FIG. 1 (b) in the region where the mass part 15 and the frame part 14 overlap. A gap is provided. By doing in this way, when the amount of displacement of the movable part 12 in the Z direction is larger than the predetermined amount of displacement, excessive displacement can be suppressed by the mass part 15 hitting the frame part 14.

物理量検出素子１３は、図１（ａ）に示すように、基部１０と可動部１２とを結ぶ方向（Ｙ方向）に延在され、Ｘ方向に屈曲振動をする振動梁部１３ａ，１３ｂと、振動梁部１３ａ，１３ｂの両端部に形成された一対の接続基部１３ｄ，１３ｅと、を備えている。物理量検出素子１３は、２本の振動梁部１３ａ，１３ｂと一対の接続基部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。
物理量検出素子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、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。 As shown in FIG. 1A, the physical quantity detection element 13 extends in a direction (Y direction) connecting the base portion 10 and the movable portion 12, and vibrating beam portions 13a and 13b that bend and vibrate in the X direction. And a pair of connection base portions 13d and 13e formed at both ends of the vibrating beam portions 13a and 13b. The physical quantity detection element 13 is also called a double tuning fork element (double tuning fork type vibrating piece) because the two vibrating beam portions 13a and 13b and the pair of connection base portions 13d and 13e constitute two sets of tuning forks. .
The physical quantity detection element 13 is formed with high accuracy using a technique such as photolithography and etching using a quartz substrate cut out at a predetermined angle from, for example, a quartz crystal or the like.

なお、物理量検出素子１３の材質は、水晶に限定されるものではなく、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）などの圧電体を皮膜として備えたシリコンなどの半導体材料であってもよい。ただし、物理量検出素子１３は、カンチレバー９との線膨張率の差を小さくすることを考慮すればカンチレバー９と同質にすることが望ましい。 The material of the physical quantity detection element 13 is not limited to quartz, but lithium tantalate (LiTaO ₃ ), lithium tetraborate (Li ₂ B ₄ O ₇ ), lithium niobate (LiNbO ₃ ), titanate A piezoelectric material such as lead zirconate (PZT), zinc oxide (ZnO), aluminum nitride (AlN), or a semiconductor material such as silicon provided with a piezoelectric material such as zinc oxide (ZnO) or aluminum nitride (AlN) as a film. There may be. However, it is desirable that the physical quantity detection element 13 be the same quality as the cantilever 9 in consideration of reducing the difference in linear expansion coefficient from the cantilever 9.

物理量検出素子１３は、一方の接続基部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、他方の接続基部１３ｅが基部１０の主面１０ａ側に接合部材１７を介して固定されている。
なお、図１（ｂ）に示すように、物理量検出素子１３と、基部１０の主面１０ａ及び可動部１２の主面１２ａとの間には、可動部１２の変位時に物理量検出素子１３と基部１０及び可動部１２とが互いに接触しないように、適切な隙間が設けられている。 In the physical quantity detection element 13, one connection base portion 13 d is fixed to the main surface 12 a side of the movable portion 12 via a bonding member 17 such as a low melting point glass or an Au / Sn alloy coating capable of eutectic bonding, and the other. The connection base portion 13e is fixed to the main surface 10a side of the base portion 10 via the joining member 17.
As shown in FIG. 1B, the physical quantity detection element 13 and the base part are displaced between the physical quantity detection element 13 and the main surface 10a of the base 10 and the main surface 12a of the movable part 12 when the movable part 12 is displaced. An appropriate gap is provided so that 10 and the movable part 12 do not contact each other.

図１（ａ），（ｂ）に示すように、物理量検出素子１３は、振動梁部１３ａ，１３ｂの図示しない励振電極（検出電極を兼ねる）から接続基部１３ｅに形成された引き出し電極１３ｆ，１３ｇが、Ａｕ、Ａｌなどの金属ワイヤー１８によって、基部１０の主面１０ａに設けられた接続電極１０ｂ，１０ｃと接続されている。詳述すると、引き出し電極１３ｆは接続電極１０ｂと接続され、引き出し電極１３ｇは接続電極１０ｃと接続されている。
なお、励振電極、引き出し電極１３ｆ，１３ｇ、接続電極１０ｂ，１０ｃは、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。 As shown in FIGS. 1A and 1B, the physical quantity detection element 13 includes lead electrodes 13f and 13g formed on the connection base portion 13e from excitation electrodes (also serving as detection electrodes) (not shown) of the vibration beam portions 13a and 13b. Are connected to connection electrodes 10b and 10c provided on the main surface 10a of the base 10 by a metal wire 18 such as Au or Al. Specifically, the extraction electrode 13f is connected to the connection electrode 10b, and the extraction electrode 13g is connected to the connection electrode 10c.
The excitation electrode, the extraction electrodes 13f and 13g, and the connection electrodes 10b and 10c have a structure in which Cr is a base layer and Au is stacked thereon.

基部１０の接続電極１０ｂ，１０ｃそれぞれの形成領域には、基部１０を厚さ方向に貫通する貫通孔９ａ，９ｂが開口されている。貫通孔９ａ，９ｂに前述したリードフレーム６１，６２の自由端部の先端が挿入され、固定されている。 In the formation regions of the connection electrodes 10b and 10c of the base portion 10, through holes 9a and 9b penetrating the base portion 10 in the thickness direction are opened. The tip ends of the free ends of the lead frames 61 and 62 described above are inserted and fixed in the through holes 9a and 9b.

なお、図１（ａ）に示すように、パッケージベース２１の内側の４隅に、内側底面２３ａから突設された段部２４が形成されており、段部２４それぞれの上面には突起部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄが突設されている。突起部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄは、図１（ａ）に示すように、平面視して枠部１４の形成領域に設けられており、これら突起部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄは、通常時において、カンチレバー９の裏面に当接している。従って、突起部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄは、物理量検出器４の−Ｚ方向の位置を規制する機能を有する。 As shown in FIG. 1A, step portions 24 projecting from the inner bottom surface 23a are formed at the four inner corners of the package base 21, and the protrusion portions 24a are formed on the upper surfaces of the step portions 24, respectively. , 24b, 24c, 24d are projected. As shown in FIG. 1A, the protrusions 24a, 24b, 24c, and 24d are provided in the formation region of the frame part 14 in a plan view, and these protrusions 24a, 24b, 24c, and 24d are usually At times, it is in contact with the back surface of the cantilever 9. Therefore, the protrusions 24a, 24b, 24c, and 24d have a function of regulating the position of the physical quantity detector 4 in the −Z direction.

物理量検出デバイス１は、リッド２２の接合後、パッケージ２０の内部が減圧された状態（真空度の高い状態）で、パッケージベース２１の封止部２９に開口された貫通孔２９ａにＡｕ／Ｇｅ合金、ハンダなどからなる封止材２９ｂを投入し、加熱溶融後、固化されることにより、パッケージ２０の内部が気密に封止される。
なお、パッケージ２０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。 The physical quantity detection device 1 has an Au / Ge alloy in the through hole 29a opened in the sealing portion 29 of the package base 21 in a state where the inside of the package 20 is decompressed (high vacuum state) after the lid 22 is joined. The inside of the package 20 is hermetically sealed by introducing a sealing material 29b made of solder or the like, and solidifying after heating and melting.
Note that the inside of the package 20 may be filled with an inert gas such as nitrogen, helium, or argon.

続いて、リードフレーム６１，６２の形態と物理量検出器４の固定構造について図２を参照して説明する。
図２は、図１（ａ）のＢ−Ｂ切断面を示す断面図である。なお、リードフレーム６１，６２の形状及び固定構造は同じであるため、リードフレーム６２を例示して説明する。リードフレーム６２は、パッケージベース２１を内外に貫通する固定リード部６２ａと、固定リード部６２ａからパッケージ２０の内側に延設される自由端部６２ｂと、自由端部６２ｂの先端で厚さ方向に折り曲げられ、カンチレバー９の貫通孔９ｂに挿入される固定端部６２ｃと、を有する。 Next, the form of the lead frames 61 and 62 and the fixing structure of the physical quantity detector 4 will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a BB cut surface of FIG. Since the lead frames 61 and 62 have the same shape and fixing structure, the lead frame 62 will be described as an example. The lead frame 62 includes a fixed lead portion 62a penetrating the package base 21 in and out, a free end portion 62b extending from the fixed lead portion 62a to the inside of the package 20, and a leading end of the free end portion 62b in the thickness direction. A fixed end 62c that is bent and inserted into the through hole 9b of the cantilever 9.

一方、パッケージ２０の外側には、固定リード部６２ａから、パッケージベース２１の外側下面２３ｂ方向に向かう折り曲げリード部６２ｄと、折り曲げリード部６２ｄからパッケージベース２１の外側下面２３ｂに平行になるように折り曲げられた外部接続端子部６２ｅとを有する。外部接続端子部６２ｅの下面は、パッケージベース２１の外側下面２３ｂに設けられる固定端子部２７とほぼ同じ高さである。
外部接続端子部６１ｅの下面は、パッケージベース２１の外側下面２３ｂに設けられる固定端子部２７とほぼ同じ高さである。 On the other hand, the outer side of the package 20 is bent from the fixed lead 62a toward the outer lower surface 23b of the package base 21 and from the bent lead 62d to be parallel to the outer lower surface 23b of the package base 21. External connection terminal portion 62e. The lower surface of the external connection terminal portion 62e is substantially the same height as the fixed terminal portion 27 provided on the outer lower surface 23b of the package base 21.
The lower surface of the external connection terminal portion 61 e is substantially the same height as the fixed terminal portion 27 provided on the outer lower surface 23 b of the package base 21.

なお、ここでは図示は省略するが、リードフレーム６１はリードフレーム６２と同じ形状をしていることから、以降、固定リード部６２ａを固定リード部６１ａ、自由端部６２ｂを自由端部６１ｂ、固定端部６２ｃを固定端部６１ｃ、と折り曲げリード部６２ｄを折り曲げリード部６１ｄ、外部接続端子部６２ｅを外部接続端子部６１ｅと表して説明することがある。 Although not shown here, since the lead frame 61 has the same shape as the lead frame 62, the fixed lead portion 62a is fixed to the fixed lead portion 61a and the free end portion 62b is fixed to the free end portion 61b. The end 62c may be described as a fixed end 61c, the bent lead 62d as a bent lead 61d, and the external connection terminal 62e as an external connection 61e.

続いて、物理量検出器４とリードフレーム６１，６２の固定構造について説明する。図２を参照し、リードフレーム６２を例示して説明する。前述したようにリードフレーム６２は、パッケージベース２１に固着されている。カンチレバー９に設けられている貫通孔９ｂにリードフレーム６２の固定端部６２ｃに挿入しつつ、物理量検出器４を突起部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄに載置する。そして、固定端部６２ｃと貫通孔９ｂの周囲にある接続電極１０ｃとをハンダ、導電性接着剤等の接合部材８０を用いて接続固定する。この際、接合部材８０は、貫通孔９ｂと固定端部６２ｃとの間の隙間に浸透する。このようにして、リードフレーム６２と接続電極１０ｃとの電気的接合と、物理量検出器４とリードフレーム６２との接続固定、つまり物理量検出器４がパッケージベース２１に固定される。 Subsequently, a fixing structure of the physical quantity detector 4 and the lead frames 61 and 62 will be described. An example of the lead frame 62 will be described with reference to FIG. As described above, the lead frame 62 is fixed to the package base 21. The physical quantity detector 4 is placed on the protrusions 24a, 24b, 24c, and 24d while being inserted into the fixed end 62c of the lead frame 62 in the through hole 9b provided in the cantilever 9. Then, the fixed end 62c and the connection electrode 10c around the through-hole 9b are connected and fixed using a joining member 80 such as solder or conductive adhesive. At this time, the joining member 80 penetrates into the gap between the through hole 9b and the fixed end 62c. In this manner, the electrical connection between the lead frame 62 and the connection electrode 10 c and the connection and fixation between the physical quantity detector 4 and the lead frame 62, that is, the physical quantity detector 4 is fixed to the package base 21.

物理量検出器４をパッケージベース２１に固定した後、リッド２２でパッケージベース２１の開口部を封止し、パッケージ２０の内部の気体をパッケージベース２１の底部に開口された貫通孔２９ａから排出し、封止材２９ｂで封止することで、物理量検出デバイス１が気密封止される。 After the physical quantity detector 4 is fixed to the package base 21, the opening of the package base 21 is sealed with the lid 22, and the gas inside the package 20 is discharged from the through hole 29 a opened at the bottom of the package base 21. By sealing with the sealing material 29b, the physical quantity detection device 1 is hermetically sealed.

なお、物理量検出デバイス１は、通常、電子機器等の回路基板に取り付けられて使用される。回路基板７０には、所定のパターンで接続電極が形成されている。前述したように、リードフレーム６１，６２は、それぞれ、物理量検出素子１３に設けられる励振電極と接続されている。回路基板７０には、リードフレーム６１，６２に対応する接続電極７１，７２が形成されており、リードフレーム６２は、外部接続端子部６２ｅと接続電極７１とを、リードフレーム６１は、外部接続端子部６１ｅと接続電極７２とを、ハンダまたは導電性接着剤等の接合部材８０を用いて、接続固定されている。 The physical quantity detection device 1 is usually used by being attached to a circuit board such as an electronic device. Connection electrodes are formed on the circuit board 70 in a predetermined pattern. As described above, the lead frames 61 and 62 are each connected to the excitation electrode provided in the physical quantity detection element 13. Connection electrodes 71 and 72 corresponding to the lead frames 61 and 62 are formed on the circuit board 70. The lead frame 62 includes the external connection terminal portions 62e and the connection electrodes 71, and the lead frame 61 includes the external connection terminals. The part 61e and the connection electrode 72 are connected and fixed using a joining member 80 such as solder or a conductive adhesive.

一方、リードフレーム６２とは反対側のパッケージベース２１の外側下面２３ｂに設けられた固定端子部２７と、回路基板７０に設けられた固定端子部（図示は省略）とは、ハンダまたは接着剤等の接合部材を用いて固定される。
このような構成によって、物理量検出デバイス１は、Ｙ方向の両端位置で回路基板７０に固定される。 On the other hand, the fixed terminal portion 27 provided on the outer lower surface 23b of the package base 21 opposite to the lead frame 62 and the fixed terminal portion (not shown) provided on the circuit board 70 are solder, adhesive, or the like. It is fixed using the joining member.
With such a configuration, the physical quantity detection device 1 is fixed to the circuit board 70 at both end positions in the Y direction.

物理量検出デバイス１は、リードフレーム６１，６２を経由して物理量検出器４の励振電極に印加される駆動信号によって、物理量検出素子１３の振動梁部１３ａ，１３ｂが所定の周波数で発振（共振）する。
そして、物理量検出素子１３は、加わる加速度に応じて変化する物理量検出器４の共振周波数を出力信号として出力する。 In the physical quantity detection device 1, the vibration beam portions 13 a and 13 b of the physical quantity detection element 13 oscillate at a predetermined frequency (resonance) by a drive signal applied to the excitation electrode of the physical quantity detector 4 via the lead frames 61 and 62. To do.
And the physical quantity detection element 13 outputs the resonance frequency of the physical quantity detector 4 which changes according to the applied acceleration as an output signal.

以上説明した物理量検出デバイス１は、パッケージ２０と、パッケージ２０の内外を貫通し、内側に片持ち梁状に延設されたリードフレーム６１，６２の自由端部と、パッケージ２０の内部に配設された物理量検出器４とを接続固定することによって、外部から衝撃が加えられたときに、リードフレーム６１，６２の自由端部で衝撃を吸収または緩和することで、衝撃によって物理量検出器４の破損を防止できる。 The physical quantity detection device 1 described above is disposed inside the package 20, the free ends of the lead frames 61 and 62 extending through the inside and outside of the package 20 and extending in a cantilever shape on the inside, and the inside of the package 20. By connecting and fixing the physical quantity detector 4 that has been made, when an impact is applied from the outside, the impact is absorbed or mitigated at the free ends of the lead frames 61 and 62, so that the physical quantity detector 4 Damage can be prevented.

物理量検出器４は、基部１０と、基部１０に継ぎ手部１１を介して延在され、物理量の変化に応じて変位する可動部１２と、を有するカンチレバー９と、基部１０と可動部１２とに掛け渡され、可動部１２の変位に応じて物理量を検出する物理量検出素子１３と、を有している。また、物理量検出素子１３に設けられた引き出し電極１３ｆ，１３ｇは、カンチレバー９の基部１０に設けられる接続電極１０ｂ，１０ｃにワイヤーボンド等で接続されている。カンチレバー９の基部１０はある適度の剛性を有していることから、リードフレーム６１，６２の自由端部を基部１０に固定すれば、引き出し電極１３ｆ，１３ｇと接続電極１０ｂ，１０ｃとの接続品質を確保しながら耐衝撃性を向上させることができる。 The physical quantity detector 4 includes a base 10, a cantilever 9 that extends to the base 10 via a joint part 11, and a movable part 12 that is displaced according to a change in physical quantity, and the base 10 and the movable part 12. It has a physical quantity detection element 13 that is spanned and detects a physical quantity in accordance with the displacement of the movable portion 12. The lead electrodes 13f and 13g provided on the physical quantity detection element 13 are connected to connection electrodes 10b and 10c provided on the base 10 of the cantilever 9 by wire bonds or the like. Since the base 10 of the cantilever 9 has a certain degree of rigidity, if the free ends of the lead frames 61 and 62 are fixed to the base 10, the connection quality between the lead electrodes 13f and 13g and the connection electrodes 10b and 10c The impact resistance can be improved while ensuring the above.

また、リードフレーム６１，６２の固定端部６１ｃ，６２ｃを、カンチレバー９の基部１０に開口された貫通孔９ａ，９ｂに挿入、固定することによって、カンチレバー９（つまり、物理量検出器４）のＹ方向の位置決めができる。さらに、折り曲げられた固定端部６１ｃ，６２ｃと接続電極１０ｂ，１０ｃとの間や、貫通孔９ａ，９ｂ内でもハンダや導電性接着剤等の接合部材８０が入り込むことで、狭い固定領域でも十分な固定強度が得られるという効果がある。 Further, by inserting and fixing the fixed end portions 61c and 62c of the lead frames 61 and 62 into the through holes 9a and 9b opened in the base 10 of the cantilever 9, the Y of the cantilever 9 (that is, the physical quantity detector 4) is fixed. Directional positioning is possible. Further, a joining member 80 such as solder or conductive adhesive enters between the bent fixed end portions 61c and 62c and the connection electrodes 10b and 10c, or in the through holes 9a and 9b, so that a narrow fixed region is sufficient. There is an effect that a sufficient fixing strength can be obtained.

また、カンチレバー９は、可動部１２を囲む枠部１４を有し、パッケージベース２１の内側底面２３ａには、平面視して枠部１４の形成領域に物理量検出器４の厚さ方向の位置を規制する突起部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄを設けることによって、物理量検出器４の厚さ方向の位置を規制することができる。 Further, the cantilever 9 has a frame portion 14 surrounding the movable portion 12, and the position of the physical quantity detector 4 in the thickness direction is formed on the inner bottom surface 23 a of the package base 21 in the formation region of the frame portion 14 in plan view. By providing the projecting portions 24a, 24b, 24c, and 24d to be regulated, the position of the physical quantity detector 4 in the thickness direction can be regulated.

また、リードフレーム６１，６２のパッケージ２０の外側に延設された外部接続端子部６１ｅ，６２ｅと、パッケージ２０の外側下面２３ｂに設けられる固定端子部２７とが、ほぼ同じ高さ位置に配置されている。このようにすれば、物理量検出デバイス１を電子機器等の回路基板７０に接続固定する場合に、回路基板７０に対して物理量検出デバイス１が傾かないように接続固定することができる。 Further, the external connection terminal portions 61e and 62e extending outside the package 20 of the lead frames 61 and 62 and the fixed terminal portion 27 provided on the outer lower surface 23b of the package 20 are arranged at substantially the same height position. ing. In this way, when the physical quantity detection device 1 is connected and fixed to the circuit board 70 such as an electronic device, the physical quantity detection device 1 can be connected and fixed so that the physical quantity detection device 1 does not tilt with respect to the circuit board 70.

さらに、リードフレーム６１，６２それぞれの外部接続端子部６１ｅ，６２ｅと、固定端子部２７とは、パッケージ２０を挟む両端側に配置している。パッケージベース２１と回路基板７０とは線膨張率が異なり、ヒートショック等による収縮、膨張の繰り返しによって、パッケージベース２１と回路基板７０との接合部にクラックが発生することが考えられるが、一方をリードフレーム６１，６２によって固定していることから、収縮、膨張をリードフレーム６１，６２で吸収することで接合部のクラックや破損を防止できる。
（実施形態２） Further, the external connection terminal portions 61 e and 62 e of the lead frames 61 and 62 and the fixed terminal portion 27 are arranged on both ends of the package 20. The package base 21 and the circuit board 70 have different linear expansion coefficients, and it is considered that cracks occur at the joint between the package base 21 and the circuit board 70 due to repeated contraction and expansion due to heat shock or the like. Since the lead frames 61 and 62 are fixed, the shrinkage and expansion are absorbed by the lead frames 61 and 62, thereby preventing cracks and breakage of the joint portion.
(Embodiment 2)

続いて、実施形態２に係る物理量検出デバイスについて説明する。実施形態２は、前述した実施形態１に対してリードフレームと物理量検出器との接合固定部の構造が異なる。よって、実施形態１との相違箇所を中心に、共通部には同じ符号を付して説明する。
図３は、実施形態２の第１実施例を示し、（ａ）は部分断面図、（ｂ）は（ａ）を矢印Ｃ方向から視認したリードフレームの正面図である。なお、リードフレーム６１，６２は形状及び固定構造が同じであるため、リードフレーム６２を例示して説明する。 Next, the physical quantity detection device according to the second embodiment will be described. The second embodiment is different from the first embodiment described above in the structure of the joint fixing portion between the lead frame and the physical quantity detector. Therefore, the description will be given with the same reference numerals assigned to the common parts, focusing on the differences from the first embodiment.
3A and 3B show a first example of the second embodiment, where FIG. 3A is a partial cross-sectional view, and FIG. 3B is a front view of a lead frame as viewed in the direction of arrow C. FIG. Since the lead frames 61 and 62 have the same shape and fixing structure, the lead frame 62 will be described as an example.

図３（ａ），（ｂ）に示すように、リードフレーム６２の自由端部６２ｂには、固定端部６２ｃと、物理量検出器４の厚さ方向の位置を規制する支持部６２ｆを有している。支持部６２ｆは、固定端部６２ｃの両側に突設された鍔で構成されている。支持部６２ｆは、カンチレバー９の基部１０の下面に当接される。
なお、固定端部６２ｃとカンチレバー９の接合固定構造は、実施形態１（図２、参照）と同じである。 As shown in FIGS. 3A and 3B, the free end 62b of the lead frame 62 has a fixed end 62c and a support 62f that regulates the position of the physical quantity detector 4 in the thickness direction. ing. The support portion 62f is configured with a ridge projecting from both sides of the fixed end portion 62c. The support portion 62f is in contact with the lower surface of the base portion 10 of the cantilever 9.
The joining and fixing structure between the fixed end 62c and the cantilever 9 is the same as that of the first embodiment (see FIG. 2).

図４は、実施形態２の第２実施例を示し、（ａ）は部分断面図、（ｂ）は（ａ）を矢印Ｄ方向（上方）から視認したリードフレームの平面図である。なお、リードフレーム６１，６２は、形状及び固定構造が同じであるため、リードフレーム６２を例示して説明する。
図４（ａ），（ｂ）に示すように、リードフレーム６２の自由端部６２ｂには、固定端部６２ｃと、物理量検出器４の厚さ方向の位置を規制する支持部６２ｇを有している。支持部６２ｇは、固定端部６２ｃの延設方向両側に突設された半島状のリードで構成されており、カンチレバー９の下面に沿って延設され、カンチレバー９の基部１０の下面に当接されている。
なお、固定端部６２ｃとカンチレバー９の接続固定構造は、実施形態１（図２、参照）と同じである。 4A and 4B show a second example of the second embodiment, in which FIG. 4A is a partial cross-sectional view, and FIG. 4B is a plan view of a lead frame viewed from the direction of arrow D (upward). Since the lead frames 61 and 62 have the same shape and fixing structure, the lead frame 62 will be described as an example.
4A and 4B, the free end portion 62b of the lead frame 62 has a fixed end portion 62c and a support portion 62g for regulating the position of the physical quantity detector 4 in the thickness direction. ing. The support portion 62g is formed of a peninsular lead projecting on both sides in the extending direction of the fixed end portion 62c, extends along the lower surface of the cantilever 9, and contacts the lower surface of the base 10 of the cantilever 9. Has been.
The connection and fixing structure between the fixed end 62c and the cantilever 9 is the same as that of the first embodiment (see FIG. 2).

以上説明した第１実施例及び第２実施例では、リードフレーム６２の自由端部６２ｂは、固定端部６２ｃと、物理量検出器４の厚さ方向の位置を規制する支持部６２ｆまたは支持部６２ｇを有している。物理量検出器４の平面方向の位置決めは、リードフレーム６２の折り曲げられた固定端部６２ｃをカンチレバー９の貫通孔９ｂに挿入することで行える。一方、厚さ方向の位置規制は、カンチレバー９の裏面を受けるように、リードフレーム６２の固定端部６２ｃからカンチレバー９の下面に当接する支持部６２ｆまたは支持部６２ｇを設けることによって行うことができる。
なお、第１実施例及び第２実施例の構造では、実施形態１（図１（ａ）、参照）においてパッケージベース２１の内側底面２３ａに設けた突起部２４ｂ，２４ｃは省略してもよい。
（実施形態３） In the first and second embodiments described above, the free end portion 62b of the lead frame 62 has the fixed end portion 62c and the support portion 62f or the support portion 62g that regulates the position of the physical quantity detector 4 in the thickness direction. have. The physical quantity detector 4 can be positioned in the planar direction by inserting the bent fixed end 62 c of the lead frame 62 into the through hole 9 b of the cantilever 9. On the other hand, the position restriction in the thickness direction can be performed by providing a support portion 62f or a support portion 62g that contacts the lower surface of the cantilever 9 from the fixed end portion 62c of the lead frame 62 so as to receive the back surface of the cantilever 9. .
In the structures of the first and second examples, the protrusions 24b and 24c provided on the inner bottom surface 23a of the package base 21 in the first embodiment (see FIG. 1A) may be omitted.
(Embodiment 3)

続いて、前述した物理量検出デバイスを用いた電子機器について、幾つかの例をあげ説明する。
まず、電子機器としての傾斜計について説明する。
図５は、傾斜計５を例示する模式斜視図である。傾斜計５は、実施形態１または実施形態２に記載の物理量検出デバイス１を、傾斜センサーとして備えている。
傾斜計５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５は、外部からケーブル４０を介して電力が供給され、または電源を内蔵し、図示しない駆動回路によって物理量検出デバイス１（傾斜センサー）に駆動信号が送られている。
傾斜計５は、図示しない物理量検出回路によって、傾斜センサー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５の姿勢の変化（傾斜計５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。従って、傾斜計５は、被計測場所における異常の早期発見に貢献することができる。 Next, electronic devices using the above-described physical quantity detection device will be described with some examples.
First, an inclinometer as an electronic device will be described.
FIG. 5 is a schematic perspective view illustrating the inclinometer 5. The inclinometer 5 includes the physical quantity detection device 1 described in the first embodiment or the second embodiment as a tilt sensor.
The inclinometer 5 is installed at a place to be measured such as a mountain slope, a road slope, or a retaining wall. The inclinometer 5 is supplied with electric power from the outside via a cable 40 or has a built-in power source, and a drive signal is sent to the physical quantity detection device 1 (tilt sensor) by a drive circuit (not shown).
The inclinometer 5 detects a change in the attitude of the inclinometer 5 (change in the direction in which the gravitational acceleration is applied to the inclinometer 5) from a resonance frequency that changes according to the gravitational acceleration applied to the inclinometer by a physical quantity detection circuit (not shown). Then, it is converted into an angle, and data is transferred to the base station by radio, for example. Therefore, the inclinometer 5 can contribute to early detection of an abnormality at the measurement location.

続いて、電子機器としてのスマートフォン、デジタルスチルカメラについて説明する。
図６は、スマートフォン２０１を概略的に示す斜視図である。スマートフォン２０１には、物理量検出デバイスが組み込まれている。スマートフォン２０１に用いる物理量検出デバイスは角速度センサー１００であって、スマートフォン２０１の姿勢を検出するモーションセンシングが実施される。角速度センサー１００の検出信号は、例えばマイクロコンピューターチップ（ＭＰＵ）２０２に供給される。ＭＰＵ２０２は、モーションセンシングに応じて様々な処理を実行することができる。モーションセンシングは、携帯電話機、携帯型ゲーム機、ゲームコントローラー、カーナビゲーションシステム、ポインティングデバイス、ヘッドマウンティングディスプレイ、タブレットパソコン等の電子機器で利用することができる。 Next, smartphones and digital still cameras as electronic devices will be described.
FIG. 6 is a perspective view schematically showing the smartphone 201. A smart quantity detection device is incorporated in the smartphone 201. The physical quantity detection device used for the smartphone 201 is the angular velocity sensor 100, and motion sensing for detecting the posture of the smartphone 201 is performed. The detection signal of the angular velocity sensor 100 is supplied to a microcomputer chip (MPU) 202, for example. The MPU 202 can execute various processes according to motion sensing. Motion sensing can be used in electronic devices such as mobile phones, portable game machines, game controllers, car navigation systems, pointing devices, head mounting displays, and tablet computers.

図７は、電子機器の他の具体例としてのデジタルスチルカメラ（以下「カメラ」という）２０３を概略的に示す斜視図である。カメラ２０３には、物理量検出デバイスとしての角速度センサー１００が組み込まれている。角速度センサー１００は、カメラ２０３の姿勢を検出することができる。角速度センサー１００の検出信号は、手ぶれ補正装置２０４に供給される。手ぶれ補正装置２０４は、角速度センサー１００の検出信号に応じて例えばレンズセット２０５内の特定のレンズを移動させ、手ぶれ補正を行うことができる。上記手ぶれ補正はデジタルビデオカメラにも利用することができる。
（実施形態４） FIG. 7 is a perspective view schematically showing a digital still camera (hereinafter referred to as “camera”) 203 as another specific example of the electronic apparatus. The camera 203 incorporates an angular velocity sensor 100 as a physical quantity detection device. The angular velocity sensor 100 can detect the posture of the camera 203. The detection signal of the angular velocity sensor 100 is supplied to the camera shake correction device 204. The camera shake correction apparatus 204 can perform camera shake correction by moving, for example, a specific lens in the lens set 205 in accordance with the detection signal of the angular velocity sensor 100. The above-mentioned camera shake correction can also be used for a digital video camera.
(Embodiment 4)

続いて、前述した物理量検出デバイスを用いた移動体について説明する。
図８は、移動体の一具体例としての自動車２０６を概略的に示す斜視図である。自動車２０６には、物理量検出デバイスとしての角速度センサー１００が組み込まれている。角速度センサー１００は、車体２０７の姿勢を検出することができる。角速度センサー１００の検出信号は車体姿勢制御装置２０８に供給される。車体姿勢制御装置２０８は、例えば車体２０７の姿勢に応じてサスペンションの硬軟を制御したり個々の車輪２０９のブレーキを制御したりすることができる。物理量検出デバイスとしての角速度センサー１００を用いた姿勢制御は二足歩行ロボットや航空機、ヘリコプター等の各種移動体で利用することができる。 Subsequently, a moving body using the above-described physical quantity detection device will be described.
FIG. 8 is a perspective view schematically showing an automobile 206 as a specific example of the moving body. The automobile 206 incorporates an angular velocity sensor 100 as a physical quantity detection device. The angular velocity sensor 100 can detect the posture of the vehicle body 207. A detection signal of the angular velocity sensor 100 is supplied to the vehicle body posture control device 208. The vehicle body posture control device 208 can control the hardness of the suspension and the brakes of the individual wheels 209 according to the posture of the vehicle body 207, for example. Posture control using the angular velocity sensor 100 as a physical quantity detection device can be used in various mobile objects such as a biped robot, an aircraft, and a helicopter.

１…物理量検出デバイス、４…物理量検出器、１３…物理量検出素子、１５…質量部、２０…パッケージ、２１…パッケージベース、２２…リッド、６１，６２…リードフレーム、６１ｂ，６２ｂ…リードフレームの自由端部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Physical quantity detection device, 4 ... Physical quantity detector, 13 ... Physical quantity detection element, 15 ... Mass part, 20 ... Package, 21 ... Package base, 22 ... Lid, 61, 62 ... Lead frame, 61b, 62b ... Lead frame Free end.

Claims

Package and
A lead frame that penetrates the inside and outside of the package;
A physical quantity detector disposed inside the package,
The lead frame has a fixed portion in which the penetrating portion is fixed to the package, and a free end extending from the fixed portion to the inside of the package,
The physical quantity detector has a base, a cantilever having a movable part connected to the base, and a physical quantity detection element spanned between the base and the movable part,
The base is fixed to the free end;
The free end has a bent fixed end;
The base has a through hole into which the fixed end is inserted;
Physical quantity detection device characterized by.

The free end has a support part in contact with the physical quantity detector;
The physical quantity detection device according to claim 1 .

The cantilever has a frame part surrounding the movable part in a plan view from the thickness direction of the cantilever,
The package is provided with a protrusion that abuts on the physical quantity detector in a region overlapping the frame in the plan view.
The physical quantity detection device according to claim 1, wherein:

The lead frame includes a bent portion that extends from the fixed portion to the outside of the package, and an external connection terminal portion that is positioned on the distal end side of the bent portion,
The fixed terminal portion provided on the outer bottom surface of the package is located in substantially the same plane as the external connection terminal portion,
The physical quantity detection device according to any one of claims 1 to 3 , wherein:

The fixed terminal portion is disposed at an end portion opposite to an end portion side of the package in which the external connection terminal portion is provided;
The physical quantity detection device according to claim 4 .

Comprising the physical quantity detection device according to any one of claims 1 to 5 ,
Electronic equipment characterized by

Comprising the physical quantity detection device according to any one of claims 1 to 5 ,
A moving body characterized by.