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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023156169
(43)【公開日】2023-10-24
(54)【発明の名称】微小振動体の実装構造
(51)【国際特許分類】
G01C 19/5691 20120101AFI20231017BHJP
B81B 3/00 20060101ALI20231017BHJP
B81B 7/02 20060101ALI20231017BHJP
H01L 29/84 20060101ALI20231017BHJP
【ＦＩ】
G01C19/5691
B81B3/00
B81B7/02
H01L29/84 A
H01L29/84 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022065865
(22)【出願日】2022-04-12
(71)【出願人】
【識別番号】000004260
【氏名又は名称】株式会社デンソー
(71)【出願人】
【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】520124752
【氏名又は名称】株式会社ミライズテクノロジーズ
(74)【代理人】
【識別番号】110001128
【氏名又は名称】弁理士法人ゆうあい特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】西川 英昭
(72)【発明者】
【氏名】川合 祐輔
(72)【発明者】
【氏名】吉田 貴彦
(72)【発明者】
【氏名】稲垣 優輝
(72)【発明者】
【氏名】原田 翔太
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 啓太郎
(72)【発明者】
【氏名】後藤 勝昭
【テーマコード（参考）】
2F105
3C081
4M112
【Ｆターム（参考）】
2F105AA02
2F105BB02
2F105BB03
2F105BB13
2F105BB14
2F105CC04
2F105CD03
2F105CD05
2F105CD13
3C081AA01
3C081BA01
3C081BA42
3C081BA46
3C081BA48
3C081BA75
3C081BA76
3C081CA14
3C081CA28
3C081CA29
3C081CA33
3C081CA36
3C081DA06
3C081EA02
4M112AA02
4M112BA07
4M112CA22
4M112DA03
4M112DA04
4M112DA06
4M112DA09
4M112EA02
(57)【要約】
【課題】三次元曲面形状およびこれを覆う表面電極を有する微小振動体が実装基板に接合された実装構造にて、電極部のうち微小振動体と対向する面以外の面に起因するノイズを低減する。
【解決手段】環状曲面を有する曲面部２１と、曲面部から曲面部の内側中心に延設された接続部２２とを有する微小振動体２が搭載される実装基板３は、微小振動体２を囲むと共に、ガード電極５３４を有する複数の第１電極部５３を備える。複数の第１電極部５３は、曲面部２１のうち接続部２２とは反対側の端部であるリム２１１と対向する対向面５３１ａを有する。複数の第１電極部５３のうち対向面５３１ａとは異なる面であって、少なくとも実装基板３とは反対側の上面５３１ｂを含む部分は、絶縁膜５３３と、絶縁膜５３３の上に形成され、第１電極部５３とは電気的に独立したガード電極５３４と、を有する。
【選択図】図３
【解決手段】環状曲面を有する曲面部２１と、曲面部から曲面部の内側中心に延設された接続部２２とを有する微小振動体２が搭載される実装基板３は、微小振動体２を囲むと共に、ガード電極５３４を有する複数の第１電極部５３を備える。複数の第１電極部５３は、曲面部２１のうち接続部２２とは反対側の端部であるリム２１１と対向する対向面５３１ａを有する。複数の第１電極部５３のうち対向面５３１ａとは異なる面であって、少なくとも実装基板３とは反対側の上面５３１ｂを含む部分は、絶縁膜５３３と、絶縁膜５３３の上に形成され、第１電極部５３とは電気的に独立したガード電極５３４と、を有する。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
微小振動体の実装構造であって、
環状曲面を有する曲面部（２１）と、前記曲面部から前記曲面部の内側中心に延設された接続部（２２）とを有する微小振動体（２）と、
前記曲面部のうち前記接続部とは反対側の端部をリム（２１１）として、前記リムと対向すると共に、前記リムを囲みつつ、互いに距離を隔てて配置される複数の電極部（５３）を有する実装基板（３）と、を備え、
前記微小振動体は、前記接続部が前記実装基板に接合されると共に、前記曲面部が他の部材と接触しない中空状態であり、
複数の前記電極部は、前記リムと向き合う対向面（５３１ａ）を有する基部（５３１）と、前記基部のうち前記対向面とは異なる面であって、少なくとも前記実装基板とは反対側の上面（５３１ｂ）を含む部分を覆う絶縁膜（５３３）と、前記絶縁膜の上に形成され、少なくとも前記上面を覆うと共に、前記基部とは電気的に独立したガード電極（５３４）と、を有する、微小振動体の実装構造。
環状曲面を有する曲面部（２１）と、前記曲面部から前記曲面部の内側中心に延設された接続部（２２）とを有する微小振動体（２）と、
前記曲面部のうち前記接続部とは反対側の端部をリム（２１１）として、前記リムと対向すると共に、前記リムを囲みつつ、互いに距離を隔てて配置される複数の電極部（５３）を有する実装基板（３）と、を備え、
前記微小振動体は、前記接続部が前記実装基板に接合されると共に、前記曲面部が他の部材と接触しない中空状態であり、
複数の前記電極部は、前記リムと向き合う対向面（５３１ａ）を有する基部（５３１）と、前記基部のうち前記対向面とは異なる面であって、少なくとも前記実装基板とは反対側の上面（５３１ｂ）を含む部分を覆う絶縁膜（５３３）と、前記絶縁膜の上に形成され、少なくとも前記上面を覆うと共に、前記基部とは電気的に独立したガード電極（５３４）と、を有する、微小振動体の実装構造。
【請求項2】
複数の前記電極部は、前記基部を第１基部として、前記第１基部を挟んで前記リムとは反対側に配置される第２基部（５３２）をさらに有し、
前記第２基部は、少なくとも前記実装基板とは反対側の一面（５３２ａ）の上に前記絶縁膜および前記ガード電極がこの順で積層されると共に、導電層（４３）により前記第１基部と電気的に接続されており、
前記ガード電極は、前記第２基部とは電気的に独立している、請求項１に記載の微小振動体の実装構造。
前記第２基部は、少なくとも前記実装基板とは反対側の一面（５３２ａ）の上に前記絶縁膜および前記ガード電極がこの順で積層されると共に、導電層（４３）により前記第１基部と電気的に接続されており、
前記ガード電極は、前記第２基部とは電気的に独立している、請求項１に記載の微小振動体の実装構造。
【請求項3】
前記第２基部は、前記第１基部と同一の材料で構成されている、請求項２に記載の微小振動体の実装構造。
【請求項4】
前記絶縁膜は、前記第２基部の前記一面の一部を露出させるコンタクトホール（５３３ａ）を有し、
前記コンタクトホールの内側には、前記第２基部のうち前記絶縁膜から露出する部分を覆いつつ、前記ガード電極とは電気的に独立した取り出し電極（５３５）が形成されている、請求項３に記載の微小振動体の実装構造。
前記コンタクトホールの内側には、前記第２基部のうち前記絶縁膜から露出する部分を覆いつつ、前記ガード電極とは電気的に独立した取り出し電極（５３５）が形成されている、請求項３に記載の微小振動体の実装構造。
【請求項5】
微小振動体の実装構造であって、
環状曲面を有する曲面部（２１）と、前記曲面部から前記曲面部の内側中心に延設された接続部（２２）とを有する微小振動体（２）と、
前記曲面部のうち前記接続部とは反対側の端部をリム（２１１）として、前記リムと対向すると共に、前記リムを囲みつつ、互いに距離を隔てて配置される複数の電極部（５３）および複数のガード電極（５５）と、を有する実装基板（３）と、を備え、
前記微小振動体は、前記接続部が前記実装基板に接合されると共に、前記曲面部が他の部材と接触しない中空状態であり、
複数の前記ガード電極は、隣接する前記電極部の間に少なくともと１つで配置されている、微小振動体の実装構造。
環状曲面を有する曲面部（２１）と、前記曲面部から前記曲面部の内側中心に延設された接続部（２２）とを有する微小振動体（２）と、
前記曲面部のうち前記接続部とは反対側の端部をリム（２１１）として、前記リムと対向すると共に、前記リムを囲みつつ、互いに距離を隔てて配置される複数の電極部（５３）および複数のガード電極（５５）と、を有する実装基板（３）と、を備え、
前記微小振動体は、前記接続部が前記実装基板に接合されると共に、前記曲面部が他の部材と接触しない中空状態であり、
複数の前記ガード電極は、隣接する前記電極部の間に少なくともと１つで配置されている、微小振動体の実装構造。
【請求項6】
複数の前記電極部は、前記リムと向き合う部分である対向部（５３１１）と、前記対向部を挟んで前記リムとは反対側に配置される端子部（５３１３）と、前記対向部と前記端子部とを繋ぐ部分であって、前記対向部および前記端子部よりも幅が狭い狭幅部（５３１２）とを有する基部（５３１）を備え、
前記対向部は、前記リムの側の端部の幅が前記狭幅部の側の端部よりも大きく、かつ前記狭幅部の側の端部の幅が最も小さい、請求項５に記載の微小振動体の実装構造。
前記対向部は、前記リムの側の端部の幅が前記狭幅部の側の端部よりも大きく、かつ前記狭幅部の側の端部の幅が最も小さい、請求項５に記載の微小振動体の実装構造。
【請求項7】
複数の前記ガード電極を第１ガード電極として、複数の前記電極部は、前記リムと向き合う対向面（５３１ａ）とは異なる面であって、少なくとも前記実装基板とは反対側の上面（５３１ｂ）を含む部分を覆う絶縁膜（５３３）と、前記絶縁膜の上に形成され、少なくとも前記上面を覆うと共に、前記基部とは電気的に独立した第２ガード電極（５３４）と有する、請求項６に記載の微小振動体の実装構造。
【請求項8】
前記絶縁膜は、複数の前記第１ガード電極のうち少なくとも前記実装基板とは反対側の上面（５５ａ）も覆うと共に、複数の前記電極部の前記上面の一部を露出させる第１のコンタクトホール（５３３ｂ）と、複数の前記第１ガード電極の前記上面の一部を露出させる第２のコンタクトホール（５３３ｃ）を有し、
前記第１のコンタクトホールの内側には、複数の前記電極部のうち前記絶縁膜から露出する部分を覆いつつ、前記第２ガード電極とは電気的に独立した取り出し電極（５３５）が形成されており、
前記第２のコンタクトホールの内側には、複数の前記第１ガード電極のうち前記絶縁膜から露出する部分を覆う端子電極（５５１）が形成されている、請求項７に記載の微小振動体の実装構造。
前記第１のコンタクトホールの内側には、複数の前記電極部のうち前記絶縁膜から露出する部分を覆いつつ、前記第２ガード電極とは電気的に独立した取り出し電極（５３５）が形成されており、
前記第２のコンタクトホールの内側には、複数の前記第１ガード電極のうち前記絶縁膜から露出する部分を覆う端子電極（５５１）が形成されている、請求項７に記載の微小振動体の実装構造。
【請求項9】
前記微小振動体は、前記リム、および前記接続部のうち前記実装基板と向き合う実装面（２２ｂ）を覆う表面電極（２３）を有し、
前記実装基板は、複数の前記電極部とは電気的に独立した配線（４２）を有し、
前記表面電極は、前記配線と電気的に接続されている、請求項１ないし８のいずれか１つに記載の微小振動体の実装構造。
前記実装基板は、複数の前記電極部とは電気的に独立した配線（４２）を有し、
前記表面電極は、前記配線と電気的に接続されている、請求項１ないし８のいずれか１つに記載の微小振動体の実装構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、三次元曲面形状を有する微小振動体の実装構造に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、車両の自動運転のシステム開発が進められており、この種のシステムでは、高精度の自己位置の推定技術が必要である。例えば、いわゆるレベル３の自動運転向けに、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite Systemの略）とＩＭＵ（Inertial Measurement Unitの略）とを備える自己位置推定システムの開発が進められている。ＩＭＵは、例えば、３軸のジャイロセンサと３軸の加速度センサから構成される６軸の慣性力センサである。将来的に、いわゆるレベル４以上の自動運転を実現するためには、現状よりもさらに高感度のＩＭＵが求められる。
【0003】
このような高感度のＩＭＵを実現するためのジャイロセンサとしては、ＢＲＧ（Bird-bath Resonator Gyroscopeの略）が有力視されており、ワイングラスモードで振動する略半球形状の三次元曲面を有する微小振動体が実装基板に搭載されてなる。この微小振動体は、振動の状態を表すＱ値が１０６以上に達するため、従来よりも高感度が見込まれる。
【0004】
この種の微小振動体と実装基板との実装構造としては、例えば、特許文献１に記載のものが挙げられる。この実装構造は、微小振動体のうち略半球形の三次元曲面の頂点付近からその半球の内側中心に向かって延設された柱状の接合部が、実装基板のうち略環状枠体に囲まれた接合領域に挿入されている。この実装構造は、微小振動体の全面を覆う表面電極と実装基板の接合領域に形成された配線とが接合されており、実装基板の当該配線を介して微小振動体の表面電極に所定の電圧を印加可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】中国特許出願公開第１０７０３６７０５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
このＢＲＧは、実装基板に形成された配線を介して、当該配線と電気的に接続された接合領域に接合された微小振動体の表面電極に電圧を印加して微小振動体を振動させつつ、対向する微小振動体の表面電極と実装基板の電極部との間の静電容量を検出する。しかし、本発明者らの鋭意検討によれば、実装基板の電極部のうち微小振動体と対向する面以外からも微小振動体の側面に対して電気的な影響を及ぼしており、検出される静電容量にノイズとして重畳されることが懸念される。
【0007】
本発明は、上記の点に鑑み、三次元曲面形状およびこれを覆う表面電極を有する微小振動体が実装基板に接合された実装構造にて、電極部のうち微小振動体と対向する面以外の面に起因するノイズを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の微小振動体の実装構造は、微小振動体（２）の実装構造であって、環状曲面を有する曲面部（２１）と、曲面部から曲面部の内側中心に延設された接続部（２２）とを有する微小振動体と、曲面部のうち接続部とは反対側の端部をリム（２１１）として、リムと対向すると共に、リムを囲みつつ、互いに距離を隔てて配置される複数の電極部（５３）を有する実装基板（３）と、を備え、微小振動体は、接続部が実装基板に接合されると共に、曲面部が他の部材と接触しない中空状態であり、複数の電極部は、リムと向き合う対向面（５３１ａ）を有する基部（５３１）と、基部のうち対向面とは異なる面であって、少なくとも実装基板とは反対側の上面（５３１ｂ）を含む部分を覆う絶縁膜（５３３）と、絶縁膜の上に形成され、少なくとも上面を覆うと共に、基部とは電気的に独立したガード電極（５３４）と、を有する。
【0009】
この実装構造は、三次元曲面を有する微小振動体と、実装基板に配置され、微小振動体のリムを囲みつつ、互いに離れて配置された複数の電極部とを有し、複数の電極部の一部が当該電極部とは電気的に独立したガード電極に覆われている。このガード電極は、複数の電極部のうち微小振動体のリムと対向する対向面とは異なる面であって、実装基板とは反対側の面である上面を少なくとも覆っている。これにより、複数の電極部に電圧を印加した際に、複数の電極部の上面から微小振動体に向かう電気力線がガード電極により遮蔽され、当該上面に起因する微小振動体への電気的影響が低減される。そのため、この実装構造は、複数の電極部のうち微小振動体と対向する面以外の面に起因するノイズが低減される。
【0010】
請求項５に記載の微小振動体の実装構造は、微小振動体（２）の実装構造であって、環状曲面を有する曲面部（２１）と、曲面部から曲面部の内側中心に延設された接続部（２２）とを有する微小振動体と、曲面部のうち接続部とは反対側の端部をリム（２１１）として、リムと対向すると共に、リムを囲みつつ、互いに距離を隔てて配置される複数の電極部（５３）および複数のガード電極（５５）と、を有する実装基板（３）と、を備え、微小振動体は、接続部が実装基板に接合されると共に、曲面部が他の部材と接触しない中空状態であり、複数のガード電極は、隣接する電極部の間に少なくとも１つ配置されている。
【0011】
この実装構造は、三次元曲面を有する微小振動体と、実装基板に配置され、微小振動体のリムを囲みつつ、互いに離れて配置された複数の電極部および複数のガード電極とを有し、ガード電極が隣接する電極部の間に少なくとも１つ配置されている。隣接する電極部の間に少なくとも１つのガード電極が配置されることで、複数の電極部のうち微小振動体のリムと対向する対向面とは異なる面であって、実装基板とは反対側の面である上面の面積が、当該ガード電極を有しない場合に比べて相対的に小さくなる。その結果、複数の電極部に電圧を印加した際に、当該上面から微小振動体に向かう電気力線が上面の面積減少分だけ減少し、電気的影響が低減される。これにより、この実装構造は、複数の電極部のうち微小振動体と対向する面以外の面に起因するノイズが低減される。
【0012】
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】第１実施形態の慣性センサを示す斜視図である。
【図5A】比較例の実装構造における電極部の上面に起因するノイズ発生を説明するための説明図である。
【図5B】比較例の実装構造における微小振動体の励振に伴う電気力線の変化を説明するための説明図である。
【図6A】微小振動体の形成工程のうち部材の用意工程を示す断面図である。
【図7A】第１実施形態の慣性センサの製造工程のうち実装基板の形成の一工程を示す断面図である。
【図10】第２実施形態の慣性センサを示す上面レイアウト図である。
【図13】他の実施形態に係る慣性センサの一例を示す上面レイアウト図である。
【図14】他の実施形態に係る慣性センサの一例を示す上面レイアウト図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【0015】
（第１実施形態）
第１実施形態の実装構造１について、図面を参照して説明する。本実施形態の実装構造１は、ワイングラスモードで振動する微小振動体２を有し、微小振動体２の振動特性を利用した各種デバイス、例えば、ＢＲＧ等のジャイロセンサ等の慣性センサに適用されると好適である。本明細書では、実装構造１がＢＲＧに適用された場合を代表例として説明するが、この用途に限定するものではない。
第１実施形態の実装構造１について、図面を参照して説明する。本実施形態の実装構造１は、ワイングラスモードで振動する微小振動体２を有し、微小振動体２の振動特性を利用した各種デバイス、例えば、ＢＲＧ等のジャイロセンサ等の慣性センサに適用されると好適である。本明細書では、実装構造１がＢＲＧに適用された場合を代表例として説明するが、この用途に限定するものではない。
【0016】
【0017】
以下、説明の便宜上、図１に示すように、実装基板３のなす平面方向における一方向であって、外郭の一辺に沿った方向を「ｘ方向」と、同平面方向においてｘ方向に直交する方向を「ｙ方向」と、ｘｙ平面に対する法線方向を「ｚ方向」と、それぞれ称する。図２以降の図中のｘ、ｙ、ｚ方向は、図１のｘ、ｙ、ｚ方向にそれぞれ対応するものである。また、本明細書における「上」とは、図中のｚ方向に沿った方向であって、矢印側を意味し、「下」とは上の反対側を意味する。さらに、本明細書では、ｚ方向上側から実装構造１または実装基板３を見た状態を「上面視」と称することがある。
【0018】
本実施形態の実装構造１は、例えば図１に示すように、微小振動体２と、実装基板３とを備え、微小振動体２の一部が実装基板３に接合されてなる。実装構造１は、ワイングラスモードで振動することが可能な薄肉の微小振動体２と実装基板３のうち後述する複数の電極部５３との間における静電容量の変化に基づき、実装構造１に印加された角速度を検出する構成となっている。
【0019】
微小振動体２は、例えば図２ないし図４に示すように、半球形状の三次元曲面の外形を含む曲面部２１と、曲面部２１のなす仮想半球の頂点側から当該半球の内側中心に向かうように延設された接続部２２とを備える。接続部２２は、例えば、有底筒状の凹部となっている。微小振動体２は、例えば、曲面部２１が椀状の三次元曲面を有し、その振動のＱ値が１０５以上となっている。
【0020】
曲面部２１のうち接続部２２とは反対側の端部をリム２１１として、リム２１１は、例えば、略円筒形状とされる。微小振動体２は、例えば、実装基板３に搭載された際に、リム２１１が、表面２ａ側が実装基板３のうち後述する複数の電極部５３と向き合うと共に、複数の電極部５３の間隔が等間隔となるように搭載される。微小振動体２は、実装基板３への実装時において、リム２１１を含む曲面部２１が他の部材とは接触しない中空状態となっている。微小振動体２は、実装基板３に搭載されたとき、複数の電極部５３への電圧印加により、中空状態のリム２１１がワイングラスモードで振動可能な構造となっている。
【0021】
微小振動体２は、例えば、図３や図４に示すように、外径が大きいほうの面を表面２ａとし、その反対面を裏面２ｂとして、この両面の一部または全部を覆う表面電極２３を有する。微小振動体２は、接続部２２のうち裏面２ｂ側の面が実装基板３と向き合う実装面２２ｂとなっている。微小振動体２は、本実施形態では、接続部２２の底面のうち実装面２２ｂとは反対の面が微小振動体２の吸着搬送に用いられる吸着面２２ａとなっている。
【0022】
表面電極２３は、例えば、限定するものではないが、下地側からＣｒ（クロム）あるいはＴｉ（チタン）と、Ａｕ（金）やＰｔ（白金）等の任意の導電性材料との積層膜、またはＴｉＮ（窒化チタン）等の基材と密着性のある導電性材料の単層膜で構成される。表面電極２３は、例えば、スパッタリングや蒸着、ＡＬＤ（原子層堆積法）等の任意の成膜法により微小振動体２の表面２ａおよび裏面２ｂに成膜される。表面電極２３は、本実施形態では、少なくとも実装面２２ｂ、およびリム２１１の表面２ａもしくは裏面２ｂに成膜され、これらの部位が電気的に接続される構成となっている。表面電極２３は、微小振動体２の表裏面の全域を覆うベタ形状であってもよいし、前述の構成となるようにパターニングされ、表裏面の一部を覆うパターン形状であってもよい。微小振動体２は、表面電極２３のうち接続部２２の実装面２２ｂを覆う部分が、実装基板３のうち後述するブリッジ配線４２と接合部材５２を介して接続される。
【0023】
微小振動体２は、例えば、石英、ホウケイ酸ガラスなどの添加物含有のガラス、金属ガラス、シリコンやセラミック等の材料で構成される。なお、微小振動体２は、三次元曲面形状とされた曲面部２１および接続部２２を形成でき、ワイングラスモードでの振動が可能なものであればよく、前述の材料に限定されない。微小振動体２は、例えば、後述する形成工程により、上記した材料で構成された薄肉基材を加工して形成されることで、曲面部２１および接続部２２の厚みが１０μｍ～１００μｍといった具合のマイクロメートルオーダーの薄肉部材となっている。微小振動体２は、例えば、実装基板３の厚み方向に沿った方向を高さ方向として、高さ方向の寸法が２．５ｍｍ、リム２１１の表面２ａ側の外径が５ｍｍといったミリサイズの形状となっている。微小振動体２の形成工程については、後述する。
【0024】
実装基板３は、例えば図１に示すように、下部基板４と、上部基板５とを備え、これらが接合された構成となっている。例えば、実装基板３は、絶縁材料のホウケイ酸ガラスにより構成された下部基板４に、半導体材料のＳｉ（シリコン）により構成された上部基板５を陽極接合することで得られる。実装基板３は、例えば、上部基板５の側に、内枠部５１と、内枠部５１を囲むように互いに離れて配置された複数の第１電極部５３と、電極部５３よりも外側において互いに離れて配置された第２電極部５４とを備える。また、実装基板３は、下部基板４側に、例えば、内枠部５１と複数の第１電極部５３とを隔てつつ、内枠部５１を囲む円環形状の溝４１と、溝４１の内側と外側とを跨ぐ複数のブリッジ配線４２とを備える。
【0025】
溝４１は、例えば、図３や図４に示すように、内枠部５１と複数の第１電極部５３との間に設けられる溝であり、ウェットエッチング等により形成される。溝４１は、例えば、微小振動体２のリム２１１の外径に対応する寸法とされ、微小振動体２を実装基板３に実装したときに、リム２１１を実装基板３に接触させないために設けられる。
【0026】
ブリッジ配線４２は、例えば、複数形成されると共に、Ａｌ（アルミニウム）等の導電性材料により構成される。複数のブリッジ配線４２は、いずれも、複数の第１電極部５３の間を通過する配置とされ、複数の第１電極部５３とは電気的に独立している。ブリッジ配線４２は、例えば図３や図４に示すように、下部基板４においてエッチング溝４１を跨ぐと共に、一端側が内枠部５１に囲まれた内側領域に配置され、他端が第２電極部５４に接続されている。ブリッジ配線４２は、一端が内枠部５１の内側において微小振動体２の表面電極２３に接続されており、表面電極２３と第２電極部５４とを電気的に接続する。
【0027】
内枠部５１は、上面視にて、例えば、全体として１つの円環形状となす形状とされ、その内側には微小振動体２の接続部２２が挿入される。内枠部５１は、例えば図３や図４に示すように、少なくともその外側が微小振動体２に当接しない寸法となっている。なお、内枠部５１は、例えば、１つの円環枠体をその周方向に沿って複数個に分割して得られる構成であってもよい。また、内枠部５１は、その内側の寸法が微小振動体２の接続部２２の裏面２ｂ側における外径および外形に合わせた寸法、形状とされ、微小振動体２を実装基板３に搭載する際の位置決め治具として機能する構成であってもよい。
【0028】
接合部材５２は、微小振動体２と実装基板３との接合に用いられる導電性材料であり、ブリッジ配線４２の一端と微小振動体２の表面電極２３とを電気的に接続する。接合部材５２は、例えば、ＡｕＳｎ（金錫）、Ａｇ（銀）、Ａｕなどの導電性材料を有してなるペースト状の導電材とされ、シリンジ等を用いて内枠部５１に囲まれた領域に塗布される。
【0029】
複数の第１電極部５３は、例えば図１に示すように、溝４１の外周側の位置において、内枠部５１および微小振動体２を囲むように互いに離れて配置されている。複数の第１電極部５３の一部は、電圧が印加されることで微小振動体２への静電引力を生じさせ、微小振動体２を駆動振動させる駆動電極として機能する。複数の第１電極部５３の一部は、微小振動体２のリム２１１と対向する部位がリム２１１と共にキャパシタを形成し、キャパシタの静電容量を検出する検出電極として機能する。
【0030】
複数の第１電極部５３は、例えば図２に示すように、リム２１１と向き合う第１基部５３１と、第１基部５３１を挟んでリム２１１とは反対側に配置された第２基部５３２とを有する。複数の第１電極部５３は、例えば、第１基部５３１および第２基部５３２を覆う絶縁膜５３３と、絶縁膜５３３上に配置されるガード電極５３４と、第２基部５３２上に配置される取り出し電極５３５とをさらに備える。
【0031】
複数の第１電極部５３は、第１基部５３１のうち少なくともリム２１１と向き合う対向面５３１ａが絶縁膜５３３およびガード電極５３４から露出している。複数の第１電極部５３は、例えば図１に示すように、第１基部５３１については対向面５３１ａとは異なる部分すべてが絶縁膜５３３およびガード電極５３４に覆われている。また、複数の第１電極部５３は、例えば、第２基部５３２については第１基部５３１とは反対側の面以外の部分すべてが絶縁膜５３３およびガード電極５３４に覆われている。第１基部５３１および第２基部５３２は、例えば、下部基板４側に形成された導電層４３の上に配置されており、導電層４３を介して電気的に接続されている。これにより、複数の第１電極部５３は、図３に示すように、第２基部５３２の一面５３２ａ上に設けられた取り出し電極５３５に電圧を印加することで、導電層４３を介して第１基部５３１に電圧を印加することが可能となっている。
【0032】
第１基部５３１および第２基部５３２は、例えば、上部基板５を構成する導電性シリコン基板にエッチングを施すことにより分離形成されるものであり、同一の材料で構成される。第１電極部５３を２つの基部に分けた構成とする場合には、１つの大きな基部で第１電極部５３を構成する場合に比べて、下部基板４と上部基板５との接合面積が小さくなり、下部基板４にかかる熱応力が低減される効果が得られる。
【0033】
絶縁膜５３３は、例えば、ＴＥＯＳ（tetra ethoxy silane）などの絶縁性材料により構成されており、プラズマＣＶＤ（化学気相成長法）などにより形成される。絶縁膜５３３は、第１基部５３１の対向面５３１ａとは異なる領域であって、少なくとも第１基部５３１の上面５３１ｂを含む所定の領域、および第２基部５３２の表面に形成されている。これにより、ガード電極５３４と、第１基部５３１および第２基部５３２とが電気的に独立した構成となっている。
【0034】
ガード電極５３４は、絶縁膜５３３上であって、少なくとも第１基部５３１の上面５３１ｂを覆う導電膜である。ガード電極５３４は、例えば、ＡｕやＡｌ等の任意の導電性材料により構成され、スパッタリング等により取り出し電極５３５と同一の工程で形成される。ガード電極５３４は、例えば、図示しないワイヤ等が接続され、外部からの電位調整が可能となっている。ガード電極５３４は、第１基部５３１のうち対向面５３１ａとは異なる面から微小振動体２のリム２１１への電気的作用を遮蔽し、静電容量の検出におけるノイズを低減させ、静電容量の検出精度を向上させる役割を果たす。言い換えると、ガード電極５３４は、第１電極部５３の対向面５３１ａとリム２１１とのギャップ間に電場を集中させ、第１電極部５３のうち対向面５３１ａとは異なる箇所からの意図しない電場が生じることを抑制する。この詳細については後述する。
【0035】
取り出し電極５３５は、第２基部５３２の一面５３２ａのうち絶縁膜５３３のコンタクトホール５３３ａ内に形成される導電膜であり、第２基部５３２を介した第１基部５３１の電圧印加および静電容量の検出に用いられる。取り出し電極５３５は、ガード電極５３４とは電気的に独立すると共に、図示しないワイヤ等が接続され、外部との電気的なやり取りが可能となっている。
【0036】
第２電極部５４は、例えば図１に示すように、実装基板３のうち第１電極部５３よりも外周側に配置され、微小振動体２の表面電極２３への電圧印加に用いられる。第２電極部５４は、例えば図３に示すように、基部５４１と、この一部を覆う電極パッド５４２とを備える。第２電極部５４は、例えば、配線４２と同数形成されると共に、基部５４１が配線４２のうち微小振動体２とは反対側の他端上に配置されており、配線４２と電気的に接続されている。これにより、第２電極部５４は、電極パッド５４２、基部５４１、配線４２および接合部材５２を介して、微小振動体２の表面電極２３への電圧印加が可能となっている。
【0037】
基部５４１は、例えば、上部基板５を構成する導電性シリコンにエッチングを施すことにより内枠部５１および第１電極部５３と分離された部位である。電極パッド５４２は、例えば、ガード電極５３４および取り出し電極５３５と同一の任意の導電性材料により構成され、スパッタリング等によりこれらと同一の工程で形成される。電極パッド５４２は、例えば、取り出し電極５３５と同様に、図示しないワイヤ等が接続され、外部との電気的なやり取りが可能となっている。
【0038】
以上が、本実施形態の実装構造１の基本的な構成である。実装構造１は、第１電極部５３のうち少なくとも上面５３１ｂが、第１基部５３１とは電気的に独立したガード電極５３４に覆われることで、上面５３１ｂからリム２１１の上方側面への電気的影響を低減する。
【0039】
〔ガード電極の効果〕
次に、ガード電極５３４によるノイズ低減について説明する。まず、図５Ａに示すガード電極５３４を有しない比較例の実装構造１００におけるノイズ発生について説明する。
次に、ガード電極５３４によるノイズ低減について説明する。まず、図５Ａに示すガード電極５３４を有しない比較例の実装構造１００におけるノイズ発生について説明する。
【0040】
比較例の実装構造１００は、例えば図５Ａに示すように、微小振動体２が実装基板１０１に接合され、微小振動体２の曲面部２１が他の部材とは接触しない中空状態となっている。実装基板１０１は、微小振動体２のリム２１１と所定の距離を隔てて対向する複数の第１電極１０２を有し、第１電極１０２が微小振動体２の駆動電極および静電容量の検出電極として機能する。第１電極１０２は、図示しないワイヤ等が接続され、外部と電気的なやり取りが可能となっているが、上面にガード電極を有していない。
【0041】
比較例の実装構造１００は、図示しない配線等により微小振動体２に直流電圧を印加しつつ、第１電極１０２に交流電圧を印加することで、微小振動体２の曲面部２１を励振させつつ、微小振動体２のリム２１１と第１電極１０２との静電容量を検出する。
【0042】
電極等に交流電圧、すなわち交流の駆動信号を印加すると、一般に電磁誘導放射ノイズが発生する。ここで、第１電極１０２の電荷をＱ、静電容量をＣ、電圧をＶとすると、Ｑ＝ＣＶとなる。また、第１電極１０２への交流の駆動信号を印加する際における電流をｉ、時間をｔとすると、第１電極１０２の電荷Ｑは、以下の式で表される。
【0043】
【数1】
【0044】
【数2】
【0045】
【数3】
【0046】
【数4】
【0047】
なお、図５Ｂでは、励振している微小振動体２のうち曲面部２１の表面２ａ側の外郭の一部のみを示すと共に、当該外郭の一部であって、最も第１電極１０２に近いときのものを実線で、最も第１電極１０２から遠いときのものを破線で、それぞれ示している。
【0048】
このとき、電気力線Ｅ１は、第１電極１０２の対向面１０２ａとリム２１１との距離をｄ１として、ｄ１が短いため、微小振動体２の励振による電気力線Ｅ１の長さの変化割合、すなわち電気力線Ｅ１全体に対する電気力線Ｅ１１、Ｅ１２の差分の割合が大きい。これに対して、電気力線Ｅ２は、第１電極１０２の上面１０２ｂとリム２１１の上方側面との距離をｄ２として、ｄ２がｄ１よりも長いため、微小振動体２の励振による電気力線Ｅ２の長さの変化割合が電気力線Ｅ１に比べて相対的に小さい。電気力線Ｅ２の長さの変化割合とは、電気力線Ｅ２全体に対する電気力線Ｅ２１、Ｅ２２の差分の割合である。そのため、フリンジ効果分の静電容量Ｃｆの時間変化が小さいと仮定し、ｄＣｆ／ｄｔ＝０を数式４に代入すると、次式が得られる。
【0049】
【数5】
【0050】
これに対し、第１実施形態の実装構造１は、第１電極部５３の第１基部５３１の上面５３１ｂがガード電極５３４により覆われているため、上面５３１ｂからリム２１１の上方側面に向かう電気力線Ｅ２が遮蔽される。そのため、フリンジ効果による静電容量Ｃｆが低減され、ひいてはノイズ成分であるＣｆ・ｄＶｎ／ｄｔが低減される。その結果、第１電極部５３のうち検出電極における電流ｉに重畳されるノイズ成分が低減され、対向面５３１ａとリム２１１との静電容量の検出精度が向上する。
【0051】
〔実装構造の製造方法〕
次に、本実施形態の実装構造１の製造方法の一例について説明する。まず、微小振動体２は、例えば、次のような工程により形成される。
次に、本実施形態の実装構造１の製造方法の一例について説明する。まず、微小振動体２は、例えば、次のような工程により形成される。
【0052】
まず、例えば図６Ａに示すように、石英板２０、三次元曲面形状を形成するための型Ｍ０および型Ｍ０を冷却するための冷却体Ｃ０を用意する。型Ｍ０は、例えば、石英板２０に三次元曲面形状を形成する際のスペースとなる凹部Ｍ１と、凹部Ｍ１の中心において、凹部Ｍ１の深さ方向に沿って延設され、加工時に石英板２０の一部を支える支柱部Ｍ２とを備える。型Ｍ０は、凹部Ｍ１の底面に減圧用の貫通孔Ｍ１１が形成されている。冷却体Ｃ０は、型Ｍ０が嵌め込まれる嵌め込み部Ｃ１と、嵌め込み部Ｃ１の底面に排気用の排気口Ｃ１１とを備え、石英板２０を加工する際に型Ｍ０を冷却する役割を果たす。石英板２０は、型Ｍ０の凹部Ｍ１の全域を覆うように配置される。
【0053】
続けて、例えば図６Ｂに示すように、石英板２０に向けてトーチＴから火炎Ｆを吹きかけ、石英板２０を溶融させる。このとき、型Ｍ０の凹部Ｍ１は、図示しない真空機構により冷却体Ｃ０の排気口Ｃ１１を通じて真空引きされている。これにより、石英板２０のうち溶融した部分は、凹部Ｍ１の底面に向かって引き延ばされると共に、その中心周辺領域が支柱部Ｍ２により支えられた状態となる。その後、石英板２０の加熱をやめて冷却することで、石英板２０は、略半球形の三次元曲面形状とされた曲面部位２０１と、曲面部位２０１の中心近傍で凹むと共に、突起部Ｍ２１の外形に追従する凹部位２０２とが形成される。また、石英板２０は、凹部Ｍ１の外側に位置する部分が、曲面部位２０１の外周端に位置し、平坦形状とされた端部２０３となる。
【0054】
次いで、型Ｍ０の凹部Ｍ１を常圧に戻し、加工後の石英板２０を取り外し、例えば図６Ｃに示すように、任意の硬化性樹脂材料によりなる封止材Ｅで石英板２０を封止する。その後、例えば、封止材Ｅを端部２０３側の面から図６Ｃの一点鎖線で示す部分まで研磨およびＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishingの略）を行い、封止材Ｅごと端部２０３を除去する。これにより、石英板２０は、環状曲面を有する曲面部２１と、曲面部２１の頂点から凹んだ接続部２２とを有する形状となる。
【0055】
そして、加熱や薬液を用いた溶解等の任意の方法により、封止材Ｅをすべて除去し、石英板２０を取り出す。最後に、例えば、スパッタリングや蒸着等の成膜プロセスにより、上記した加工後の石英板２０の表裏面の両面に表面電極２３を形成する。表面電極２３は、必要に応じて、図示しないマスク等を用いる等の公知の方法によりパターニングされてもよい。
【0056】
なお、微小振動体２は、例えば、上記のような製造プロセスにより製造されるが、この製法例に限定されるものではない。例えば、図６Ｂに示す石英板２０を溶融するための熱源は、トーチＴによる火炎Ｆに代わって、火炎Ｆを用いた場合と同等面積で石英板２０を加熱できるヒータであってもよい。このように、微小振動体２の製造工程については、適宜変更されてもよく、他の公知の方法が採用されても構わない。
【0057】
また、微小振動体２は、Ｚ方向を回転軸として回転対称な略ハーフトロイダル形状とされるが、曲面部２１が椀状の三次元曲面形状を有し、ワイングラスモードで振動可能な構成であればよく、図示したＢＲの形状にのみ限定されるものではない。例えば、接続部２２は、有底筒状の凹部のほか、柱状の形状とされてもよい。なお、ＢＲとは、Bird-bath Resonatorの略である。
【0058】
次に、実装基板３の形成工程および微小振動体２の搭載工程について説明する。なお、後述する図８Ａないし図８Ｆは、図３に相当する断面を示すものである。また、後述する図９Ａないし図９Ｆは、図４に相当する断面を示すものである。さらに、図８Ａと図９Ａ、図８Ｂと図９Ｂ、図８Ｃと図９Ｃ、図８Ｄと図９Ｄ、図８Ｅと図９Ｅ、図８Ｆと図９Ｆは、それぞれ、同一の工程である。
【0059】
まず、下部基板４となる絶縁性のガラス基板を用意し、例えば図７Ａに示すように、エッチングにより溝４１を形成した後に、図示しないマスクを用いたスパッタリング等により配線４２および導電層４３を形成する。
【0060】
続いて、例えば図７Ｂに示すように、導電性シリコン等によりなる上部基板５を用意し、下部基板４のうち溝４１等を形成した側の面と陽極接合を行う。
【0061】
その後、例えば図７Ｃに示すように、上部基板５にＤＲＩＥ等によりトレンチエッチングを行い、下部基板４を部分的に露出させ、後ほど形成される複数の第１電極部５３の構成要素である複数の第２基部５３２を含む領域を上部基板５の他の領域から分離させる。なお、ＤＲＩＥとは、Deep Reactive Ion Etchingの略である。
【0062】
そして、例えば、プラズマＣＶＤ法等により、図７Ｄに示すように、上部基板５および下部基板４のうち上部基板５から露出する部分を覆うＴＥＯＳで構成された絶縁膜５３３を形成する。
【0063】
次いで、例えば、フォトリソグラフィー法により所定のパターン形状とされた図示しないレジスト膜を成膜し、ドライエッチングを行って絶縁膜５３３の一部を除去した後に、図示しないレジスト膜を除去する。これにより、例えば図８Ａに示すように、上部基板５を覆う絶縁膜５３３のうち第２基部５３２となる領域の一部を露出させるコンタクトホール５３３ａを形成し、上部基板５のうち後の第２電極部５４となる領域を絶縁膜５３３から露出させる。また、このとき、第２基部５３２の一面５３２ａとなる領域のうち取り出し電極５３５を形成する予定の領域以外の領域は、例えば図９Ａに示すように、絶縁膜５３３に覆われた状態となっている。
【0064】
【0065】
その後、例えば、フォトリソグラフィーエッチング法により金属膜Ｍのパターニングを行い、金属膜Ｍのうち上部基板５のうち絶縁膜５３３から露出した部分と絶縁膜５３３を覆う部分とを分離し、これらを電気的に独立した状態とする。これにより、例えば図８Ｃや図９Ｃに示すように、後の第２電極部５４を覆う電極パッド５４２と、第１基部５３１となる部分を覆うガード電極５３４と、第２基部５３２の一部を覆う取り出し電極５３５とが形成される。また、電極パッド５４２、ガード電極５３４および取り出し電極５３５は、金属膜Ｍのうち絶縁膜５３３を覆う部分とは電気的に絶縁される。なお、このとき、金属膜Ｍのうち絶縁膜５３３を覆う部分は、例えば、後の内枠部５１および第１基部５３１となる領域、並びに第１基部５３１と第２基部５３２とを跨ぐ部分の上に残された状態とされる。
【0066】
そして、例えば、図８Ｄや図９Ｄに示すように、絶縁膜５３３のうち取り出し電極５３５および電極パッド５４２の近傍領域を除き、金属膜Ｍから露出する部分を上記と同様にドライエッチング等により除去し、上部基板５の一部を露出させる。
【0067】
次いで、例えば、ＤＲＩＥ等のトレンチエッチングにより、図８Ｅや図９Ｅに示すように、上部基板５の不要な部分を除去して下部基板４の一部を露出させつつ、内枠部５１と、第１電極部５３を構成する第１基部５３１とを分離させる。これにより、溝４１、配線４２、第１電極部５３および第２電極部５４を有する実装基板３が得られる。
【0068】
続けて、例えば、実装基板３を図示しないマウンタ装置に吸着固定し、実装基板３のうち内枠部５１に囲まれた領域に接合部材５２を配置する。そして、例えば、図示しない搬送装置により微小振動体２を搬送し、接合部材５２上に接続部２２の実装面２２ｂを接触させ、接合部材５２を固化することで微小振動体２を搭載することができる。例えば、微小振動体２の吸着面２２ａに図示しない搬送装置の真空吸着可能な把持機構を接触させ、真空吸着を行うことで微小振動体２を搬送することができる。また、図示しないマウンタ装置の加熱機構により実装基板３を加熱し、微小振動体２を搭載後に冷却し、接合部材５２を固化させることで、微小振動体２が実装基板３に接合される。
【0069】
なお、微小振動体２の実装基板３に対する位置合わせについては、例えば、微小振動体２および実装基板３を撮像し、公知の画像処理技術によりエッジ検出により特徴点を抽出することで、相対位置を調整するといった方法で行うことができる。
【0070】
【0071】
以上の工程により、本実施形態の実装構造１を有する慣性センサを製造することができる。
【0072】
本実施形態によれば、第１電極部５３のうち微小振動体２のリム２１１と対向する第１基部５３１の上面５３１ｂがガード電極５３４により覆われ、上面５３１ｂからリム２１１の上方側面に向かう電気力線を遮蔽可能な実装構造１となる。そのため、この実装構造１は、複数の第１電極部５３のうち微小振動体２と対向する対向面５３１ａ以外の面に起因するノイズが低減され、静電容量の検出精度が向上する効果が得られる。
【0073】
（第２実施形態）
第２実施形態の実装構造１について、図面を参照して説明する。
第２実施形態の実装構造１について、図面を参照して説明する。
【0074】
【0075】
本実施形態の実装構造１は、例えば図１０に示すように、実装基板３が複数の第１電極部５３のうち隣接する第１電極部５３の間に少なくとも１つのガード電極５５が配置された構成となっている。また、実装基板３は、複数の第１電極部５３のうちリム２１１と対向する部分が、上面視にて、リム２１１に近くなるほど幅が広くなる形状である。本実施形態の実装構造１は、上記した点で上記第１実施形態と相違する。本実施形態では、この相違点について主に説明する。
【0076】
複数の第１電極部５３は、本実施形態では、基部として第１基部５３１のみを有し、第２基部５３２を有しない構成である。複数の第１電極部５３は、リム２１１と対向する部分である対向部５３１１と、対向部５３１１に接続される狭幅部５３１２と、狭幅部５３１２のうち対向部５３１１とは反対側の端部に接続される端子部５３１３とを有する。言い換えると、本実施形態では、基部５３１は、対向部５３１１と、狭幅部５３１２と、端子部５３１３とにより構成されている。
【0077】
対向部５３１１は、例えば図１１に示すように、リム２１１と対向する対向面５３１ａを有する部位である。対向部５３１１は、例えば、上面視にて、略三角形状とされ、リム２１１側の端部の幅が狭幅部５３１２側の端部よりも広く、狭幅部５３１２側の端部の幅が最も小さくなっている。これにより、第１電極部５３は、上面５３１ｂのうち対向部５３１１の部分の面積が、狭幅部５３１２を有しない場合に比べて小さくなり、対向部５３１１の上面５３１ｂに起因する電気力線の影響を低減可能となっている。
【0078】
狭幅部５３１２は、対向部５３１１と端子部５３１３とを繋ぐものであって、第１電極部５３のうち上面視にて幅が最も狭い部位である。
【0079】
端子部５３１３は、上面５３１ｂに図示しないワイヤが接続される取り出し電極５３５が形成されたワイヤ接続領域である。
【0080】
複数のガード電極５５は、本実施形態では、実装基板３のうち隣接する第１電極部５３の間に少なくとも１つ形成される。例えば、複数のガード電極５５は、第１電極部５３と交互に配置され、第１電極部５３と互い違いの配列とされるが、これに限定されない。複数のガード電極５５は、例えば、第１電極部５３の第１基部５３１と同一の材料で構成されており、上部基板５を構成するシリコン基板にエッチングを施すことで電極部５３、５４から分離した部分である。複数のガード電極５５は、第１電極部５３および第２電極部５４とは距離を隔てて配置され、これらとは電気的に独立している。複数のガード電極５５は、例えば図１０や図１１に示すように、それぞれ、実装基板３とは反対側の上面に図示しないワイヤが接続される端子電極５５１を有する。
【0081】
なお、複数のガード電極５５は、複数の第１電極部５３および第２電極部５４と当接していなければよく、その形状、数や配置等については適宜変更されうる。また、複数のガード電極５５は、必要に応じて、上面視にて、隣接する第１電極部５３との距離が調整されてもよい。例えば、ガード電極５５は、第１電極部５３のうち微小振動体２を駆動させる駆動電極との第１距離が、第１電極部５３のうち微小振動体２との静電容量を検出する検出電極との第２距離よりも相対的に大きい配置とされうる。
【0082】
本実施形態によれば、複数の第１電極部５３の上面５３１ｂのうちリム２１１と対向する部分の面積が、狭幅部５３１２を有しない場合よりも相対的に小さくなり、リム２１１の上方側面に向かう電気力線の影響が低減される実装構造１となる。そのため、この実装構造１は、第１電極部５３の対向面５３１ａとは異なる面に起因するノイズを低減可能である。
【0083】
（第２実施形態の変形例）
第２実施形態の実装構造１は、例えば図１２に示すように、複数の第１電極部５３およびガード電極５５が、それぞれの上面５３１ｂ、５５ａに絶縁膜５３３およびガード電極５３４が積層された構成であってもよい。この場合、ガード電極５５を第１ガード電極として、複数の第１電極部５３上に形成されたガード電極５３４は、第２ガード電極として機能する。この場合、絶縁膜５３３のうち第１電極部５３の上面５３１ｂに成膜される部分には第１のコンタクトホール５３３ｂが形成され、その内側に取り出し電極５３５が形成される。また、絶縁膜５３３のうちガード電極５５の上面５５ａを覆う部分には第２のコンタクトホール５３３ｃが形成され、その内側に端子電極５５１が形成される。
第２実施形態の実装構造１は、例えば図１２に示すように、複数の第１電極部５３およびガード電極５５が、それぞれの上面５３１ｂ、５５ａに絶縁膜５３３およびガード電極５３４が積層された構成であってもよい。この場合、ガード電極５５を第１ガード電極として、複数の第１電極部５３上に形成されたガード電極５３４は、第２ガード電極として機能する。この場合、絶縁膜５３３のうち第１電極部５３の上面５３１ｂに成膜される部分には第１のコンタクトホール５３３ｂが形成され、その内側に取り出し電極５３５が形成される。また、絶縁膜５３３のうちガード電極５５の上面５５ａを覆う部分には第２のコンタクトホール５３３ｃが形成され、その内側に端子電極５５１が形成される。
【0084】
複数のガード電極５５は、一部が、微小振動体２の駆動電極あるいは静電容量の検出電極として用いられてもよい。この場合、複数のガード電極５５のうち少なくとも静電容量の検出電極として用いられるものは、リム２１１と対向する部分が、対向部５３１１と同様に、リム２１１側に近いほどその幅が広く、リム２１１から離れるほどその幅が狭い構成とされることが好ましい。また、この場合、第１電極部５３のうち検出電極として用いられる第１ガード電極５５に隣接するもの、およびその上面５３１ｂに設けられた第２ガード電極５３４が、フリンジ効果を抑制し、ノイズを低減する役割を果たす。
【0085】
なお、第２ガード電極５３４は、他の第１電極部５３や第１ガード電極５５上に配置される他の第２ガード電極５３４の一部または全部と構造的、電気的に接続されていてもよい。
【0086】
また、複数の第２ガード電極５３４は、第１電極部５３の第１基部５３１に代わり、駆動電極として用いられてもよい。この場合、微小振動体２のリム２１１のうち第２ガード電極５３４よりもｚ方向下側に位置する部分を、第２ガード電極５３４に向かって斜め上方に引っ張る静電引力を生じさせ、微小振動体２の駆動振動モードを変更することが可能となる。この場合、例えば、第１電極部５３の第１基部５３１が検出電極として用いられる。
【0087】
本変形例によっても、上記第２実施形態と同様の効果が得られる実装構造１となる。また、本変形例では、第１電極部５３の上面５３１ｂを第２ガード電極５３４で覆っており、第２ガード電極５３４が上面５３１ｂからリム２１１の上方側面に向かう電気力線を遮蔽するため、対向面５３１ａ以外の面に起因するノイズをより低減可能となる。
【0088】
（他の実施形態）
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらの一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらの一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
【0089】
（１）上記各実施形態およびその変形例では、実装基板３が微小振動体２のリム２１１と接触することを防止するための溝４１を有する構成とされた場合について説明したが、この例に限定されない。例えば、微小振動体２のリム２１１が実装面２２ｂよりもｚ方向において高い位置にある構成である場合、すなわちリム２１１よりも実装面２２ｂのほうが突き出している場合、実装基板３は、溝４１を有しない構成であってもよい。
【0090】
（２）上記第１実施形態において、複数の第１電極部５３の上面５３１ｂを覆うガード電極５３４は、他の第１電極部５３のガード電極５３４の一部または全部と電気的に接続されていてもよい。この場合、実装基板３は、例えば図１３に示すように、複数の第１電極部５３よりも外周側に略円環形状の外周配線４４を有し、複数のガード電極５３４を接続された構成とされる。外周配線４４は、例えば、ガード電極５３４と同一の導電性材料を用いて同一の工程で成膜され、ガード電極５３４と一体の構成とされる。また、外周配線４４は、例えば、絶縁膜５３３と一体で成膜された図示しない絶縁層が直下に形成されており、ブリッジ配線４２等の他の配線とは電気的に独立している。外周配線４４は、図１３に示すように、ブリッジ配線４２を跨ぐように形成されてもよいし、複数のブリッジ配線４２以外の領域に形成され、複数の第１電極部５３のガード電極５３４の一部を接続する構成であってもよく、この配置等については適宜変更される。
【0091】
また、ガード電極５３４は、上面視にて、絶縁膜５３３と共に、例えば円環形状とされ、外周配線４４によらずに、複数の第１電極部５３のガード電極５３４と一体とされていてもよい。言い換えると、複数の第１電極部５３は、１つの共通のガード電極５３４により覆われた構成とされてもよい。
【0092】
（３）上記第２実施形態において、複数のガード電極５５は、例えば図１４に示すように、複数の第１電極部５３よりも外周側の領域において接続された構成であってもよい。この場合、端子電極５５１は、１つのガード電極５５につき、少なくとも１つ形成されていればよく、その数や配置等については適宜変更されうる。また、複数の第１電極部５３は、例えば、複数のガード電極５５の接続領域を確保するため、端子部５３１３の面積が小さくされる。
【0093】
（４）上記第１実施形態において、微小振動体２は、例えば図１５に示すように、表面電極２３が裏面２ｂ側にのみ形成された構成であってもよい。これは、上記第２実施形態およびその変形例においても同様である。この場合、微小振動体２は、表面２ａが外部に露出し、表面電極２３に覆われる面積が減少することにより、Ｑ値が向上する効果が得られる。
【0094】
（５）上記第１実施形態において、複数の第１電極部５３は、例えば図１６に示すように、第２基部５３２を有さず、第１基部５３１上に絶縁膜５３３、ガード電極５３４が積層された構成であってもよい。この場合、複数の第１電極部５３は、上面５３１ｂのうち絶縁膜５３３から露出する部分に取り出し電極５３５が形成された構成とされる。
【0095】
（６）上記各実施形態およびその変形例において、実装構造１にリッドとも称される蓋材が取り付けられる場合、蓋材の内側に微小振動体２の駆動振動モードを制御するための電極を別途有する構成であってもよい。この場合、実装基板３の第１電極部５３に起因するノイズを低減しつつ、微小振動体２の駆動振動モードを所望のものに制御可能となる効果も得られる。
【0096】
（７）上記各実施形態およびその変形例において、実装基板３は、１６個の第１電極部５３を有する構成とされた場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、実装基板３は、複数の第１電極部５３、好ましくは４個以上の第１電極部５３を有していればよく、微小振動体２の外径等に応じてその個数について適宜変更されうる。例えば、４個の第１電極部５３を有する場合、実装基板３は、２個の第１電極部５３が検出電極、残り２個の第１電極部５３が駆動電極とされる。
【0097】
（８）上記各実施形態およびその変形例において、実装基板３の第２電極部５４は、少なくとも１つ配置され、複数の第１電極部５３とは電気的に独立していればよく、その個数、配置や形状等については適宜変更されうる。例えば、第２電極部５４は、複数の第１電極部５３を囲む１つの枠体形状、あるいは分割された複数の部材からなる枠体形状であってもよい。
【0098】
（９）上記１第実施形態において、実装基板３の内枠部５１は、その上面が絶縁膜５３３と、ガード電極５３４と同一材料からなる金属膜とに覆われた構成とされているが、絶縁膜５３３および当該金属膜を有しない構成であってもよい。
【0099】
（１０）上記各実施形態およびその変形例の実装構造１は、ガード電極５３４あるいはガード電極５５のすべてに同一の駆動信号を与えることで、微小振動体２をスカラードライブさせるといった駆動モードの制御を実行することも可能である。なお、スカラードライブは、「パラメトリック励振」や「自励振動」とも称される。
【0100】
（１１）なお、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。
【符号の説明】
【0101】
２・・・微小振動体、２１・・・曲面部、２１１・・・リム、２２・・・接続部
２２ｂ・・・実装面、２３・・・表面電極、３・・・実装基板、４２・・・配線
４３・・・導電層、５３・・・電極部、５３１・・・第１基部、５３１ａ・・・対向面
５３１ｂ・・・上面５３１１・・・対向部、５３１２・・・狭幅部
５３１３・・・端子部、５３２・・・第２基部、５３２ａ・・・一面
５３３・・・絶縁膜
５３３ａ、５３３ｂ、５３３ｃ・・・（絶縁膜の）コンタクトホール
５３４・・・ガード電極、５３５・・・取り出し電極、５５・・・ガード電極
５５１・・・端子電極
２２ｂ・・・実装面、２３・・・表面電極、３・・・実装基板、４２・・・配線
４３・・・導電層、５３・・・電極部、５３１・・・第１基部、５３１ａ・・・対向面
５３１ｂ・・・上面５３１１・・・対向部、５３１２・・・狭幅部
５３１３・・・端子部、５３２・・・第２基部、５３２ａ・・・一面
５３３・・・絶縁膜
５３３ａ、５３３ｂ、５３３ｃ・・・（絶縁膜の）コンタクトホール
５３４・・・ガード電極、５３５・・・取り出し電極、５５・・・ガード電極
５５１・・・端子電極
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図8D】
【図8E】
【図8F】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図9D】
【図9E】
【図9F】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】