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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】P2024131621
(43)【公開日】2024-09-30
(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 20120101AFI20240920BHJP
【ＦＩ】
G01C19/5691
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023041999
(22)【出願日】2023-03-16
(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】原田 翔太
(72)【発明者】
【氏名】稲垣 優輝
(72)【発明者】
【氏名】後藤 勝昭
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 啓太郎
(72)【発明者】
【氏名】吉田 貴彦
(72)【発明者】
【氏名】川合 祐輔
【テーマコード（参考）】
2F105
【Ｆターム（参考）】
2F105AA02
2F105BB09
2F105CC04
2F105CD03
2F105CD06
2F105CD13
(57)【要約】
【課題】三次元曲面を有する微小振動体が異なる材料で構成された実装基板に搭載された実装構造において、対向する微小振動体の表面電極と実装基板の電極との距離の温度変動が低減する。
【解決手段】微小振動体２が搭載される実装基板３は、第１基板４と第２基板７とが接着されている。第１基板４は、微小振動体２よりも線膨張係数が大きい材料で構成されている。第２基板７は、微小振動体２とは反対側に配置されると共に、微小振動体２との線膨張係数の差が第１基板４よりも小さい材料で構成されている。
【選択図】図７
【解決手段】微小振動体２が搭載される実装基板３は、第１基板４と第２基板７とが接着されている。第１基板４は、微小振動体２よりも線膨張係数が大きい材料で構成されている。第２基板７は、微小振動体２とは反対側に配置されると共に、微小振動体２との線膨張係数の差が第１基板４よりも小さい材料で構成されている。
【選択図】図７
【特許請求の範囲】
【請求項1】
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（５２）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、
前記実装基板は、前記微小振動体が接合される搭載面（４ａ）に前記複数の電極部が形成されている第１基板（４）と、前記第１基板のうち前記搭載面とは反対側の他面（４ｂ）に接着される第２基板（７）とを有してなり、
前記第１基板は、前記微小振動体よりも線膨張係数が大きい材料により構成されると共に、前記複数の電極部を構成する上部基板（５）と前記上部基板の下地となる下部基板（６）とが積層されてなり、
前記第２基板は、前記微小振動体との線膨張係数の差が前記第１基板よりも小さい材料により構成されている、微小振動体の実装構造。
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（５２）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、
前記実装基板は、前記微小振動体が接合される搭載面（４ａ）に前記複数の電極部が形成されている第１基板（４）と、前記第１基板のうち前記搭載面とは反対側の他面（４ｂ）に接着される第２基板（７）とを有してなり、
前記第１基板は、前記微小振動体よりも線膨張係数が大きい材料により構成されると共に、前記複数の電極部を構成する上部基板（５）と前記上部基板の下地となる下部基板（６）とが積層されてなり、
前記第２基板は、前記微小振動体との線膨張係数の差が前記第１基板よりも小さい材料により構成されている、微小振動体の実装構造。
【請求項2】
前記第１基板のうち前記複数の電極部が形成されている電極形成部（６２）は、前記第２基板に接着されている固定部（８）と、前記固定部から前記リムに向かって延設された延設部（９）とを有してなり、
前記複数の電極部は、前記延設部に形成されており、
前記延設部は、前記第２基板とは隙間を隔てて配置されている、請求項１に記載の微小振動体の実装構造。
前記複数の電極部は、前記延設部に形成されており、
前記延設部は、前記第２基板とは隙間を隔てて配置されている、請求項１に記載の微小振動体の実装構造。
【請求項3】
前記固定部は、平行配置された一組の第１アンカー（８１）と、平行配置された一組の第２アンカー（８２）とを有し、
前記延設部は、前記一組の第１アンカーのそれぞれから延伸された２つの延伸部（９１）と、前記一組の第２アンカーを繋ぐレバー（９２）と、前記電極部が形成された電極直下部（９３）とを有し、
前記２つの延伸部は、前記第１基板の平面方向のうち前記微小振動体が接合される部位を中心軸とする径方向に沿って、前記レバーに接続されており、
前記レバーは、前記中心軸に対する周方向に沿って延設されると共に、前記径方向に変位可能となっており、
前記電極直下部は、前記一組の第１アンカーおよび前記一組の第２アンカーよりも前記微小振動体に近い位置に配置され、前記レバーのうち前記２つの延伸部が接続された部分の間に前記径方向に沿って接続されている、請求項２に記載の微小振動体の実装構造。
前記延設部は、前記一組の第１アンカーのそれぞれから延伸された２つの延伸部（９１）と、前記一組の第２アンカーを繋ぐレバー（９２）と、前記電極部が形成された電極直下部（９３）とを有し、
前記２つの延伸部は、前記第１基板の平面方向のうち前記微小振動体が接合される部位を中心軸とする径方向に沿って、前記レバーに接続されており、
前記レバーは、前記中心軸に対する周方向に沿って延設されると共に、前記径方向に変位可能となっており、
前記電極直下部は、前記一組の第１アンカーおよび前記一組の第２アンカーよりも前記微小振動体に近い位置に配置され、前記レバーのうち前記２つの延伸部が接続された部分の間に前記径方向に沿って接続されている、請求項２に記載の微小振動体の実装構造。
【請求項4】
前記一組の第２アンカーは、前記一組の第１アンカーよりも前記電極直下部に近い位置に配置されており、
前記電極形成部は、正の線膨張係数である材料で構成されている、請求項３に記載の微小振動体の実装構造。
前記電極形成部は、正の線膨張係数である材料で構成されている、請求項３に記載の微小振動体の実装構造。
【請求項5】
前記一組の第１アンカーは、前記一組の第２アンカーよりも前記電極直下部に近い位置に配置されており、
前記電極形成部は、負の線膨張係数である材料で構成されている、請求項３に記載の微小振動体の実装構造。
前記電極形成部は、負の線膨張係数である材料で構成されている、請求項３に記載の微小振動体の実装構造。
【請求項6】
前記延伸部、前記一組の第１アンカー、前記一組の第２アンカーおよび前記レバーは、前記第１基板のうち前記微小振動体の直下に位置する領域に配置されている、請求項４または５に記載の微小振動体の実装構造。
【請求項7】
前記電極形成部は、前記電極部が形成された部位とは異なる部位に温度調節素子（６７）が配置されている、請求項２に記載の微小振動体の実装構造。
【請求項8】
前記第２基板は、複数の接着部（１０）を介して前記第１基板に部分的に接合されており、
前記複数の接着部は、前記他面のうち前記微小振動体の前記接続部を囲む枠体部（５１）を投影した部分である第１投影部（４ｂａ）と前記複数の電極部を投影した部分である第２投影部（４ｂｂ）との間に配置された第１接着部（１０１）と、前記第２投影部よりも前記微小振動体が接合される部位を中心軸とする径方向の外側の領域に配置されている第２接着部（１０２）とを有する、請求項２に記載の微小振動体の実装構造。
前記複数の接着部は、前記他面のうち前記微小振動体の前記接続部を囲む枠体部（５１）を投影した部分である第１投影部（４ｂａ）と前記複数の電極部を投影した部分である第２投影部（４ｂｂ）との間に配置された第１接着部（１０１）と、前記第２投影部よりも前記微小振動体が接合される部位を中心軸とする径方向の外側の領域に配置されている第２接着部（１０２）とを有する、請求項２に記載の微小振動体の実装構造。
【請求項9】
前記第１接着部および前記第２接着部は、それぞれ、前記中心軸に対する周方向に沿って、島状に複数配置されており、
前記第２接着部は、前記第１接着部を通る前記径方向の延長線上に配置されている、請求項８に記載の微小振動体の実装構造。
前記第２接着部は、前記第１接着部を通る前記径方向の延長線上に配置されている、請求項８に記載の微小振動体の実装構造。
【請求項10】
前記第１接着部および前記第２接着部は、それぞれ、前記中心軸に対する周方向に沿った１つの環状形状である、請求項８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】
特許文献１に記載の実装構造は、例えば、微小振動体が石英ガラス、実装基板が珪ホウ酸ガラスといったように、異なる材料で構成されている。この実装構造は、温度が高い環境におかれると、微小振動体と実装基板との線膨張係数差に起因し、微小振動体の表面電極と実装基板のうちこれと対向する電極との間の距離が変化し、これらの電極間の静電容量が変化してしまう。
【0007】
本発明は、上記の点に鑑み、微小振動体が異なる材料で構成された実装基板に搭載されてなり、対向する微小振動体の表面電極と実装基板の電極との距離の温度変化に伴う変化量が低減された微小振動体の実装構造を提供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、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）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（５２）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、実装基板は、微小振動体が接合される搭載面（４ａ）に複数の電極部が形成されている第１基板（４）と、第１基板のうち搭載面とは反対側の他面（４ｂ）に接着される第２基板（７）とを有してなり、第１基板は、微小振動体よりも線膨張係数が大きい材料により構成されると共に、複数の電極部を構成する上部基板（５）と上部基板の下地となる下部基板（６）とが積層されてなり、第２基板は、微小振動体との線膨張係数の差が第１基板よりも小さい材料により構成されている。
【0009】
この実装構造は、三次元曲面を有する微小振動体と、微小振動体のうちリムを囲みつつ、互いに距離を隔てて配置される複数の電極部を有する第１基板、および第１基板に接着される第２基板によりなる実装基板とを有してなる。この実装構造は、第１基板が微小振動体よりも線膨張係数が大きい材料により構成され、第２基板が第１基板よりも微小振動体との線膨張係数の差が小さい材料で構成されている。これにより、温度変化により高温または低温になった場合、第１基板は、微小振動体との線膨張係数の差が小さい第２基板により拘束され、熱膨張もしくは収縮が抑制され、複数の電極部の位置変化が抑制される。このため、この実装構造は、温度変化に伴う複数の電極部と微小振動体のリムとの対向距離、すなわち電極間距離の変動が低減される。
【0010】
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】
【0011】
【図1】第１実施形態の微小振動体の実装構造を示す斜視図である。
【図2】微小振動体の断面を示す断面図である。
【図6】比較例の実装構造における第１電極部とリムとの温度変化に伴う距離変動についての説明図である。
【図8】第２実施形態の微小振動体の実装構造を示す断面図である。
【図9】第１電極形成部の高温時における膨張の説明図である。
【図10】第２実施形態の微小振動体の実装構造の変形例を示す断面図である。
【図11】第３実施形態の実装構造のうち第１電極部を示す平面図である。
【図13】第３実施形態の実装構造の高温時における膨張の説明図である。
【図14】第３実施形態の実装構造の変形例であって、第１電極部の配置を示す説明図である。
【図17】第４実施形態の実装構造のうち第１電極部を示す平面図である。
【図19】第４実施形態の実装構造の高温時における収縮の説明図である。
【図20】第４実施形態の実装構造の変形例であって、第１電極部の配置を示す説明図である。
【図23】第５実施形態の微小振動体の実装構造を示す断面図である。
【図24】接着部の配置の一例を示す斜視図である。
【図25】接着部の配置の他の一例を示す斜視図である。
【図28】他の実施形態に係る実施構造の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
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。
【0013】
（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。
【0014】
【0015】
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。
【0016】
〔基本構成〕
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第１電極部５２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。
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第１電極部５２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。
【0017】
微小振動体２は、例えば図１や図２に示すように、環状曲面を有する曲面部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。曲面部２１は、例えば、半球形状の三次元曲面の外形を含むように構成されている。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。
【0018】
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、環状形状、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のうち複数の第１電極部５２と向き合うと共に、複数の第１電極部５２と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、複数の第１電極部５２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。
【0019】
微小振動体２は、例えば、図２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、例えば、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。
【0020】
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、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、例えば図３に示すように、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のうち後述する配線６５と接合部材６１１を介して接続される。
【0021】
なお、微小振動体２と実装基板３との接合については、例えば、はんだ等の導電性材料によりなる接合部材６１１を用いる方法が挙げられるが、これに限定されず、表面電極２３と配線６５とを金属接合で接合するなどの他の公知の方法であってもよい。また、微小振動体２と実装基板３との位置合わせは、例えば、図示しない撮像装置を用い、公知の画像処理技術によりエッジ検出により微小振動体２の特徴点を抽出することで、実装基板３との相対位置を調整するといった方法で行うことができる。
【0022】
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、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。
【0023】
なお、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の略称である。
【0024】
微小振動体２は、例えば、厚み１００μｍ以下の石英板を、凹部と凹部の中心にて石英板の加熱軟化時にその一部を支える支柱部とを備える図示しない型にセットし、火炎等の加熱手段により軟化させつつ、凹部内を真空引きすることで曲面部２１が形成される。例えば、この工程により、石英板のうち図示しない型の支柱部に支えられた部分が接続部２２となり、凹部からはみ出した部分については加工されずに残るが、後工程で除去される。そして、例えば、図示しない型の凹部を常圧に戻して、略半球形の曲面部２１が形成された石英板を型から取り外し、任意の硬化性樹脂材料によりなる封止材で石英板を封止する。その後、例えば、封止材ごとを加工後の石英板のうち不要な部分を研磨およびＣＭＰにより除去した後、加熱や薬液等の任意の方法により封止材をすべて除去し、石英板を取り出す。ＣＭＰとは、Chemical Mechanical Polishingの略称である。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。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く、他の公知の方法を採用されても構わない。
【0025】
実装基板３は、例えば図１に示すように、第１基板４と、第２基板７とを備え、これらが図示しないガラス用接着剤などにより接着された構成となっている。実装基板３は、第１基板４が微小振動体２よりも線膨張係数が大きい材料で構成され、第２基板７が微小振動体２との線膨張係数の差が第１基板４よりも小さい材料で構成されている。例えば、実装基板３は、微小振動体２が石英（線膨張係数：約５～６×１０－７℃－１）で構成されるとき、第１基板４がシリコンおよびホウケイ酸ガラス（線膨張係数：約２～３×１０－６℃－１）で構成され、第２基板７が石英で構成されうる。
【0026】
第１基板４は、例えば、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６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。第１基板４は、例えば、ホウケイ酸ガラスをパターニングした後に金属配線を形成して下部基板６を構成し、シリコン基板を下部基板６と陽極接合し、電極膜を形成した後にＤＲＩＥによりエッチングしてパターニングし、上部基板５を形成することで製造される。ＤＲＩＥとは、Deep Reactive Ion Etchingの略称である。そして、実装基板３は、第１基板４に図示しない公知のガラス用接着剤で第２基板７を接着することで得られる。
【0027】
上部基板５は、例えば、微小振動体２の接続部２２を囲む枠体部５１と、枠体部５１を囲むように互いに離れた配置された複数の第１電極部５２と、第１電極部５２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５３とを備える。枠体部５１、第１電極部５２の基部５２１および第２電極部の基部５３１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。
【0028】
枠体部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。例えば、枠体部５１は、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、枠体部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、枠体部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。
【0029】
複数の第１電極部５２は、例えば図１に示すように、枠体部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５２は、例えば図４に示すように、基部５２１と、基部５２１の上面に形成される電極膜５２２とを有してなる。複数の第１電極部５２は、電極膜５２２に図示しない導電性のワイヤが接続され、外部の図示しない電源等との電気的なやり取りが可能となっている。複数の第１電極部５２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５２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】
第２電極部５３は、例えば、実装基板３のうち第１電極部５２よりも外周側に配置される。第２電極部５３は、例えば図３に示すように、下部基板６に形成される配線６５を介して、微小振動体２の接続部２２に接続されている。第２電極部５３は、基部５３１と、基部５３１の上面に形成される電極膜５３２とを備える。第２電極部５３は、例えば、配線６５と同数形成されると共に、基部５３１が配線６５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６５と電気的に接続されている。第２電極部５３は、例えば、電極膜５３２に図示しない導電性のワイヤが接続されており、外部の図示しない電源により微小振動体２の表面電極２３への電圧印加を可能としている。
【0031】
下部基板６は、例えば、微小振動体２が接続される接合部６１と、第１電極部５２の直下に位置する複数の第１電極形成部６２と、第２電極部５３の直下に位置する複数の第２電極形成部６３と、配線形成部６４と、配線６５と、連結部６６とを備える。接合部６１、複数の第１電極形成部６２、複数の第２電極形成部６３、配線形成部６４、および連結部６６は、例えば、下部基板６を構成するホウケイ酸ガラスにエッチングを施すことによりパターン形成されるものであり、同一の材料で構成される。複数の第１電極形成部６２および第２電極形成部６３は、例えば、互いに離れて配置されると共に、連結部６６により接続されている。接合部６１は、例えば、配線形成部６４により第２電極形成部６３に接続されている。配線形成部６４は、例えば、第２電極形成部６３と同数設けられると共に、第１電極形成部６２の隙間を通るように延設される。配線形成部６４は、例えば、微小振動体２のリム２１１と接触しないように、有底の溝６４１がウェットエッチング等により形成されている。配線形成部６４は、例えば、配線形成部６４に沿って形成され、溝６４１を跨ぐ配線６５がスパッタリング等により形成されている。配線６５は、複数の第２電極部５３と微小振動体２の接続部２２とを繋ぐものであって、第１電極部５２とは電気的に接続されていない。下部基板６は、上記のパターン形状とされることで、第２基板７との接着により、温度変化に伴う第１電極部５２の位置変動が抑制されている。この詳細については後述する。
【0032】
なお、微小振動体２がｚ方向におけるリム２１１の位置が接続部２２の実装面２２ｂよりも高い構成である場合、すなわち実装面２２ｂがリム２１１よりもｚ方向下側に突き出している構成の場合、配線形成部６４は、溝６４１を有しなくてもよい。このような微小振動体２は、例えば、レーザ加工等により、リム２１１を形成することで得られる。
【0033】
第２基板７は、例えば図３に示すように、第１基板４のうち微小振動体２が接続される面を搭載面４ａとし、この反対面を他面４ｂとして、他面４ｂに図示しない接着剤で接着されている。第１基板４の搭載面４ａは、下部基板６のうち電極部５２、５３が形成される側の面である。第１基板４の他面４ｂは、下部基板６のうち電極部５２、５３と向き合う面の反対面である。第２基板７は、第１基板４よりも微小振動体２との線膨張係数の差が小さい材料、より好ましくは微小振動体２と同一の線膨張係数の材料で構成される。第２基板７は、例えば、微小振動体２の主部が石英で構成される場合、同じ石英で構成されることが好ましいが、これに限定されるものではなく、第１基板４よりも温度変化に伴う寸法変化が小さい材料で構成されていればよい。つまり、第２基板７は、温度変化に伴う熱膨張および熱収縮が第１基板４よりも小さく、第１基板４の寸法変化、特に第１電極部５２の位置変動を抑制する役割を果たす。第２基板７は、例えば、ベタの平板形状とされ、下部基板６と図示しないガラス用接着剤などにより接着されると共に、下部基板６と向き合う面のうち下部基板６との接着部分以外の部分についてむき出しとなっている。
【0034】
以上が、本実施形態の実装構造１の基本的な構成である。本実施形態の実装構造１は、例えば、微小振動体２および実装基板３を用意し、図示しないマウンタ装置で保持された実装基板３に接合部材６１１を塗布した後、微小振動体２を図示しない搬送装置で吸着搬送し、加熱接合することで製造される。
【0035】
【0036】
なお、図６では、高温時における微小振動体２の動きの方向を太線の矢印で、実装基板３０の動きの方向を白抜き矢印で示している。図６、図７では、微小振動体２および実装基板３、３０の熱膨張の差を分かり易くするため、熱膨張が大きいほうを白抜き矢印で示し、熱膨張が小さいほうを太線矢印で示し、同種の矢印の場合には熱膨張が大きいほうについて矢印を長く描いている。また、図６、図７では、実装基板３、３０の熱膨張前の外郭を破線で示している。
【0037】
なお、本明細書における「低温」および「高温」とは、例えば、２５℃程度を常温としたとき、常温よりも相対的に低い温度もしくは高い温度を意味する。例えば、限定するものではないが、低温とは１０℃以下の温度、高温とは４０℃以上の温度などをいう。
【0038】
まず、比較例の実装構造１００について、実装構造１との相違点を主に説明する。
【0039】
実装構造１００は、例えば図５に示すように、微小振動体２が実装基板３に接合された構造となっているが、実装基板３０が上部基板５と下部基板３１とにより構成され、第２基板７を有していない。下部基板３１は、下部基板６と同様に、微小振動体２よりも線膨張係数が大きい材料で構成されるが、略平板形状となっている。具体的には、下部基板３１は、リム２１１と接触しないように、リム２１１の直下に位置する部分が環状の有底溝３１１を有している。また、下部基板３１は、有底溝３１１以外の部分についてはパターニングやエッチングがなされておらず、第１電極部５２、第２電極部５３および第２電極部５３に接続される配線の直下部分が貫通溝等で隔てられた構成とはなっていない。
【0040】
ここで、例えば図６に示すように、２５℃程度の常温の環境下において、実装構造１００のうち第１電極部５２とリム２１１との対向する面同士の距離（以下「電極間距離」という）をＤ１であるとする。このとき、実装構造１００は、例えば、高温時には、微小振動体２および実装基板３０が熱膨張するものの、線膨張係数の違いによって、微小振動体２よりも実装基板３０のほうが大きく膨張する。この結果、実装構造１００は、複数の第１電極部５２がリム２１１よりも外側に向かって位置が変化し、第１電極部５２とリム２１１との電極間距離がＤ１よりも大きいＤ２となる。また、図示しないが、低温の場合には、微小振動体２および実装基板３０が熱収縮すると共に、線膨張係数の差により、微小振動体２よりも実装基板３０のほうが大きく収縮し、電極間距離がＤ１よりも小さくなる。
【0041】
例えば、微小振動体２を線膨張係数６．１×１０－７℃－１の石英ガラス、下部基板３１を線膨張係数３．２５×１０－６℃－１のホウケイ酸ガラスでそれぞれ構成した場合であって、微小振動体２のリム２１１の直径が２．２ｍｍであるとする。この場合、本発明者らの検討によれば、－４０℃から１２０℃に温度が変化したとき、電極間距離は、１．１μｍ程度変化する。このように、実装構造１００は、温度変化に起因して、キャパシタを構成する電極間距離が大きく変化してしまう。そして、キャパシタの静電容量は、対向する第１電極部５２とリム２１１との距離に反比例する。このため、実装構造１００は、温度変化によって電極間距離が変化し、電気特性、特に第１電極部５２の検出電圧が変化してしまう。
【0042】
これに対して、本実施形態の実装構造１は、実装基板３が第１基板４と第２基板７とが接着されてなり、第２基板７が第１基板４よりも微小振動体２との線膨張係数差が小さい材料で構成されている。このため、実装基板３は、温度変化に伴う第１基板４の熱膨張あるいは熱収縮を第２基板７が抑制する構造となっている。つまり、実装構造１は、例えば図７に示すように、高温時には微小振動体２および第２基板７が同程度の熱膨張をし、第１基板４が微小振動体２よりも大きい熱膨張をするものの、第２基板７によりその度合いが抑制される。また、図示しないが、実装構造１は、低温時には微小振動体２および第２基板７の熱収縮が第１基板４よりも小さく、かつ第１基板４の熱収縮が第２基板７により低減される。この結果、実装構造１は、温度変化に伴う電極間距離の変化が小さくなり、ひいてはキャパシタの電気的特性の変動が抑制され、安定した検出精度を保つことが可能となっている。
【0043】
本実施形態によれば、実装構造１は、微小振動体２との線膨張係数の差が小さい第２基板７により拘束された第１基板４の熱膨張および熱収縮が抑制される実装基板３に、微小振動体２が接合されてなる。このため、実装構造１は、温度変化に伴う複数の第１電極部５２の位置変化が抑制され、電極間距離の変動が低減される。よって、実装構造１は、温度変化による電気的特性の変動が低減され、安定した検出精度が得られる。
【0044】
（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。図９では、図７と同様に、第１電極形成部６２の熱膨張による動きの方向を太線矢印で示し、第１電極部５２および延設部９の熱膨張前における外郭位置を破線で示している。
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。図９では、図７と同様に、第１電極形成部６２の熱膨張による動きの方向を太線矢印で示し、第１電極部５２および延設部９の熱膨張前における外郭位置を破線で示している。
【0045】
本実施形態の実装構造１は、例えば図８に示すように、複数の第１電極形成部６２の構成が変更されている点で上記第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。
【0046】
第１電極形成部６２は、本実施形態では、例えば図８に示すように、第２基板７に接着固定された固定部８と、固定部８のうち第２基板７とは反対の上面側から接合部６１側に向かって延設された中空状態の延設部９とを備える。ここでいう中空状態とは、第２基板７から距離を隔てて配置され、第２基板７とは接触していない状態を意味する。延設部９は、接合部６１のうち上面視にて接続部２２の中心位置の直下に位置する部分を「中心点」とし、中心点を通り、ｚ方向に沿った仮想直線を「中心軸」として、中心軸に対する径方向に沿って、中心点に向かうように延設されている。
【0047】
以下、説明の便宜上、上記の中心軸に対する径方向に沿った方向のうち中心軸に向かう方向を「径方向内側」と称し、中心軸から離れる方向を「径方向外側」と称し、同中心軸に対する周方向を単に「周方向」と称する。
【0048】
第１電極形成部６２は、延設部９のうちリム２１１に近い先端側に第１電極部５２が形成されている。第１電極形成部６２は、高温時には、例えば図９に示すように、固定部８が第１基板４全体の熱膨張により接合部６１とは反対側に動こうとする一方で、延設部９が接合部６１に向かう方向に熱膨張する構成となっている。つまり、第１電極形成部６２は、高温時には、第１基板４全体の熱膨張により第１電極部５２がリム２１１から遠ざかろうとする動きを、延設部９の熱膨張により打ち消すように変形する結果、電極間距離の変動が小さくなる構成である。また、図示しないが、第１電極形成部６２は、低温時には、第１基板４全体の熱収縮により第１電極部５２がリム２１１側に近づこうとする動きを、延設部９の熱収縮により打ち消すことで、電極間距離の変動が小さくなる。
【0049】
第１基板４は、本実施形態では、例えば、次のような工程で製造される。下部基板６は、上部基板５との接合前に、下部基板６の構成材料のうち固定部８となる部位を保護膜等で保護しつつ、他面４ｂとなる面の側から延設部９となる部位にハーフエッチングを施す。その後、例えば、下部基板６の構成材料のうち搭載面４ａとなる面側にパターン形状の配線をスパッタリング等で形成した後、パターン形状の保護膜をフォトリソグラフィーエッチング法により形成し、不要な部分をウェットエッチングにより除去する。これにより、接合部６１、第１電極形成部６２、第２電極形成部６３、配線形成部６４、配線６５および連結部６６を有する下部基板６を形成することができる。そして、例えば、上記第１実施形態と同様に、下部基板６にシリコン基板を陽極接合した後、パターニングして上部基板５を形成することで第１基板４を製造することができる。
【0050】
本実施形態によれば、上記第１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、第１電極形成部６２が固定部８と延設部９とを有し、延設部９の先端部分に第１電極部５２が形成され、固定部８と延設部９とが互いに打ち消し合う方向で熱による膨張／収縮をする構成である。このため、本実施形態では、電極間距離の変動がより小さくなり、温度変化における電気的特性の変動がより低減される効果も得られる。
【0051】
（第２実施形態の変形例）
上記第２実施形態では、実装構造１は、例えば図１０に示すように、第１電極形成部６２のうち第１電極部５２とは異なる位置に温度調節素子６７が配置された構成であってもよい。温度調節素子６７は、例えば、固定部８と延設部９との境界部分を含む位置に配置され、特に延設部９を所定の温度となるように加熱あるいは冷却し、熱による膨張あるいは収縮の度合いを制御する役割を果たす。温度調節素子６７は、例えば、ヒータやペルチェ素子とされ、図示しない外部の制御部に接続されている。温度調節素子６７は、図示しない外部の制御部により駆動制御がなされ、延設部９の温度を制御することで電極間距離の変化を低減する。言い換えると、本変形例の実装構造１は、温度調節素子６７により延設部９の熱変形を自律的に補正することが可能となっている。
上記第２実施形態では、実装構造１は、例えば図１０に示すように、第１電極形成部６２のうち第１電極部５２とは異なる位置に温度調節素子６７が配置された構成であってもよい。温度調節素子６７は、例えば、固定部８と延設部９との境界部分を含む位置に配置され、特に延設部９を所定の温度となるように加熱あるいは冷却し、熱による膨張あるいは収縮の度合いを制御する役割を果たす。温度調節素子６７は、例えば、ヒータやペルチェ素子とされ、図示しない外部の制御部に接続されている。温度調節素子６７は、図示しない外部の制御部により駆動制御がなされ、延設部９の温度を制御することで電極間距離の変化を低減する。言い換えると、本変形例の実装構造１は、温度調節素子６７により延設部９の熱変形を自律的に補正することが可能となっている。
【0052】
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、変形例に係る実装構造１は、温度調節素子６７を備えることで、電極間距離の変化が温度制御によってさらに低減可能となる効果も得られる。
【0053】
（第３実施形態）
第３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３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。
【0054】
図１１、図１３では、構成を分かり易くするため、１つの第１電極部５２および第１電極形成部６２、並びに微小振動体２のうち当該１つの第１電極部５２に対向する部分のみを示している。これは、後述する図１４についても同様である。また、図１１、図１３では、上面視では見えない、第１アンカー８１と延伸部９１との境界、および第２アンカー８２とレバー９２との境界を破線で示している。図１１～図１３では、見易くするために連結部６６については省略しているが、図示しない連結部６６は、例えば後述する第１アンカー８１に接続される。図１３では、高温時における第１電極形成部６２の熱膨張の方向を太線矢印で示している。
【0055】
本実施形態の実装構造１は、例えば図１１に示すように、第１電極形成部６２の構成が変更されている点で上記第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。
【0056】
第１電極形成部６２は、本実施形態では、例えば図１１に示すように、固定部８が一組の第１アンカー８１と一組の第２アンカー８２とを有し、延設部９が延伸部９１、レバー９２および電極直下部９３を有する構成となっている。第１アンカー８１および第２アンカー８２は、例えば図１２に示すように、第２基板７に図示しない接着剤で接着固定されている。
【0057】
第１アンカー８１は、例えば、中心軸に対する周方向に沿って２つ平行配置されると共に、第２アンカー８２よりもリム２１１から遠い位置に配置されている。２つの第１アンカー８１は、いずれも上面側からリム２１１側に向かって延伸された延伸部９１が形成されている。
【0058】
第２アンカー８２は、例えば、中心軸に対する周方向に沿って２つ平行配置されている。第２アンカー８２は、上面側から他方の第２アンカー８２に向かって延設されたレバー９２が形成されている。つまり、２つの第２アンカー８２は、１つの板状のレバー９２により接続されている。
【0059】
２つの延伸部９１は、第２基板７に接触していない中空状態の部位であり、例えば、第１アンカー８１と同じ幅の板状となっている。延伸部９１は、例えば、リム２１１側の先端が他の部位よりも幅が小さい腕９１１となっており、腕９１１がレバー９２のうち第２アンカー８２の近傍に接続されている。２つの延伸部９１は、例えば、互いに略平行となるように延設されている。
【0060】
レバー９２は、延伸部９１と同様に中空状態の部位であり、例えば、第２アンカー８２よりも幅が小さい板状となっている。レバー９２は、例えば図１１に示すように、２つの第２アンカー８２の中心位置からリム２１１側に延設された腕９２１を有しており、腕９２１が電極直下部９３に接続されている。レバー９２は、延伸部９１の熱による膨張／収縮に伴って変形し、当該変形を電極直下部９３に伝達する役割を果たす。また、レバー９２は、延伸部９１と電極直下部９３との間における変位の伝達を大きくするように変形ため、延伸部９１の長さを短くすることを可能とする。このため、上面視にて、第１電極形成部６２の径方向における長さを短くでき、実装構造１全体の平面サイズを小型化することができる効果が得られる。
【0061】
電極直下部９３は、例えば図１２に示すように、延伸部９１およびレバー９２と同様に中空状態であって、第１電極部５２の直下に位置する部位である。電極直下部９３は、例えば、第１電極部５２よりも平面サイズが大きい構成とされ、外郭内側に第１電極部５２が形成されている。
【0062】
第１電極形成部６２は、例えば図１３に示すように、高温時には、延伸部９１がリム２１１側に向かって膨張すると共に、レバー９２が延伸部９１に押されて変形し、電極直下部９３がレバー９２によりリム２１１側に押されることとなる。一方、第１アンカー８１および第２アンカー８２は、延伸部９１とは反対側に膨張する。これにより、第１電極形成部６２は、第１基板４全体の熱膨張により第１電極部５２が径方向外側へ向かう動きを、延伸部９１およびレバー９２の熱膨張により打ち消すこととなり、高温時における電極間距離の変動を抑制することができる。また、図示しないが、第１電極形成部６２は、低温時には、第１基板４全体の熱膨張により第１電極部５２が径方向内側へ向かう動きを、延伸部９１およびレバー９２の熱収縮により打ち消すことで、電極間距離の変動を抑制する。
【0063】
本実施形態によれば、上記第１実施形態および第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、第１電極形成部６２の延設部９が延伸部９１、レバー９２、電極直下部９３の順に接続され、延伸部９１の変位がレバー９２で拡大される構造であり、その拡大分だけ延伸部９１を短くできるため、平面サイズを小型化できる効果も得られる。
【0064】
（第３実施形態の変形例）
上記第３実施形態の実装構造１は、例えば図１４に示すように、第１電極形成部６２のうち電極直下部９３を除く他の部位について配置が変更されてもよい。図１４、図１６では、第１電極形成部６２のうち上面視にて微小振動体２の直下に位置する部分の外郭も実線で示している。
上記第３実施形態の実装構造１は、例えば図１４に示すように、第１電極形成部６２のうち電極直下部９３を除く他の部位について配置が変更されてもよい。図１４、図１６では、第１電極形成部６２のうち上面視にて微小振動体２の直下に位置する部分の外郭も実線で示している。
【0065】
具体的には、第１電極形成部６２は、例えば図１４や図１５に示すように、アンカー８１、８２、延伸部９１およびレバー９２が微小振動体２の直下領域に配置されてもよい。この場合、第１電極形成部６２は、第１アンカー８１が第２アンカー８２よりも径方向における外側、すなわちリム２１１に近い位置に配置される。第１アンカー８１は、上面側から延伸部９１がリム２１１とは反対側に向かって延設されている。レバー９２は、２つの第２アンカー８２における中心位置から腕９２１が、リム２１１よりも径方向外側に位置する電極直下部９３に向かって延設されている。腕９２１は、径方向に沿って延設されると共に、電極直下部９３の近傍がリム２１１よりも外側に位置し、残部がリム２１１よりも内側に位置している。
【0066】
第１電極形成部６２は、例えば図１６に示すように、高温時には、延伸部９１が膨張し、レバー９２がこれに伴って径方向内側に変位することに伴い、電極直下部９３をリム２１１側に引っ張ることで、電極間距離の変動を抑制する。つまり、第１電極形成部６２は、上記第３実施形態とは配置が変更されているが、第１基板４全体が径方向外側に膨張する動きを、延伸部９１およびレバー９２の熱膨張により打ち消す構成である。また、図示しないが、低温時には、第１電極形成部６２は、第１基板４全体の径方向内側への熱収縮を、延伸部９１およびレバー９２の熱収縮により打ち消すことで、電極間距離の変動を抑制する。
【0067】
本変形例によっても、上記第３実施形態と同様の実装構造１となる。また、第１電極形成部６２のうち電極直下部９３およびこの近傍を除く部分が微小振動体２の直下領域に配置されるため、実装構造１の平面サイズをより小型化することができる効果も得られる。
【0068】
（第４実施形態）
第４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４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。
【0069】
図１７、図１９では、構成を分かり易くするため、図１１と同様に、１つの第１電極部５２、第１電極形成部６２、および微小振動体２のリム２１１の一部のみを示している。これは、後述する図２０についても同様である。また、図１７、図１９では、図１１と同様に、第１電極形成部６２を構成する部位同士の上面視では見えない境界を破線で示している。図１７～図１９では、図１１と同様に、見易くするために連結部６６については省略しているが、連結部６６は、例えば、第２アンカー８２に接続される。図１９では、高温時における第１電極形成部６２の熱収縮の方向を太線矢印で示している。
【0070】
本実施形態の実装構造１は、例えば図１７に示すように、第１電極形成部６２の構成および構成材料が変更されている点で上記第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。
【0071】
第１電極形成部６２は、例えば図１７や図１８に示すように、上記第３実施形態と同様に、固定部８が２つの第１アンカー８１および第２アンカー８２を有し、延設部９が延伸部９１、レバー９２および電極直下部９３を有するが、その配置関係が変更されている。第１電極形成部６２は、例えば図１７に示すように、周方向に沿って平行配置された２つの第２アンカー８２が、周方向に沿って平行配置された２つの第１アンカー８１よりも径方向外側に配置されている。第１電極形成部６２は、第１アンカー８１から径方向外側に延伸された延伸部９１が、その先端に位置する腕９１１を介して、周方向に延設されたレバー９２に接続されている。レバー９２は、例えば、２つの第２アンカー８２の中心位置から径方向内側に向かって延設された腕９２１を介して、電極直下部９３に接続されている。
【0072】
第１電極形成部６２は、上記各実施形態では正の線膨張係数を有する材料で構成されるのに対し、本実施形態では、負の線膨張係数を有する材料で構成されており、高温時に熱収縮する構成となっている。負の線膨張係数を有する材料としては、例えば、β－ユークリプタイト（ＬｉＡｌＳｉＯ４）やタングステン酸ジルコニウム（ＺｒＷ２Ｏ８）などが挙げられる。第１電極形成部６２は、本実施形態では、例えば図１９に示すように、高温時には、延伸部９１が径方向内側に向かって熱収縮し、レバー９２がこの熱収縮に伴って径方向内側に向かって変位することで、電極直下部９３がリム２１１側に動くこととなる。この結果、第１電極形成部６２は、高温時に電極間距離が大きくなることが抑制される。一方、低温時には、第１電極形成部６２は、ほとんど熱膨張しないため、電極間距離の変動が抑制される。
【0073】
本実施形態によれば、上記第３実施形態と同様の効果が得られる実装構造１となる。
【0074】
（第４実施形態の変形例）
上記第４実施形態の実装構造１は、例えば図２０に示すように、第１電極形成部６２のうち電極直下部９３を除く他の部位について配置が変更されてもよい。図２０、図２２では、図１４と同様に、第１電極形成部６２のうち上面視にて微小振動体２の直下に位置する部分の外郭も実線で示している。
上記第４実施形態の実装構造１は、例えば図２０に示すように、第１電極形成部６２のうち電極直下部９３を除く他の部位について配置が変更されてもよい。図２０、図２２では、図１４と同様に、第１電極形成部６２のうち上面視にて微小振動体２の直下に位置する部分の外郭も実線で示している。
【0075】
具体的には、第１電極形成部６２は、例えば図２０や図２１に示すように、アンカー８１、８２、延伸部９１およびレバー９２が微小振動体２の直下領域に配置されてもよい。この場合、第１電極形成部６２は、リム２１１よりも内側において、第１アンカー８１が第２アンカー８２よりも径方向における内側に配置されている。第１アンカー８１は、上面側から延伸部９１がリム２１１側に向かって延設されている。レバー９２は、２つの第１アンカー８１よりもリム２１１に近い位置に配置されると共に、２つの第２アンカー８２の中心位置から腕９２１が、リム２１１よりも径方向外側に位置する電極直下部９３に向かって延設されている。腕９２１は、例えば、径方向に沿って延設されると共に、電極直下部９３の近傍がリム２１１よりも外側に位置し、残部がリム２１１よりも内側に位置している。
【0076】
第１電極形成部６２は、例えば図２２に示すように、高温時には、延伸部９１が収縮し、レバー９２がこれに伴って径方向内側に変位することに伴い、電極直下部９３をリム２１１側に引っ張ることで、電極間距離の変動を抑制する。また、図示しないが、低温時には、第１電極形成部６２は、ほとんど熱膨張しないため、電極間距離の変動が抑制される。
【0077】
本変形例によっても、上記第４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、第１電極形成部６２の一部が微小振動体２の直下領域に配置されるため、平面サイズを小型化することができる効果も得られる。
【0078】
（第５実施形態）
第５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５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。
【0079】
図２４、図２５では、後述する第１接着部１０１および第２接着部１０２の形状および配置を分かり易くするため、上面視にて目視できないこれらの外郭を破線で示すと共に、第１基板４のうち枠体部５１および第１電極部５２以外の部分を省略している。図２６、図２７では、温度変化による実装構造１の動きを分かり易くするため、微小振動体２、枠体部５１、第１電極部５２、下部基板６、第２基板７および後述する接着部１０のみを示し、微小振動体２および第１電極部５２についてはデフォルメしている。
【0080】
本実施形態の実装構造１は、例えば図２３に示すように、第１基板４と第２基板7とが複数の接着部１０を介して部分的に接着され、接着部１０が配置されていない部分については隙間が生じている点で上記第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。
【0081】
第１基板４は、本実施形態では、図２３や図２４に示すように、下部基板６が一様な平板形状となっている。言い換えると、下部基板６は、上記各実施形態において、接合部６１、第１電極形成部６２、第２電極形成部６３、配線形成部６４および連結部６６に相当する部位が貫通溝で分離しておらず、すべて一体化した構成となっている。第１基板４は、他面４ｂのうち枠体部５１と第１電極部５２との間に相当する位置、および第１電極部５２に相当する位置よりも径方向外側の領域に接着部１０が配置され、第２基板７が部分的に接着されている。
【0082】
接着部１０は、第１接着部１０１と、第１接着部１０１よりも径方向外側に配置される第２接着部１０２とを有してなる。具体的には、第１基板４の他面４ｂのうち枠体部５１を投影した部分を第１投影部４ｂａとし、第１電極部５２を投影した部分を第２投影部４ｂｂとして、第１接着部１０１は、例えば、第１投影部４ｂａと第２投影部４ｂｂとの中間に配置される。第２接着部１０２は、例えば、第２投影部４ｂｂよりも径方向外側に位置する領域に配置される。これにより、第１基板４は、接着部１０で第２基板７に接着された部分を支点として、それ以外の部分が熱による膨張あるいは収縮が可能な構成となっている。
【0083】
第１接着部１０１は、例えば図２４に示すように、島状とされ、周方向に沿って、中心軸を中心とする１つの仮想円の円周に位置するように等間隔で複数配置される。また、第２接着部１０２は、例えば、第１接着部１０１と同様に島状とされ、複数の第１接着部１０１が描く仮想円よりも直径が大きい同心円状の仮想円に沿って、等間隔で複数配置される。この場合、複数の第２接着部１０２は、例えば、それぞれ第１接着部１０１を通る径方向の延長線上であって、第１電極部５２よりも径方向の外側に配置される。言い換えると、第１接着部１０１および第２接着部１０２は、１つの第１電極部５２を挟んで、径方向に沿って対向配置されている。第１接着部１０１および第２接着部１０２は、例えば、それぞれ第１電極部５２の数と同数とされ、上面視にて、１つの第１電極部５２と共に径方向に沿って並べて配置される。
【0084】
また、第１接着部１０１および第２接着部１０２は、例えば図２５に示すように、それぞれ１つの環状とされ、同心円状に配置されてもよい。
【0085】
第１接着部１０１および第２接着部１０２は、例えば、上記したように、それぞれ複数の島状あるいは１つの環状とされうるが、上面視にて、第１電極部５２がこれらの間に位置するように配置されればよい。例えば、第１接着部１０１は、第２接着部１０２よりも第１電極部５２に近い位置に配置される。
【0086】
本実施形態の実装構造１は、高温時には、例えば図２６に示すように、下部基板６のうち接着部１０１、１０２の間に位置するフリーの部分が熱膨張をし、搭載面４ａ側が凸となるように当該フリーの部分が変位する。この場合、実装構造１は、第１電極部５２については下部基板６のフリー部分の変位に伴い、径方向内側に向かって倒れ込むように変位する。この結果、リム２１１と第１電極部５２とが近づくように変位し、第１基板４全体の熱膨張による電極間距離の拡大を抑制することとなり、電極間距離の変動が抑制される。
【0087】
本実施形態の実装構造１は、低温時には、例えば図２７に示すように、下部基板６のうち接着部１０１、１０２の間に位置するフリーの部分が熱収縮をし、搭載面４ａ側が凹となるように当該フリーの部分が変位する。この場合、実装構造１は、第１電極部５２が下部基板６のフリー部分の変位に伴い、径方向外側に向かって倒れ込むように変位する。この結果、リム２１１と第１電極部５２とが遠ざかるように変位し、第１基板４全体の熱収縮による電極間距離の縮小を抑制することとなり、電極間距離の変動が抑制される。
【0088】
本実施形態によれば、第１基板４の下部基板６と第２基板７とが部分的に接着され、下部基板６のフリーの部分に第１電極部５２が形成され、第１電極部５２が低温時には径方向外側に、高温時には径方向内側に、それぞれ倒れ込むように変位する。これにより、第２基板７を有しない場合に比べて、温度変化に伴う電極間距離の変動が抑制され、上記第１実施形態と同様の効果が得られる実装構造１となる。
【0089】
（他の実施形態）
（１）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。
（１）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。
【0090】
（２）上記第１実施形態ないし第４実施形態において、第１電極形成部６２は、例えば図２８に示すように、個々で分離独立した構成とされてもよい。この場合、複数の第１電極形成部６２およびその上に形成される第１電極部５２は、連結部６６により他の部位に接続されないため、個々で独立して熱による膨張あるいは収縮をすることとなる。この結果、変形例に係る実装構造１は、第１電極部５２の熱による変位、ひいては電極間距離の変動がより抑制される効果が得られる。
【0091】
本変形例の実装構造１は、例えば、次のような工程で形成されうる。まず、例えば、下部基板６を構成する材料のうち他面４ｂとなる側の面から連結部６６に相当する部位をハーフエッチングで残しておき、接合部６１等の各部位を形成した後に上部基板５となるシリコン基板と陽極接合する。そして、シリコン基板をＤＲＩＥ等でエッチングし、枠体部５１、電極部５２、５３を形成し、上部基板５を形成することで第１基板４の主部を構成する。その後、ガラス接着剤で第１基板４の主部のうち下部基板６と第２基板７とを接着した後、連結部６６に相当する部分を除去することで実装基板３を形成し、微小振動体２を搭載することで、実装構造１が得られる。
【0092】
（３）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】
【0093】
２…微小振動体、２１…曲面部、２１１…リム、２２…接続部、３…実装基板
４…第１基板、４ａ…搭載面、４ｂ…他面、４ｂａ…第１投影部、４ｂｂ…第２投影部
５…上部基板、５２…電極部、６…下部基板、６２…電極形成部、６７…温度調節素子
７…第２基板、８…固定部、８１…第１アンカー、８２…第２アンカー、９…延設部
９１…延伸部、９２…レバー、９３…電極直下部、１０…接着部、１０１…第１接着部
１０２…第２接着部
４…第１基板、４ａ…搭載面、４ｂ…他面、４ｂａ…第１投影部、４ｂｂ…第２投影部
５…上部基板、５２…電極部、６…下部基板、６２…電極形成部、６７…温度調節素子
７…第２基板、８…固定部、８１…第１アンカー、８２…第２アンカー、９…延設部
９１…延伸部、９２…レバー、９３…電極直下部、１０…接着部、１０１…第１接着部
１０２…第２接着部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】