特許 7415911 微小振動体の位置決め構造、慣性センサの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-09

(45)【発行日】2024-01-17

(54)【発明の名称】微小振動体の位置決め構造、慣性センサの製造方法

(51)【国際特許分類】

   G01C 19/5691 20120101AFI20240110BHJP

【ＦＩ】

G01C19/5691

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2020210554

(22)【出願日】2020-12-18

(65)【公開番号】P2022097145

(43)【公開日】2022-06-30

【審査請求日】2023-04-10

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【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】明石 照久

(72)【発明者】

【氏名】船橋 博文

(72)【発明者】

【氏名】稲垣 優輝

【審査官】續山 浩二

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１９／００９４０２４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００８－０７８２１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０１０７７６１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－０４２４５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１０７４９３１５（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｃ １９／５６９１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

環状曲面を備える曲面部（２１）および前記曲面部から凹んだ凹部（２２）を有する微小振動体（２）と、実装基板（３）とを有してなり、前記微小振動体の前記凹部が前記実装基板のうち枠体状の実装部（５１）の内側領域に搭載され、前記曲面部が中空状態である慣性センサ（１）の製造に用いられる位置決め構造（１００）であって、
前記実装基板と、
前記実装基板との着脱が可能であって、前記微小振動体と前記実装基板との位置決めに用いられるガイド板材（６）と、を備え、
前記実装基板は、互いに距離を隔てつつ、前記実装部を囲む配置とされる複数の電極部（５３）と、互いに距離を隔てつつ、複数の前記電極部を囲む配置とされる複数の外枠部（５４）と、複数の前記電極部よりも複数の前記外枠部の側に位置する部位に設けられ、前記ガイド板材の一部が嵌め込まれる嵌め込み溝（５４３、５６）と、を有しており、
前記ガイド板材は、前記微小振動体を前記実装部に搭載する際に、前記微小振動体に当接する接触部（６１）と、前記接触部に接続され、前記接触部を囲む枠体状の枠体部（６２）と、前記枠体部の外周側に配置される複数の把持部（６４）と、複数の前記把持部と前記枠体部とをそれぞれ接続する複数の支持部（６３）と、を有しており、
前記微小振動体が前記実装基板に搭載された際の前記実装基板の厚み方向に沿った方向を高さ方向として、前記ガイド板材は、前記微小振動体よりも高さ方向の寸法が小さい、位置決め構造。

【請求項2】

前記接触部は、環状の枠体形状であり、
前記嵌め込み溝は、複数の前記電極部と複数の前記外枠部との隙間であり、
前記枠体部は、前記嵌め込み溝に嵌め込まれる、請求項１に記載の位置決め構造。

【請求項3】

複数の前記外枠部のうち隣接する前記外枠部の隙間は、前記ガイド板材と前記実装基板との位置決め溝（５５）となっており、
前記支持部が前記位置決め溝に嵌め込まれる、請求項１または２に記載の位置決め構造。

【請求項4】

前記枠体部は、前記把持部を変位させたときに連動して変位する複数の梁部（６２１、６２２）と、前記梁部に接続され、前記実装基板との位置決めに用いられる位置決め嵌合部（６５）とを有すると共に、
前記嵌め込み溝は、複数の前記外枠部に形成されており、
前記位置決め嵌合部は、前記嵌め込み溝に嵌め込まれる、請求項１または２に記載の位置決め構造。

【請求項5】

複数の前記支持部は、第一の方向に沿って延設された第一の前記支持部と、前記第一の方向に交差する第二の方向に沿って延設された第二の前記支持部とにより構成されている、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の位置決め構造。

【請求項6】

前記支持部のうち前記把持部の側の一端と前記枠体部の側の他端とを繋げる方向を接続方向として、前記支持部は、前記把持部を前記接続方向に沿って変位させたときに、前記把持部の変位よりも前記接触部の変位を小さくするための弾性変形部（６７）を備える、請求項４に記載の位置決め構造。

【請求項7】

前記枠体部は、前記接触部を囲む環状の枠体形状である、請求項１または２に記載の位置決め構造。

【請求項8】

前記枠体部は、一方向に延びた第一の梁部（６２１）と、前記一方向とは異なる方向に延びた第二の梁部（６２２）とを有してなる、請求項４または６に記載の位置決め構造。

【請求項9】

前記支持部のうち前記把持部の側の一端と前記枠体部の側の他端とを繋ぐ方向を接続方向として、前記接触部は、前記接続方向の延長線上に配置され、前記把持部を前記接続方向に沿って変位させたときに、前記把持部の変位に連動して前記接続方向に沿って変位する、請求項４、６、８のいずれか１つに記載の位置決め構造。

【請求項10】

複数の前記梁部は、それぞれ異なる１つの前記支持部を介して異なる１つの前記把持部に接続されると共に、接続された前記支持部のうち前記把持部の側の一端と前記梁部の側の他端とを繋ぐ方向を接続方向として、前記把持部を前記接続方向に沿って変位させたときに、前記接続方向に沿って弾性変形する、請求項４、６、８、９のいずれか１つに記載の位置決め構造。

【請求項11】

前記枠体部は、前記把持部を変位させたときに、前記梁部が前記把持部の変位に連動して変位しやすくするためのバネ部（６６）をさらに有する、請求項４、６、８、９、１０のいずれか１つに記載の位置決め構造。

【請求項12】

前記接触部のうち前記枠体部とは反対側の面を内周面とし、前記内周面のうち前記実装基板の側とは反対側を上端とし、前記上端の側に前記実装部に向かって突出する凸部（６１１）を備える、請求項４、６、９、１０のいずれか１つに記載の位置決め構造。

【請求項13】

前記接触部のうち前記枠体部とは反対側の面を内周面とし、前記内周面のうち前記実装基板の側の下端として、前記下端の側に前記実装部に向かって突出する爪部（６１２）を備える、請求項４、６、９、１０のいずれか１つに記載の位置決め構造。

【請求項14】

環状曲面を備える曲面部（２１）および前記曲面部から凹んだ凹部（２２）を有する微小振動体（２）と、
枠体状の実装部（５１）と、互いに距離を隔てつつ、前記実装部を囲む配置とされる複数の電極部（５３）と、互いに距離を隔てつつ、複数の前記電極部を囲む配置とされる複数の外枠部（５４）と、を有してなり、接合部材（５２）を介して前記実装部の内側領域に前記微小振動体の前記凹部が接続される実装基板（３）と、を備え、
前記微小振動体が前記実装部に搭載されたとき、前記曲面部が中空状態となる慣性センサ（１）の製造方法であって、
前記微小振動体を前記実装基板に搭載するときの位置決めに用いられ、前記微小振動体を前記実装部に搭載する際に、前記微小振動体に当接する接触部（６１）と、前記接触部に接続され、前記接触部を囲む枠体状の枠体部（６２）と、前記枠体部の外周側に配置される複数の把持部（６４）と、複数の前記把持部と前記枠体部とをそれぞれ接続する複数の支持部（６３）と、を有するガイド板材を用意することと、
前記微小振動体を用意することと、
複数の前記電極部よりも複数の前記外枠部の側に位置する部位に設けられ、前記ガイド板材の一部が嵌め込まれる嵌め込み溝（５４３、５６）を有する前記実装基板を用意することと、
前記実装部の前記内側領域に前記接合部材を塗布することと、
前記嵌め込み溝に前記ガイド板材の一部を装着し、前記微小振動体の位置決め構造（１００）を形成することと、
前記位置決め構造を形成した後、前記微小振動体を前記ガイド板材の前記接触部に接触させ、前記実装基板に対する位置合わせをしつつ、前記接触部よりも内側の位置に前記微小振動体を挿入することと、
前記微小振動体を挿入した後、前記微小振動体の前記凹部のうち前記実装基板とは反対側の吸着面（２２ａ）を押圧した状態で、前記接合部材を介して前記微小振動体を前記実装部の前記内側領域に接合することと、
前記微小振動体と前記実装基板との接合後に、前記実装基板から前記ガイド板材を取り外すことと、を含む、慣性センサの製造方法。

【請求項15】

前記実装基板を用意することにおいては、複数の前記外枠部のうち隣接する前記外枠部の隙間が前記ガイド板材の前記支持部が嵌め込まれる位置決め溝（５５）になっているものを用意し、
前記位置決め構造を形成することにおいては、前記実装基板に前記ガイド板材を装着したとき、前記位置決め溝に前記ガイド板材の前記支持部が嵌め込まれることで、前記ガイド板材が前記実装基板に一時的に固定され、不動の状態となる、請求項１４に記載の慣性センサの製造方法。

【請求項16】

前記ガイド板材を用意することにおいては、前記把持部を変位させたときに連動して変位する複数の梁部（６２１、６２２）と、前記梁部に接続され、前記実装基板との位置決めに用いられる位置決め嵌合部（６５）と、を有してなる前記枠体部を備える前記ガイド板材を用意し、
前記位置決め構造を形成することにおいては、前記ガイド板材の前記位置決め嵌合部を前記実装基板の前記嵌め込み溝に嵌め込み、
前記微小振動体を前記接触部よりも内側に挿入した後、前記微小振動体が前記実装基板に対して位置ズレが生じているとき、前記支持部のうち前記把持部の側の一端と前記枠体部の側の他端とを繋ぐ方向を接続方向として、前記把持部を前記接続方向に沿って変位させることで前記接触部を前記把持部の変位に連動して変位させつつ、前記接触部を介して前記微小振動体を押し、前記微小振動体の位置を調整すること、をさらに含む、請求項１４に記載の慣性センサの製造方法。

【請求項17】

前記ガイド板材を用意することにおいては、前記把持部を変位させたときに連動して変位する複数の梁部（６２１、６２２）と、前記梁部に接続され、前記実装基板との位置決めに用いられる位置決め嵌合部（６５）と、を有してなる前記枠体部を備える前記ガイド板材を用意し、
前記位置決め構造を形成することにおいては、前記ガイド板材の前記位置決め嵌合部を前記実装基板の前記嵌め込み溝に嵌め込み、
前記微小振動体を挿入することにおいては、前記把持部を前記接触部とは反対側に引っ張って前記接触部を変位させ、対向する前記接触部の隙間を広くした状態で、前記微小振動体を挿入した後、前記把持部を解放し、前記接触部の復元力を利用して前記微小振動体の位置合わせを行う、請求項１４に記載の慣性センサの製造方法。

【請求項18】

前記ガイド板材を用意することにおいては、前記把持部を変位させたときに連動して変位する複数の梁部（６２１、６２２）と、前記梁部に接続され、前記実装基板との位置決めに用いられる位置決め嵌合部（６５）と、を有してなる前記枠体部、およびを前記接触部のうち前記枠体部とは反対側の内周面であって、当該内周面のうち前記実装基板の側の下端側から突出する爪部（６１２）を備える前記ガイド板材を用意し、
前記位置決め構造を形成することにおいては、前記ガイド板材の前記位置決め嵌合部を前記実装基板の前記嵌め込み溝に嵌め込み、
前記微小振動体を挿入することにおいては、前記爪部で前記微小振動体を支えた状態にし、前記微小振動体を前記実装基板に接触しない状態で前記実装基板に対する位置合わせをし、
前記微小振動体を前記実装部の前記内側領域に接合することにおいては、前記微小振動体の前記吸着面を押圧する前に、前記把持部を前記接触部とは反対側に引っ張って前記接触部を変位させ、対向する前記接触部の隙間を前記微小振動体の幅よりも広くすることで、前記微小振動体を前記実装基板に落下させ、前記微小振動体の前記凹部と前記接合部材とを接触させる、請求項１４に記載の慣性センサの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、微小振動体を備える慣性センサの製造に用いられる位置決め構造および慣性センサの製造方法に関する。

【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）が有力視されている。ＢＲＧは、ワイングラスモードで振動する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（例えば特許文献１）。この微小振動体は、振動の状態を表すＱ値が１０^６以上に達するため、従来よりも高感度が見込まれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】米国特許出願公開第２０１９／００９４０２４Ａ１号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

この微小振動体は、例えば、数十μｍの厚みの石英等で構成されるため、実装基板への搭載において傷を付けない取り扱いが求められる。微小振動体のベースとなる基材（例えば石英等）やその表面に形成される電極膜に傷が付いたり、電極膜が剥がれたりすると、Ｑ値が低下し、ジャイロセンサの感度が低下してしまう。また、この微小振動体を実装基板に搭載する際には、実装基板に対する微小振動体の位置決め精度が要求される。そのため、ＢＲＧを製造するにあたっては、微小振動体に傷を付けない取り扱いと実装基板への位置決め精度との両立が必要である。

【0006】

特許文献１に記載のＢＲＧは、実装基板の一部として微小振動体の位置決め用の可動治具が形成されており、微小振動体を実装基板に載置し、可動治具により微小振動体の位置調整を行った後に、微小振動体が実装基板に接合される。その後、実装基板のうち可動治具の部分は、エッチング等の処理により実装基板から解放され、除去される。

【0007】

しかし、この手法は、実装基板における微小振動体の位置決め精度を確保できるものの、プロセスが多く、製造コストが増大するおそれがある。そのため、微小振動体を傷付けず、かつ実装基板における位置決めを簡便にすることが求められる。

【0008】

本発明は、上記の点に鑑み、この種の微小振動体を備える慣性センサにおいて、微小振動体を実装基板に搭載する際における微小振動体の傷付き防止と所定以上の精度が得られる簡便な位置決めとを両立することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

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位置決め構造は、環状曲面を備える曲面部（２１）および曲面部から凹んだ凹部（２２）を有する微小振動体（２）と、実装基板（３）とを有してなり、微小振動体の凹部が実装基板のうち枠体状の実装部（５１）の内側領域に搭載され、曲面部が中空状態である慣性センサ（１）の製造に用いられる位置決め構造（１００）であって、実装基板と、実装基板との着脱が可能であって、微小振動体と実装基板との位置決めに用いられるガイド板材（６）と、を備える。このような構成において、実装基板は、互いに距離を隔てつつ、実装部を囲む配置とされる複数の電極部（５３）と、互いに距離を隔てつつ、複数の電極部を囲む配置とされる複数の外枠部（５４）と、複数の電極部よりも複数の外枠部の側に位置する部位に設けられ、ガイド板材の一部が嵌め込まれる嵌め込み溝（５４３、５６）と、を有している。ガイド板材は、微小振動体を実装部に搭載する際に、微小振動体に当接する接触部（６１）と、接触部に接続され、接触部を囲む枠体状の枠体部（６２）と、枠体部の外周側に配置される複数の把持部（６４）と、複数の把持部と枠体部とをそれぞれ接続する複数の支持部（６３）と、を有しており、微小振動体が実装基板に搭載された際の実装基板の厚み方向に沿った方向を高さ方向として、ガイド板材は、微小振動体よりも高さ方向の寸法が小さい。

【0010】

これによれば、微小振動体と接触し、実装基板に対する微小振動体の位置決めに用いられる接触部を有するガイド板材が、着脱が可能な状態で実装基板に取り付けられてなる位置決め構造となる。また、この位置決め構造は、ガイド板材の高さが微小振動体に比べて小さく、ガイド板材を介して微小振動体を実装基板に搭載した際に、微小振動体が傾くことを抑制できると共に、実装基板からの取り外しが容易である。そのため、微小振動体が実装基板に搭載されてなる慣性センサの製造において、微小振動体の傷付きを抑制しつつも、簡便に、所定以上の精度で実装基板に対する位置決めを行うことが可能となる。

【0011】

請求項１４に記載の慣性センサの製造方法は、環状曲面を備える曲面部（２１）および曲面部から凹んだ凹部（２２）を有する微小振動体（２）と、枠体状の実装部（５１）と、互いに距離を隔てつつ、実装部を囲む配置とされる複数の電極部（５３）と、互いに距離を隔てつつ、複数の電極部を囲む配置とされる複数の外枠部（５４）と、を有してなり、接合部材（５２）を介して実装部の内側領域に微小振動体の凹部が接続される実装基板（３）と、を備え、微小振動体が実装部に搭載されたとき、曲面部が中空状態となる慣性センサ（１）の製造方法であって、微小振動体を実装基板に搭載するときの位置決めに用いられ、微小振動体を実装部に搭載する際に、微小振動体に当接する接触部（６１）と、接触部に接続され、接触部を囲む枠体状の枠体部（６２）と、枠体部の外周側に配置される複数の把持部（６４）と、複数の把持部と枠体部とをそれぞれ接続する複数の支持部（６３）と、を有するガイド板材を用意することと、微小振動体を用意することと、複数の電極部よりも複数の外枠部の側に位置する部位に設けられ、ガイド板材の一部が嵌め込まれる嵌め込み溝（５４３、５６）を有する実装基板を用意することと、実装部の内側領域に接合材料を塗布することと、嵌め込み溝にガイド板材の一部を装着し、微小振動体の位置決め構造（１００）を形成することと、位置決め構造を形成した後、微小振動体をガイド板材の接触部に接触させ、実装基板に対する位置合わせをしつつ、接触部よりも内側の位置に微小振動体を挿入することと、微小振動体を挿入した後、微小振動体の凹部のうち実装基板とは反対側の吸着面（２２ａ）を押圧した状態で、接合部材を介して微小振動体を実装部の内側領域に接合することと、微小振動体と実装基板との接合後に、実装基板からガイド板材を取り外すことと、を含む。

【0012】

これによれば、着脱可能なガイド板材を実装基板に取り付けて位置決め構造を構成した後、微小振動体をガイド板材のうち位置決め用の接触部に接触させつつ、実装基板に搭載することとなる。位置決め構造を構成するガイド板材に微小振動体を接触させることで、実装基板に対する微小振動体の位置決め精度が所定以上となり、かつ微小振動体を実装基板に搭載した後に、ガイド板材が実装基板からの取り外しができるため、従来よりも簡便な工程となる。そのため、微小振動体の傷付きを抑制しつつも、簡便に、所定以上の精度で位置決めされた微小振動体が実装基板に搭載されてなる慣性センサを製造することができる。

【0013】

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】

【0014】

【図1】微小振動体を備える慣性センサを示す上面レイアウト図である。

【図2】微小振動体の一例を示す斜視図である。

【図3】図２中のIII-III間の断面構成を示す断面図である。

【図4A】微小振動体の形成工程のうち部材の用意工程を示す図である。

【図4B】図４Ａに続く工程を示す図である。

【図4C】図４Ｂに続く工程を示す図である。

【図5】微小振動体が搭載される前の実装基板を示す上面レイアウト図である。

【図6】図１中のVI-VI間の断面構成を示す断面図である。

【図7】図１中のVII-VII間の断面構成を示す断面図である。

【図8】第１実施形態に係る微小振動体の位置決め構造を示す上面レイアウト図である。

【図9】図８中のIX-IX間の断面構成を示す断面図である。

【図10】図８中のX-X間の断面構成を示す断面図である。

【図11】図８中のXI-XI間の断面構成を示す断面図である。

【図12A】慣性センサの製造における微小振動体の搭載工程を示す図であって、部材の用意工程を示す図である。

【図12B】図１２Ａに続く工程を示す図である。

【図12C】図１２Ｂに続く工程を示す図である。

【図12D】図１２Ｃに続く工程を示す図である。

【図12E】図１２Ｄに続く工程を示す図である。

【図12F】図１２Ｅの工程後の様子を示す上面レイアウト図である。

【図13】第２実施形態に係る微小振動体の位置決め構造を示す上面レイアウト図である。

【図14】第３実施形態に係る微小振動体の位置決め構造を示す上面レイアウト図である。

【図15】第４実施形態に係る微小振動体の位置決め構造を示す上面レイアウト図である。

【図16】第５実施形態に係る微小振動体の位置決め構造を示す上面レイアウト図である。

【図17】第６実施形態に係る微小振動体の位置決め構造を示す上面レイアウト図である。

【図18A】第６実施形態に係る慣性センサの製造における微小振動体の搭載工程を示す図であって、微小振動体の挿入工程を示す図である。

【図18B】図１８Ａに続く工程を示す図である。

【図18C】図１８Ｂに続く工程を示す図である。

【図18D】図１８Ｃに続く工程を示す図である。

【図19】第７実施形態に係る微小振動体の位置決め構造を示す上面レイアウト図である。

【図20】第８実施形態に係る微小振動体の位置決め構造を示す上面レイアウト図である。

【図21】第９実施形態に係る微小振動体の位置決め構造を示す上面レイアウト図である。

【図22】第１０実施形態に係る微小振動体の位置決め構造を示す上面レイアウト図である。

【図23】図２２の位置決め構造の一部を拡大した図であって、当該構造における実装基板とガイド板材との着脱を説明するための説明図である。

【図24】第１１実施形態に係る微小振動体の位置決め構造を示す断面図である。

【図25A】第１１実施形態に係る慣性センサの製造における微小振動体の搭載工程を示す図であって、微小振動体の挿入工程を示す図である。

【図25B】図２５Ａに続く工程を示す図である。

【図25C】図２５Ｂに続く工程を示す図である。

【図25D】図２５Ｃに続く工程を示す図である。

【図26】第１２実施形態に係る微小振動体の位置決め構造を示す断面図である。

【図27A】第１２実施形態に係る慣性センサの製造における微小振動体の搭載工程を示す図であって、微小振動体の挿入工程を示す図である。

【図27B】図２７Ａに続く工程を示す図である。

【図27C】図２７Ｂに続く工程を示す図である。

【図27D】図２７Ｃに続く工程を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

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。

【0016】

（第１実施形態）
第１実施形態の慣性センサ１およびこれに用いられる位置決め構造１００について、図面を参照して説明する。

【0017】

以下、説明の便宜上、図１に示すように、紙面における左右方向に沿った方向を「ｘ方向」と、同紙面上において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３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、例えば図１等に示すように、ｚ方向上側から慣性センサ１あるいはその一部、または位置決め構造１００を見た状態を「上面視」と称することがある。

【0018】

〔慣性センサ〕
本実施形態の慣性センサ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。慣性センサ１は、ワイングラスモードで振動することが可能な微小振動体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、慣性センサ１に印加された角速度を検出する構成となっている。慣性センサ１は、例えば、ＢＲＧ構造のジャイロセンサであって、自動車等の車両に搭載される用途に適用されると好適であるが、勿論、他の用途にも適用されうる。

【0019】

微小振動体２は、例えば、図２に示すように、略半球形の三次元曲面の外形を有する曲面部２１と、環状曲面形状の曲面部２１の頂点側から球の中心側に向かうように凹んだ凹部２２とを備える。微小振動体２は、例えば図３に示すように、凹部２２のうち外側の面が実装基板３に接続される際の吸着搬送に用いられる吸着面２２ａであり、凹部２２のうち吸着面２２ａとは反対側が実装基板３に接続される実装面２２ｂである。微小振動体２は、実装面２２ｂの径が実装基板３のうち後述する枠体状の実装部５１の内側領域の径よりも小さくなっており、実装基板３に搭載したときに、実装部５１に当接しない形状となっている。微小振動体２は、例えば、慣性センサ１が駆動していない状態においてリム２１１と複数の電極部５３との間隔が等間隔となるように、リム２１１が略円筒形状とされる。微小振動体２は、凹部２２の実装面２２ｂ側が実装基板３に搭載されたとき、リム２１１を含む三次元曲面形状の部分が中空の状態となり、ワイングラスモードで振動することが可能となっている。微小振動体２は、曲面部２１が椀状の三次元曲面を有し、その振動のＱ値が例えば１０^６以上となっている。

【0020】

微小振動体２は、例えば、石英、ガラス、シリコンやセラミック等の材料で構成されるが、三次元曲面形状とされた曲面部２１および凹部２２を形成でき、ワイングラスモードで振動することが可能なものであればよく、これらの材料に限定されない。微小振動体２は、例えば、その厚みが２０μｍ～８０μｍといった具合の数十μｍの薄肉構成となっている。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、その径が５ｍｍといったミリサイズの形状ある。微小振動体２は、その表面が導電層２３で覆われている。導電層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で構成され、電極膜として機能する。

【0021】

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。

【0022】

まず、例えば図４Ａ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Ｍおよび型Ｍを冷却するための冷却体Ｃを用意する。型Ｍ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、凹部Ｍ１の底面に貫通孔Ｍ１１が形成されている。冷却体Ｃは、型Ｍ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Ｍを冷却する役割を果たす。石英板２０は、型Ｍの凹部Ｍ１の全域を覆うように配置される。

【0023】

続けて、例えば図４Ｂ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を溶融される。このとき、型Ｍの凹部Ｍ１は、図示しない真空機構により冷却体Ｃ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２０１と、曲面部２０１の中心近傍で凹んだ凹部２０２と、曲面部２０１の外周端に位置し、平坦形状とされた端部２０３とを有する形状となる。

【0024】

次いで、型Ｍ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４Ｃ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を除去し、凹部２０２を残す。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、蒸着、原子層堆積（ＡＬＤ）や化学蒸着（ＣＶＤ）等の任意の成膜プロセスにより、上記の加工後の石英板２０の両面に導電層２３を形成する。

【0025】

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、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、上記の方法に限定されるものではなく、他の公知の方法が採用されても構わない。

【0026】

微小振動体２は、例えば図８等を参照して後述するガイド板材６を実装基板３に装着してなる位置決め構造１００を利用することにより、所定以上の位置合わせ精度で実装基板３に搭載される。この詳細については後述する。

【0027】

実装基板３は、例えば図５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、微小振動体２が搭載される実装部５１と、実装部５１を囲むように互いに離隔して配置された複数の電極部５３と、電極部５３を囲むように互いに離隔して配置された複数の外枠部５４とを備える。

【0028】

実装基板３は、例えば図５や図６に示すように、環状の実装部５１よりも外周側の位置に、実装部５１を囲む環状のエッチング溝４１が形成されている。これにより、微小振動体２が実装基板３に搭載されたとき、図６や図７に示すように、微小振動体２のリム２１１を含む曲面部２１が中空状態となる。実装基板３は、下部基板４のエッチング溝４１を跨ぐブリッジ配線４２を備え、実装部５１と４つの外枠部５４とが電気的に接続され、同電位となっている。ブリッジ配線４２は、例えばＡｌ（アルミニウム）等の導電性材料により構成されると共に、複数の電極部５３の間を通過する配置とされ、複数の電極部５３と電気的に独立している。なお、図６、図７では、見易くするため、微小振動体２の導電層２３を省略している。

【0029】

実装基板３は、例えば、環状の実装部５１の内側領域にＡｕペースト等の接合部材５２が塗布されており、接合部材５２を介して微小振動体２が接合される。また、実装基板３は、ブリッジ配線４２の一端が実装部５１により、他端が外枠部５４により、それぞれ覆われている。これにより、実装基板３は、微小振動体２が搭載されたとき、実装部５１、ブリッジ配線４２および外枠部５４が微小振動体２と電気的に接続された状態となる。

【0030】

実装基板３は、例えば図５や図７に示すように、エッチング溝４１の外周側の位置において、実装部５１を囲むように互いに離れて配置された複数の電極部５３を備える。複数の電極部５３は、微小振動体２が搭載されたとき、微小振動体２のリム２１１と所定の距離を隔てた状態となり、それぞれが微小振動体２とキャパシタを形成する。複数の電極部５３は、上面に電極膜５３１が形成されると共に、例えば、電極膜５３１に図示しないワイヤが接続され、図示しない外部の回路基板等と電気的に接続される。これにより、実装基板３は、複数の電極部５３を介して、微小振動体２との間の静電容量を検出したり、微小振動体２との間に静電引力を生じさせ、微小振動体２をワイングラスモードで振動させたりすることが可能となっている。複数の電極部５３は、例えば図１に示すように、上面視にて、内周側および外周側の辺がそれぞれ円弧状となっており、内周側および外周側の辺それぞれを繋げると、径の異なる断続的な円を描く状態となっている。言い換えると、複数の電極部５３は、実装部５１を囲む円環枠体を所定間隔で均等に分割した構成となっている。

【0031】

なお、実装基板３の「内周側」とは、図５に示すような上面視において、実装部５１の内側領域の中心側を意味し、「外周側」とは、内周側とは反対に位置する側を意味する。また、図１等には、実装基板３に１６個の電極部５３が互いに離れて環を描くように均等配置された例を示しているが、これに限定されるものではなく、電極部５３の数や配置については微小振動体２の形状やサイズ等に応じて適宜変更されうる。

【0032】

実装基板３は、例えば図５に示すように、複数の電極部５３の外周側において、４つの外枠部５４が複数の電極部５３を取り囲むように互いに離れて配置されている。外枠部５４は、ｘ方向およびｙ方向において、他の外枠部５４と所定の距離を隔てて配置されており、これらの隙間が後述するガイド板材６の位置決め溝５５として機能する配置となっている。また、複数の外枠部５４は、上面視にて、内周側の辺が円弧状となっており、これらの辺を繋ぐと、複数の電極部５３を囲む断続的な円を描く形状となっている。複数の外枠部５４のうち内周側の円弧部分は、複数の電極部５３の外周側の円弧部分と所定の距離を隔てた略円環状の溝を構成しており、この溝が後述するガイド板材６のうち枠体部６２が嵌め込まれる嵌め込み溝５６として機能する。位置決め溝５５および嵌め込み溝５６については、後述する微小振動体２の位置決め構造１００の説明にて述べる。

【0033】

複数の外枠部５４は、それぞれ、例えば図５や図６に示すように、上面にＡｌ等によりなる電極膜５４１を備えると共に、電極膜５４１に図示しないワイヤが接続され、図示しない外部の回路基板等と電気的に接続される。これにより、実装基板３は、電極膜５４１に接続される図示しない外部の電源等により、複数の外枠部５４を介して微小振動体２の電位を所望の値に制御することが可能となっている。

【0034】

実装基板３は、例えば、次のような工程により製造されうる。

【0035】

まず、例えば、ホウケイ酸ガラスによりなる下部基板４を用意し、バッファードフッ酸を用いたウエットエッチングにより円環状のエッチング溝４１を形成する。その後、エッチング溝４１を跨ぐブリッジ配線４２をＡｌのスパッタによる成膜を用いたリフトオフ法により形成する。なお、ブリッジ配線４２の厚みは、例えば、０．１μｍ程度とされる。

【0036】

続けて、例えば、ＳｉによりなるＳｉ基板（後の上部基板５）を用意し、ホウケイ酸ガラスの下部基板４と陽極接合する。次にＳｉ基板に後の実装部５１、電極部５３、外枠部５４となる領域に区画する溝を公知のエッチング方法により形成する。

【0037】

例えば、ＤＲＩＥ（Deep Reactive Ion Etchingの略）によりトレンチエッチングを行って、下部基板４を露出させ、実装部５１、電極部５３、外枠部５４の各領域を分離させる。これにより、Ｓｉ基板は、互いに離隔した実装部５１、複数の電極部５３、および複数の外枠部５４を備える上部基板５となる。

【0038】

最後に、例えば、複数の電極部５３および外枠部５４の上面にスパッタ等により電極膜５３１、５４１を形成した後、実装部５１の内側領域にディスペンサー等により接合部材５２を塗布する。

【0039】

なお、図５等で示す１つの実装基板３は、例えば、ウエハに上記構造の複数の実装基板３となる領域を形成し、ダイシングカット等により個片化することにより得られる。言い換えると、実装基板３やこれを利用した位置決め構造１００の製造については、ウエハレベルでの対応が可能である。

【0040】

以上が、慣性センサ１の基本的な構成である。慣性センサ１は、駆動時には、複数の電極部５３の一部と微小振動体２との間に静電引力を生じさせることで、微小振動体２をワイングラスモードで振動させる。慣性センサ１は、微小振動体２が振動状態のときに、外部からコリオリ力が印加されると、微小振動体２が変位してその振動モードの節の位置が変化する。慣性センサ１は、この振動モードの節の変化を微小振動体２と複数の電極部５３との静電容量で検出することで、慣性センサ１に働く角速度の検出が可能となっている。

【0041】

慣性センサ１の製造においては、次に説明する位置決め構造１００を用いることで、微小振動体２を実装基板３に対する位置決め精度を所定以上としつつも、簡便に搭載することが可能である。

【0042】

〔微小振動体の位置決め構造〕
次に、微小振動体２を実装基板３に搭載する際に用いる位置決め構造１００について、図８～図１１を参照して説明する。

【0043】

位置決め構造１００は、例えば図８に示すように、実装基板３にガイド板材６が装着されてなる。ガイド板材６は、微小振動体２を位置決めしつつ搭載する際に、実装基板３に嵌合され、微小振動体２を実装基板３に接合した後に実装基板３から取り外される。つまり、ガイド板材６は、実装基板３への着脱が可能となっている。

【0044】

なお、本明細書における「嵌合」および「嵌め込む」とは、ガイド板材６が後ほど実装基板３からの取り外しができるように所定以下のクリアランス（限定するものではないが、例えば５μｍなど）を有した状態で実装基板３に一時的に装着されることを意味する。

【0045】

ガイド板材６は、実装部５１の外周側に配置され、微小振動体２を搭載する際に微小振動体２に接触する接触部６１と、接触部６１に接続され、接触部６１を囲む枠体部６２と、枠体部６２の外周面に接続される複数の支持部６３および把持部６４を備える。ガイド板材６は、例えば、シリコンや金属材料等の任意の材料で構成されるが、微小振動体２と接触する際に、微小振動体２に傷を付けないように、微小振動体２の構成材料に応じて適宜変更されうる。ガイド板材６は、プレス打ち抜き加工やエッチング等の方法で形成されうる。

【0046】

ガイド板材６は、例えば図９～図１１に示すように、実装基板３の厚み方向、すなわちｚ方向における寸法が実装基板３の厚み寸法よりも大きく、かつ微小振動体２のｚ方向における高さ寸法よりも小さくなっている。また、ガイド板材６のｚ方向における高さは、例えば、微小振動体２のリム２１１よりも高くされる。これは、微小振動体２を接触部６１の内側領域に挿入する際に、微小振動体２が傾いた状態となることを抑制しつつ、微小振動体２を挿入する際に意図しない箇所で必要以上に接触することを抑制するためである。

【0047】

接触部６１は、例えば図９や図１０に示すように、実装基板３との嵌合状態において、実装部５１よりも外周側、かつ複数の電極部５３よりも内周側に配置される部位である。接触部６１は、微小振動体２を実装基板３に搭載する際に、微小振動体２のリム２１１に当接することで、実装基板３に対する微小振動体２の位置決めをする役割を果たす。接触部６１は、本実施形態では、例えば図８に示すように、上面視にて、円環状の枠体形状となっており、その径については微小振動体２のうちリム２１１の外径に合わせて適宜変更されうる。

【0048】

枠体部６２は、上面視にて、接触部６１の外周面側に接続されると共に、接触部６１を囲む枠体形状の部位である。枠体部６２は、例えば図９や図１０に示すように、接触部６１よりも厚みが大きくなっている。枠体部６２は、本実施形態では、上面視にて、円環形状とされると共に、実装基板３のうち複数の電極部５３と外枠部５４との隙間によりなる嵌め込み溝５６に嵌め込まれる。

【0049】

支持部６３は、例えば図８に示すように、枠体部６２の外周面に位置し、枠体部６２と後述する把持部６４とを接続する部材であり、第一の方向に沿って延設されたものと、第一の方向に交差する第二の方向に延設されたものによりなる。具体的には、支持部６３は、例えば、ｘ方向に沿って延設された２つの支持部６３と、ｙ方向に沿って延設された２つの支持部６３とにより構成されている。つまり、ガイド板材６は、枠体部６２を挟んだｘ方向の両端およびｙ方向の両端それぞれに１つの支持部６３が配置されており、合計４つの支持部６３を備えている。支持部６３は、本実施形態では、例えば図８や図１１に示すように、実装基板３のうち隣接する２つの外枠部５４の隙間で構成された位置決め溝５５に嵌め込まれ、実装基板３に対するガイド板材６の位置決めに用いられる。

【0050】

把持部６４は、例えば、ガイド板材６を搬送する際に図示しない搬送装置などにより把持される部位であり、支持部６３のうち枠体部６２の側を一端として、その反対の他端側に配置される。把持部６４は、例えば、それぞれの支持部６３の他端側に設けられると共に、支持部６３よりも幅広形状とされる。把持部６４は、実装基板３にガイド板材６を嵌合したとき、上面視にて、実装基板３の外郭外側に配置される。

【0051】

以上が、本実施形態の位置決め構造１００の基本的な構成である。位置決め構造１００は、実装基板３とガイド板材６とが嵌合状態となっており、微小振動体２を後述の方法でガイド板材６の接触部６１の内側に挿入することで、簡便に、所定以上の精度で微小振動体２の位置合わせを可能とする。

【0052】

〔慣性センサの製造方法〕
次に、本実施形態の慣性センサ１の製造方法について図１２Ａ～図１２Ｆを参照して説明するが、微小振動体２、実装基板３およびガイド板材６自体の製造については上記したため、ここでは、ガイド板材６を用いた微小振動体２の実装について主に説明する。

【0053】

なお、図１２Ａ～図１２Ｅは、図９に示す断面図に相当するものである。また、図１２Ｃ～図１２Ｅでは、見易くするため、後述するピックアップ機構３００の一部のみを簡易的に示すと共に、コレット３０２の内部を破線で示している。

【0054】

まず、図１２Ａに示すように、例えば、上記の方法により製造した微小振動体２、実装基板３およびガイド板材６を用意する。その後、例えば、図１２Ｂに示すように、実装部５１の内側領域に、図示しないディスペンサー装置等を用いてＡｕペーストによりなる接合部材５２を塗布する。そして、例えば、実装基板３を図示しないマウンタ装置の吸着面に載置し、真空吸着により実装基板３を固定する。なお、この図示しないマウンタ装置は、吸着面を加熱可能な加熱機構を備えた構成となっている。

【0055】

続いて、一時的に固定した実装基板３にガイド板材６を取り付ける。具体的には、ガイド板材６は、例えば図８に示すように、枠体部６２が実装基板３の嵌め込み溝５６に、支持部６３が実装基板３の位置決め溝５５に、それぞれ嵌め込まれ、実装基板３に対する位置合わせされた状態で装着され、動かない状態となっている。

【0056】

次いで、例えば図１２Ｃに示すように、微小振動体２のうち凹部２２の吸着面２２ａにピックアップ機構３００の一部を挿入し、真空吸着により微小振動体２を把持する。ピックアップ機構３００は、例えば、台座部３０１と、略円筒形状のコレット３０２とを備え、台座部３０１が図示しない搬送部および真空機構に接続されており、コレット３０２による真空吸着と、吸着した物体の搬送とが可能な構成となっている。ピックアップ機構３００は、例えば図１２Ｃに示すように、コレット３０２の最大径が凹部２２の内径よりも小さくされ、コレット３０２の先端部の外径が他の部分よりも小さくなっている。また、ピックアップ機構３００は、コレット３０２の長さが微小振動体２の凹部２２の深さよりも大きくなっており、コレット３０２を微小振動体２の凹部２２に挿入した際に、コレット３０２が微小振動体２の吸着面２２ａ以外に当接しない構成となっている。

【0057】

このようなピックアップ機構３００を用いて、微小振動体２の吸着面２２ａを真空吸着により把持しつつ、微小振動体２をガイド板材６のうち環状の接触部６１の内側領域に挿入する。このとき、微小振動体２のうち略円筒形状のリム２１１を表面に余計な傷が生じないように必要最小限で接触させながら円筒形状の接触部６１に挿入することで、微小振動体２が傾くことを抑制しつつも、実装基板３との位置決めを簡便に行うことができる。

【0058】

以下、説明の便宜上、微小振動体２をガイド板材６に挿入する際に、微小振動体２を接触部６１に当接させることで、実装基板３に対する位置合わせ（位置決め）をすることを「パッシブアライメント」と称することがある。

【0059】

そして、例えば図１２Ｄに示すように、ピックアップ機構３００により微小振動体２をさらに挿入し、その実装面２２ｂを接合部材５２に接触させる。その後、図示しないマウンタ装置により実装基板３を吸着した状態で加熱し、接合部材５２を溶融させた後に、吸着面の温度を下げ、溶融した接合部材５２を固化させることで微小振動体２と実装基板３とを接合する。

【0060】

微小振動体２と実装基板３との接合後、例えば図１２Ｅに示すように、コレット３０２の内部を常圧に戻して微小振動体２の真空吸着を解除し、ピックアップ機構３００を退避させ、コレット３０２を微小振動体２の凹部２２から抜き出す。その結果、微小振動体２は、例えば図１２Ｆに示すように、上面視にて、ガイド板材６の接触部６１の内側領域に配置され、接合部材５２を介して実装基板３に接合された状態となる。その後、例えば図示しない搬送装置により、ガイド板材６の把持部６４を持ち上げることで、実装基板３からガイド板材６を取り外す。

【0061】

続いて、図示しないマウンタ装置による吸着を解除し、微小振動体２が接合された実装基板３を吸着面から取り外す。そして、実装基板３を図示しない回路基板等に搭載し、実装基板３の電極膜５３１、５４１にワイヤボンディングをし、回路基板等と実装基板３の電極部５３および外枠部５４とを電気的に接続し、真空機密封止を行うことで慣性センサ１を製造することができる。

【0062】

以上が、本実施形態の慣性センサ１の基本的な製造方法である。

【0063】

ここで、上記の製造方法による効果について説明する。

【0064】

ＢＲＧ構造の慣性センサ１を製造する場合、微小振動体２のリム２１１と複数の電極部５３とのそれぞれの間隔を同じとし、１つの電極部５３と対向する微小振動体２とで構成されるキャパシタにおける初期の静電容量を一定にする必要がある。これは、電極部５３ごとに微小振動体２とのギャップが異なると、外力が慣性センサ１に印加されたときの微小振動体２の変位に伴う上記キャパシタにおける静電容量の変化が電極部５３ごとに異なることとなり、センサ精度が低下するためである。そのため、微小振動体２を実装基板３に搭載するとき、その位置決めについては所定以上の高い精度が求められる。

【0065】

このような高精度が求められる位置決め実装としては、画像処理を利用してエッジ検出を行い、各部材の特徴点を抽出する方法が挙げられる。具体的には、微小振動体２および実装基板３を撮像した後、公知の画像処理により微小振動体２や実装基板３のエッジを検出して特徴点を抽出し、その位置関係を推定し、位置合わせをしつつ、微小振動体２を実装基板３に搭載することが想定される。

【0066】

しかし、三次元曲面形状の微小振動体２の曲面部２１やリム２１１を把持すると、把持機構により微小振動体２の一部が隠れてしまい、エッジ検出による微小振動体２の特徴点の抽出が難しくなる。そのため、画像処理だけを利用した微小振動体２の実装方法は、工程が煩雑となり、位置ズレによって微小振動体２やその電極膜に傷が付いたり、製造コストが増大したりするおそれがある。

【0067】

また、実装基板３の一部に微小振動体２の位置決め機構を設ける方法の場合には、微小振動体２の位置決め精度について確保できるものの、工程が複雑になり、製造コストが増大してしまう。

【0068】

したがって、微小振動体２のエッジ検出を妨げない把持をしつつ、画像処理だけを利用した場合や実装基板３に位置決め機構を設ける場合に比べて、より簡便に微小振動体２を実装基板３に搭載する方法が求められる。

【0069】

上記の位置決め構造１００を用いることにより、画像処理だけを利用した方法に比べて、微小振動体２と実装基板３との位置決めをより簡便に行うことが可能となる。また、微小振動体２を搭載する際に、凹部２２の吸着面２２ａにコレット３０２を挿入して真空吸着により把持することで、微小振動体２のうち搬送機構により隠される部分が減少し、エッジ検出を妨げない。そのため、画像処理を利用したアライメントを行う場合でも、微小振動体２の実装基板３への実装工程が煩雑となることを防ぐことができる。

【0070】

上記の方法によれば、実装基板３に着脱可能なガイド板材６を取り付けた位置決め構造１００を構成し、ガイド板材６の接触部６１に微小振動体２を当接させながら搭載することで、簡便に、所定以上の精度で微小振動体２の位置合わせを行うことができる。その結果、微小振動体２に意図しない傷や導電層２３（電極膜）の剥がれが生じることを抑制でき、簡便に信頼性の高い慣性センサ１を製造することができる。

【0071】

本実施形態によれば、微小振動体２やその電極膜に傷がつくことが抑制され、信頼性が高く、高感度な慣性センサ１となる。また、上記の位置決め構造１００を構成することで、簡便に、微小振動体２の傷等を抑制しつつ、所定以上の精度での位置合わせが可能となり、製造コストの増大が抑制される。

【0072】

（第２実施形態）
第２実施形態に係る位置決め構造１００について、図１３を参照して説明する。図１３では、後述するガイド板材６の接触部６１と微小振動体２との当接状態を分かり易くするため、実装基板３に搭載される微小振動体２の外郭を破線で示している。

【0073】

本実施形態の慣性センサ１を製造する際に用いる位置決め構造１００は、例えば図１３に示すように、ガイド板材６の接触部６１が上面視にて略棒状となっている点で上記第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。

【0074】

複数の接触部６１は、本実施形態では、上面視にて略棒状とされており、微小振動体２のパッシブアライメント時における微小振動体２との接触面積が上記第１実施形態よりも小さくなっている。具体的には、接触部６１は、例えば図１３に示すように、それぞれ近接する支持部６３の延長線上に位置し、その先端が実装部５１に向かうにつれて細くなっており、当該延長線上でのみ微小振動体２と接触する形状となっている。言い換えると、上記第１実施形態におけるガイド板材６の接触部６１と微小振動体２との接触状態を「面接触」としたとき、接触部６１は、本実施形態では、微小振動体２といわば「線接触」をするような形状となっている。

【0075】

なお、本実施形態の位置決め構造１００を用いて製造される慣性センサ１の構造は、上記第１実施形態と同じである。

【0076】

本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様に、信頼性が高く、高感度の慣性センサ１を簡便に製造することができる。また、接触部６１が上面視にて略棒状とされることで、微小振動体２の位置決め時に微小振動体２との接触面積が上記第１実施形態よりも小さくなり、微小振動体２やその電極膜の傷付き抑制の効果がより高まる。

【0077】

（第３実施形態）
第３実施形態に係る位置決め構造１００について、図１４を参照して説明する。図１４では、図１３と同様に、搭載される微小振動体２の外郭を破線で示している。

【0078】

本実施形態の位置決め構造１００は、例えば図１４に示すように、上記第１実施形態に対して、ガイド板材６の接触部６１の形状が上面視にて略Ｔ字形状に変更されたものに相当する。本実施形態では、この相違点について主に説明する。

【0079】

複数の接触部６１は、上面視にて、実装部５１側のそれぞれの先端部分が微小振動体２のリム２１１の外形に対応する円弧形状となっている。複数の接触部６１は、微小振動体２のパッシブアライメント時に、円弧形状の先端部で微小振動体２に当接する。

【0080】

なお、本実施形態の位置決め構造１００を用いて製造される慣性センサ１の構造は、上記第１実施形態と同じである。

【0081】

本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の効果が得られる。また、上記第２実施形態と同様に、上記第１実施形態に比べて、パッシブアライメント時における微小振動体２との接触面積が小さくなりため、より微小振動体２に傷が付きにくい位置決め構造１００となる。さらに、上記第２実施形態と比べて、パッシブアライメント時における微小振動体２との接触面積が大きいため、微小振動体２がｚ方向を軸として回転するような位置ズレが抑制され、微小振動体２の傷抑制と位置ズレ抑制とのバランスが取れたものとなる。

【0082】

（第４実施形態）
第４実施形態に係る位置決め構造１００について、図１５を参照して説明する。図１５では、図１３と同様に、搭載される微小振動体２の外郭を破線で示している。

【0083】

本実施形態の位置決め構造１００は、例えば図１５に示すように、上面視にて、ガイド板材６の枠体部６２が四角形の枠体形状とされ、実装基板３の外枠部５４の形状が枠体部６２に対応する形状に変更されている。また、位置決め構造１００は、上記第２実施形態と同様に、上面視にて、接触部６１が略棒状となっている。

【0084】

位置決め構造１００は、これらの点で上記第１実施形態と相違する。後者の相違点については上記第２実施形態で既に述べたため、本実施形態では、前者の相違点について主に説明する。

【0085】

複数の外枠部５４は、本実施形態では、上面視にて、内周側の外郭が曲面形状でなく、ガイド板材６のうち対向する枠体部６２に沿った２つの平面形状の部分を備え、これらの平面形状の部分が交差する形状となっている。また、複数の外枠部５４は、内周側の平面形状部分が交差する箇所が外周側に向かって凹んだ溝状の逃げ溝５４２となっている。これは、ガイド板材６を実装基板３に装着して位置決め構造１００を構成する際に、枠体部６２の四隅の角部が外枠部５４に接触し、ガイド板材６が実装基板３に嵌合できなくなることを防止するためである。つまり、複数の外枠部５４は、内郭の四隅に逃げ溝５４２が設けられた１つの略四角形枠体を４つに等分割した形状となっている。また、下部基板４のブリッジ配線４２は、実装部５１と外枠部５４との距離が大きくなった分だけ、上記第１実施形態よりも長くなっているが、その機能については上記第１実施形態と同じである。

【0086】

なお、図１５では、位置決め溝５５に近接する位置に電極膜５４１が形成され、それぞれ２つの電極膜５４１を備えた外枠部５４を代表例として示しているが、これに限定されるものではなく、電極膜５４１の位置や数については適宜変更されうる。

【0087】

ガイド板材６の枠体部６２は、本実施形態では、上面視にて、一方向に沿って延設された第一の梁部６２１と、一方向とは異なる他の方向に沿って延設された第二の梁部６２２とを備える四角形枠体状となっている。具体的には、枠体部６２は、例えば、ｘ方向に延設され、平行配置された２つの第一の梁部６２１と、ｙ方向に沿って延設され、平行配置された２つの第二の梁部６２２とが連結された構成となっている。枠体部６２は、４つの外枠部５４の内周面で構成される仮想四角形の寸法よりも所定の分（例えば限定するものではないが、１０μｍ以下）だけ小さいサイズとされている。これにより、実装基板３は、４つの外枠部５４の内周面が枠体部６２の嵌め込み溝５６として機能する構成となっている。

【0088】

なお、本実施形態の位置決め構造１００を利用して製造される慣性センサ１は、上記第１実施形態に対して、実装基板３の外枠部５４およびブリッジ配線４２の形状等が変更された構造に相当するが、角速度の検出部分の構成については同じである。

【0089】

本実施形態によれば、上記第１実施形態および上記第２実施形態と同様の効果が得られる。

【0090】

（第５実施形態）
第５実施形態に係る位置決め構造１００について、図１６を参照して説明する。図１６では、図１３と同様に、搭載される微小振動体２の外郭を破線で示している。

【0091】

本実施形態の位置決め構造１００は、例えば図１６に示すように、上記第４実施形態に対して、上面視にて、接触部６１の形状を略Ｔ字形状に変更したものに相当する。また、この位置決め構造１００を利用して製造できる慣性センサ１の構造は、上記第４実施形態と同じである。

【0092】

本実施形態によれば、上記第４実施形態と同様の効果に加えて、微小振動体２のパッシブアライメント時にｚ方向を軸に回転する位置ズレを抑制でき、微小振動体２の傷付き抑制と位置ズレ抑制とのバランスが両立する効果も得られる。

【0093】

（第６実施形態）
第６実施形態に係る位置決め構造１００について、図１７～図１８Ｄを参照して説明する。

【0094】

図１７では、図１３と同様に、搭載される微小振動体２の外郭を破線で示している。図１８Ａ～図１８Ｄでは、図１７中のXVIIIA-XVIIIA間の断面に対応する断面を示すと共に、接触部６１、枠体部６２、支持部６３および把持部６４の境界を便宜的に二点鎖線で示している。また、図１７、図１８Ｃでは、後述するアクティブアライメントにおける把持部６４およびこれに伴う支持部６３等の可動方向を白抜き矢印で示している。

【0095】

本実施形態の位置決め構造１００は、例えば図１７に示すように、上面視にて、ガイド板材６の枠体部６２が略四角形枠体状とされると共に、その四隅に円形状の位置決め嵌合部６５を備える。位置決め構造１００は、上記第４実施形態に対して、実装基板３の外枠部５４の逃げ溝５４２を位置決め嵌合部６５に対応する嵌合溝５４３に変更しつつ、隣接する外枠部５４の隙間を大きくしたものに相当する。また、位置決め構造１００は、上記第２実施形態と同様に、上面視にて、接触部６１が略棒状となっている。

【0096】

位置決め構造１００は、これらの点で上記第１実施形態と相違する。接触部６１の形状およびその効果については上記第２実施形態で既に述べたため、本実施形態では、その他の相違点について主に説明する。

【0097】

〔位置決め構造〕
複数の外枠部５４は、上記第４実施形態の外枠部５４における逃げ溝５４２を枠体部６２の位置決め嵌合部６５が嵌め込まれる嵌合溝５４３に変更したものに相当する。つまり、複数の外枠部５４の嵌合溝５４３は、ガイド板材６を実装基板３に装着する際の位置決め溝５５として機能する。また、複数の外枠部５４の対向する内周面同士の間隔は、枠体部６２の梁部６２１、６２２によりなる略四角形枠体の外径に対して所定のクリアランスを有するように調整される。これにより、複数の外枠部５４の内周面は、嵌め込み溝５６として機能する。

【0098】

複数の外枠部５４は、ガイド板材６の支持部６３を拘束しないようにするため、ｘ方向およびｙ方向の寸法が小さくされ、隣接する外枠部５４の間隔が上記第１～第４実施形態よりも広くなっている。これにより、ガイド板材６を実装基板３に嵌合した状態であっても、複数の把持部６４は、それぞれ図１７において白抜き矢印で示す方向に変位させることが可能となっている。

【0099】

複数の把持部６４は、枠体部６２のｘ方向両端に配置されたものについてはｘ方向に沿って、枠体部６２のｙ方向両端に配置されたものについてはｙ方向に沿って、それぞれ変位可能となっている。具体的には、ガイド板材６は、本実施形態では、把持部６４に外力が印加されると、支持部６３を介して当該把持部６４に接続された枠体部６２の梁部６２１が当該支持部６３の接続方向に沿って弾性変形し、外力を加えた把持部６４が変位する。その結果、ガイド板材６は、把持部６４が変位すると、当該把持部６４の変位方向に沿って、接触部６１が連動して変位する構成となっている。言い換えると、ガイド板材６は、微小振動体２を実装基板３に載置した後においても、接触部６１により微小振動体２を押圧することで、微小振動体２をｘ方向およびｙ方向に動かすことができる構成となっている。

【0100】

以下、説明の便宜上、ガイド板材６の接触部６１を変位させ、接触部６１を介して微小振動体２を押圧することで、実装基板３に対する微小振動体２の位置の微調整を行うことを「アクティブアライメント」と称することがある。

【0101】

枠体部６２は、本実施形態では、例えば図１７に示すように、上面視にて、四角形枠体状とされ、ｘ方向に沿って延設された第一の梁部６２１と、ｙ方向に沿って延設された第二の梁部６２２と、これらの交差部分に設けられた位置決め嵌合部６５とを備える。枠体部６２は、上面視にて、位置決め嵌合部６５が外枠部５４の嵌合溝５４３により固定される一方で、梁部６２１、６２２が撓むことができる構成となっている。そのため、枠体部６２は、把持部６４をガイド板材６の中心側に変位させたとき、当該把持部６４に接続された梁部６２１あるいは梁部６２２が弾性変形をし、接触部６１がこれに連動して変位する。つまり、接触部６１は、接続された支持部６３のうち枠体部６２側の一端と把持部６４側の他端とを繋ぐ方向を接続方向として、把持部６４と共に接続方向に沿って移動可能となっている。

【0102】

以上が、本実施形態の位置決め構造１００の基本的な構成である。この位置決め構造１００は、上記第１～第５実施形態では実装基板３との嵌合状態においてガイド板材６が不動であったのに対し、嵌合状態であっても、把持部６４を介して接触部６１が可動である特徴を備える。

【0103】

〔慣性センサ１の製造方法〕
次に、本実施形態の位置決め構造１００を用いた慣性センサ１の製造方法について説明するが、部分的に上記第１実施形態と同じ工程を含むため、ここでは、図１８Ａ～図１８Ｄを参照しつつ、上記第１実施形態と相違する工程について主に説明する。

【0104】

まず、上記第１実施形態と同様に、微小振動体２、実装基板３およびガイド板材６を用意した後、実装基板３を図示しないマウンタ装置に吸着固定し、接合部材５２を塗布する。そして、実装基板３にガイド板材６を装着し、図１７に示す位置決め構造１００を構成する。

【0105】

続いて、例えば図１８Ａに示すように、ピックアップ機構３００のコレット３０２を微小振動体２の凹部２２に挿入し、吸着面２２ａでの真空吸着により微小振動体２を把持する。その後、把持した微小振動体２をガイド板材６の接触部６１の内側領域に挿入し、実装面２２ｂを接合部材５２に接触させる。この挿入工程において、微小振動体２は、接触部６１に当接することで、パッシブアライメントがなされる。このとき、微小振動体２と実装基板３との位置合わせ精度をさらに向上させたい場合には、必要に応じて、アクティブアライメントの工程を行う。

【0106】

アクティブアライメントの工程を行う場合には、例えば図１８Ｂに示すように、微小振動体２を実装基板３に載置した後、コレット３０２による微小振動体２の吸着把持を解除し、ピックアップ機構３００を一時的に退避させる。これにより、微小振動体２は、外力が加われば移動する状態となる。

【0107】

そして、例えば図１８Ｃに白抜き矢印で示すように、図示しない搬送装置等により把持部６４を実装部５１に向かうように変位させることで、接触部６１を介して微小振動体２を押圧する。これにより、微小振動体２を意図する所定の方向に移動させるアクティブアライメントによって、微小振動体２の位置合わせ精度をさらに向上させることができる。

【0108】

なお、図１８Ｃでは、把持部６４を変位させる前の状態を便宜的に破線で示している。また、微小振動体２を移動させる方向については、例えば、画像処理によりエッジ検出を利用した微小振動体２の推定位置に基づいて決定されうる。

【0109】

アクティブアライメントが終了した後、例えば図１８Ｄに示すように、再度、ピックアップ機構３００を作動させ、コレット３０２を凹部２２に挿入して微小振動体２を実装基板３側に押圧し、微小振動体２が外力により動かない状態とする。

【0110】

その後、上記第１実施形態と同様の工程により、接合部材５２を介して微小振動体２を実装基板３に接合し、ガイド板材６を実装基板３から取り外す。最後に、回路基板等への搭載、ワイヤボンディング、および真空気密封止を行うことで、慣性センサ１を製造することができる。

【0111】

なお、本実施形態の位置決め構造１００を利用して製造できる慣性センサ１は、外枠部５４のうち嵌合溝５４３、および隣接する外枠部５４の間隔以外の部分については、上記第５実施形態の慣性センサ１と同じ構造である。

【0112】

本実施形態によっても、微小振動体２やその電極膜の傷付きを抑制しつつ、簡便に、所定以上の精度で微小振動体２の位置決めが可能な位置決め構造１００となり、信頼性が高く、高感度の慣性センサ１を製造することができる。また、パッシブアライメントに加えて、必要に応じて、アクティブアライメントによる微小振動体２の位置を再調整することができるため、上記第１～第５実施形態よりも位置決め精度が向上する効果も得られる。

【0113】

（第７実施形態）
第７実施形態に係る位置決め構造１００について、図１９を参照して説明する。

【0114】

図１９では、図１３と同様に、搭載される微小振動体２の外郭を破線で示している。また、図１９では、図１７と同様に、アクティブアライメントにおける把持部６４およびこれに伴う支持部６３等の可動方向を白抜き矢印で示している。

【0115】

本実施形態の位置決め構造１００は、例えば図１９に示すように、上記第６実施形態に対して、上面視にて、接触部６１の形状を略Ｔ字形状に変更したものに相当する。また、この位置決め構造１００を利用して製造できる慣性センサ１の構造は、上記第６実施形態と同じである。

【0116】

本実施形態によれば、上記第６実施形態と同様の効果に加えて、微小振動体２のパッシブアライメント時にｚ方向を軸に回転する位置ズレを抑制でき、微小振動体２の傷付き抑制と位置ズレ抑制とのバランスが両立する効果も得られる。

【0117】

（第８実施形態）
第８実施形態に係る位置決め構造１００について、図２０を参照して説明する。

【0118】

図２０では、図１３と同様に、搭載される微小振動体２の外郭を破線で示している。また、図２０では、図１７と同様に、アクティブアライメントにおける把持部６４およびこれに伴う支持部６３等の可動方向を白抜き矢印で示している。

【0119】

本実施形態の位置決め構造１００は、例えば図２０に示すように、上記第７実施形態に対して枠体部６２のうち梁部６２１、６２２の交差部分にバネ部６６がさらに形成されたものに相当する。本実施形態では、この相違点について主に説明する。

【0120】

枠体部６２は、本実施形態では、アクティブアライメントにおける梁部６２１、６２２の変形をより容易にするため、第一の梁部６２１と第二の梁部６２２との交差部分にバネ部６６が形成されている。言い換えると、枠体部６２は、梁部６２１、６２２それぞれの両端がバネ部６６となっている。これにより、梁部６２１、６２２は、バネ部６６を備えることにより剛性が低下し、把持部６４を変位させたときの変形が容易となる。具体的には、第一の梁部６２１は、ｘ方向における両端がバネ部６６とされることで、ｙ方向に沿った変形が容易となる。第二の梁部６２２は、ｙ方向における両端がバネ部６６とされることで、ｘ方向に沿った変形が容易となる。

【0121】

なお、バネ部６６は、梁部６２１、６２２の剛性を低下させ、これらが弾性変形しやすくなればよく、図２０に示すように略Ｓ字状の形状に限られるものではなく、形状やサイズ等については適宜変更されうる。

【0122】

本実施形態によれば、上記第７実施形態の効果に加えて、アクティブアライメントをより行いやすくなる効果も得られる。

【0123】

（第９実施形態）
第９実施形態に係る位置決め構造１００について、図２１を参照して説明する。

【0124】

図２１では、図１３と同様に、搭載される微小振動体２の外郭を破線で示している。また、図２１では、図１７と同様に、アクティブアライメントにおける把持部６４およびこれに伴う支持部６３等の可動方向を白抜き矢印で示している。

【0125】

本実施形態の位置決め構造１００は、例えば図２１に示すように、上記第８実施形態に対して支持部６３に弾性変形部６７がさらに形成されたものに相当する。本実施形態では、この相違点について主に説明する。

【0126】

ガイド板材６の支持部６３は、本実施形態では、把持部６４を変位させたときに、これに接続された接触部６１が把持部６４よりも小さく変位するようにするため、弾性変形部６７を有した構成となっている。なお、弾性変形部６７は、ガイド板材６のうち外枠部５４の内側に配置されるバネ部６６を「内バネ」としたとき、外枠部５４の外側に配置されるため、「外バネ」とも称されうる。

【0127】

弾性変形部６７は、例えば、上面視にて、支持部６３に対して直交するように延設され、その延設方向に沿った貫通溝が設けられた形状、すなわち矩形枠体状となっている。これにより、弾性変形部６７は、把持部６４を変位させたときに追従して変形することで、接触部６１に伝搬する変位量を小さくする減衰機構としての役割を果たす。そのため、ガイド板材６は、把持部６４を変位させたときの接触部６１の最小変位量が小さくなることで、より高精度にアクティブアライメントを行うことが可能な構成となる。

【0128】

本実施形態によれば、上記第７実施形態の効果に加えて、アクティブアライメントにおける微小振動体２の最小変位量を小さくすることでより高精度の位置決め精度となる効果も得られる。

【0129】

（第１０実施形態）
第１０実施形態に係る位置決め構造１００について、図２２を参照して説明する。

【0130】

図２２では、図１３と同様に、搭載される微小振動体２の外郭を破線で示している。また、図２２では、図１７と同様に、アクティブアライメントにおける把持部６４およびこれに伴う支持部６３等の可動方向を白抜き矢印で示している。

【0131】

本実施形態の位置決め構造１００は、例えば図２２に示すように、上記第９実施形態に対して位置決め嵌合部６５が上面視にて略台形状とされ、これに対応して嵌合溝５４３の形状が変更されたものに相当する。本実施形態では、この相違点について主に説明する。

【0132】

ガイド板材６の位置決め嵌合部６５は、本実施形態では、例えば図２２に示すように、上面視にて、ガイド板材６の中心位置を軸とする径方向（以下、単に「径方向」という）に向かうにつれて幅が広くなる略台形状となっている。具体的には、位置決め嵌合部６５は、例えば図２３に示すように、径方向の外側から内側に向かう方向を「内側方向ＤＲ１」とし、その反対方向を「外側方向ＤＲ２」として、内側方向ＤＲ１の幅よりも外側方向ＤＲ２の幅のほうが大きくなっている。

【0133】

そして、本実施形態では、ガイド板材６は、実装基板３に嵌合させる際、位置決め嵌合部６５を外側方向ＤＲ２に引っ張って枠体部６２を弾性変形させた状態で取り付けることとなる。その結果、ガイド板材６の位置決め嵌合部６５を実装基板３に嵌合させたとき、位置決め嵌合部６５には内側方向ＤＲ１に向かう復元力が働き、ガイド板材６は、外枠部５４の嵌合溝５４３により強固に嵌め込まれる。そのため、ガイド板材６の実装基板３に対する位置決め精度が向上する。

【0134】

一方、ガイド板材６を実装基板３から脱着させる場合には、位置決め嵌合部６５を外側方向ＤＲ２に向かって再度引っ張ることで、ガイド板材６は、実装基板３と離隔した状態、すなわち実装基板３から取り外すことが容易な状態となる。

【0135】

つまり、ガイド板材６は、位置決め嵌合部６５が上面視にて略台形状とされることで、実装基板３の着脱が容易な構造となっている。

【0136】

本実施形態によれば、上記第８実施形態の効果に加えて、実装基板３に対するガイド板材６の着脱が容易となる効果も得られる。

【0137】

（第１１実施形態）
第１１実施形態に係る位置決め構造１００について、図２４～図２５Ｄを参照して説明する。

【0138】

図２４～図２５Ｄでは、図１８Ａに示す断面に相当する断面を示すと共に、接触部６１、枠体部６２、支持部６３および把持部６４の境界を便宜的に二点鎖線で示している。また、図２４では、位置決め構造１００に搭載される微小振動体２を破線で示している。さらに、図２５Ａ～図２５Ｃでは、ガイド板材６に作用する力の方向を白抜き矢印で示している。加えて、図２５Ａ、図２５Ｄでは、コレット３０２の内部を破線で示している。

【0139】

本実施形態の位置決め構造１００は、上記第６～第１０実施形態に対して、例えば図２４に示すように、接触部６１の内周面のうち実装基板３とは反対の上端側に突出する凸部６１１が形成されたものである。本実施形態では、この凸部６１１について主に説明する。

【0140】

〔位置決め構造〕
本実施形態の位置決め構造１００は、ガイド板材６の接触部６１が凸部６１１を有する構成とされると共に、ガイド板材６の初期状態において、接触部６１のうち凸部６１１の内側領域の外径が微小振動体２のリム２１１の外径よりも小さくなっている。また、この位置決め構造１００は、ガイド板材６が実装基板３に嵌合している状態において、把持部６４を介して接触部６１を移動させることが可能な構成である。

【0141】

なお、ここでいう「初期状態」とは、ガイド板材６に図示しない搬送装置等による外力が何ら加えられておらず、外力に起因する復元力がガイド板材６に生じていない状態を意味する。

【0142】

接触部６１は、本実施形態では、内周面のうち少なくとも微小振動体２が実装基板３に搭載されたときのリム２１１よりもｚ方向上側の位置に凸部６１１が形成されている。凸部６１１は、接触部６１により微小振動体２のリム２１１を押圧する際に、微小振動体２の曲面部２１のうちリム２１１よりも上の部分で当接し、微小振動体２が実装基板に対して傾く状態となることを抑制する役割を果たす。

【0143】

なお、凸部６１１は、微小振動体２に当接して傾きを抑制できればよく、接触部６１の内周面の周方向に沿って連続的あるいは断続的に設けられてもよいし、微小振動体２の形状等に合わせてその数や配置等については適宜変更されうる。また、凸部６１１は、複数の接触部６１のすべてに設けられてもよいし、一部の接触部６１にのみ設けられてもよい。

【0144】

〔慣性センサの製造方法〕
次に、本実施形態の位置決め構造１００を用いた慣性センサ１の製造方法について説明するが、上記第１実施形態と同じ工程を含むため、ここでは、図２５Ａ～図２５Ｄを参照しつつ、上記第１実施形態と相違する工程について主に説明する。

【0145】

まず、微小振動体２、実装基板３およびガイド板材６を用意し、接合部材５２を塗布した実装基板３にガイド板材６を取り付け、本実施形態の位置決め構造１００を構成する。そして、例えば図２５Ａに示すように、ガイド板材６の把持部６４を図示しない搬送装置等によりｘ方向の外側に引っ張り、接触部６１同士の間隔を広げ、少なくとも凸部６１１の内側領域の外径がリム２１１の外径よりも大きい状態にする。この把持部６４の引っ張りを維持した状態で、ピックアップ機構３００により吸着把持した微小振動体２を、接触部６１の内側に挿入し、実装面２２ｂを接合部材５２に接触させる。

【0146】

微小振動体２を接合部材５２に接触させた後、ガイド板材６の引っ張り状態を維持したまま、コレット３０２による真空吸着を解除し、例えば図２５Ｂに示すように、ピックアップ機構３００を一時的に退避させる。これにより、微小振動体２は、接合部材５２上に凹部２２が載置され、外力が加えられると移動する状態となる。

【0147】

続けて、例えば図２５Ｃに示すように、把持部６４を解放してガイド板材６の引っ張り状態を解除し、復元力を利用して接触部６１を微小振動体２に接触させる。これにより、微小振動体２は、接触部６１の内周面のうち実装基板３側の下端付近でリム２１１が押圧されると共に、曲面部２１のうちリム２１１よりも上の部位が凸部６１１に押圧された状態となる。その結果、微小振動体２は、凸部６１１により実装基板３に対して傾くことを抑制されたまま、接触部６１の他の部分により押圧され、実装基板３に対するパッシブアライメントがなされる。

【0148】

次いで、例えば図２５Ｄに示すように、ピックアップ機構３００のコレット３０２を微小振動体２の凹部２２に挿入してピックアップ機構３００により微小振動体２を実装基板３側に押圧した状態とする。

【0149】

その後、上記第１実施形態と同様の工程により、接合部材５２を介して微小振動体２を実装基板３に接合し、ガイド板材６を実装基板３から取り外す。最後に、回路基板等への搭載、ワイヤボンディング、および真空気密封止を行うことで、慣性センサ１を製造することができる。

【0150】

なお、本実施形態の位置決め構造１００を利用して製造できる慣性センサ１は、外枠部５４のうち嵌合溝５４３、および隣接する外枠部５４の間隔以外の部分の基本的な構造については、上記第５実施形態の慣性センサ１と同じである。

【0151】

本実施形態によっても、微小振動体２やその電極膜の傷付きを抑制しつつ、簡便に、所定以上の精度で微小振動体２の位置決めが可能な位置決め構造１００となり、信頼性が高く、高感度の慣性センサ１を製造することができる。また、ガイド板材６が凸部６１１を有することにより、微小振動体２が搭載時に傾くことが抑制され、より位置決め精度が向上する効果も得られる。

【0152】

（第１２実施形態）
第１２実施形態に係る位置決め構造１００について、図２６～図２７Ｄを参照して説明する。

【0153】

図２６～図２７Ｄでは、図１８Ａに示す断面に相当する断面を示すと共に、接触部６１、枠体部６２、支持部６３および把持部６４の境界を便宜的に二点鎖線で示している。また、図２６では、位置決め構造１００に搭載される微小振動体２を破線で示している。さらに、図２７Ｃ、図２７Ｄでは、ガイド板材６に作用する力の方向を白抜き矢印で示している。加えて、図２７Ａ～図２７Ｄでは、コレット３０２の内部を破線で示している。

【0154】

本実施形態の位置決め構造１００は、上記第６～第１０実施形態に対して、例えば図２６に示すように、接触部６１の内周面のうち下端側に突出する爪部６１２が形成されたものである。本実施形態では、この爪部６１２について主に説明する。

【0155】

〔位置決め構造〕
本実施形態の位置決め構造１００は、ガイド板材６の接触部６１が爪部６１２を有する構成とされると共に、ガイド板材６の初期状態において、接触部６１のうち爪部６１２の内側領域の外径が微小振動体２のリム２１１の外径よりも小さくなっている。また、この位置決め構造１００は、上記第１１実施形態と同様に、把持部６４を介して接触部６１が移動可能な構成である。

【0156】

爪部６１２は、例えば、接触部６１の内周面のうち下端に設けられ、一時的に微小振動体２を支持する役割を果たす。爪部６１２は、例えば、リム２１１の厚み以上の幅となるように突出している。

【0157】

なお、爪部６１２は、ガイド板材６の初期状態にて微小振動体２のリム２１１を支えて支持できればよく、接触部６１の内周面の周方向に沿って連続的または断続的に形成されてもよいし、幅や配置等については微小振動体２の形状等に合わせて適宜変更されうる。また、爪部６１２は、複数の接触部６１のすべてに設けられてもよいし、一部の接触部６１にのみ設けられてもよい。

【0158】

〔慣性センサの製造方法〕
次に、本実施形態の位置決め構造１００を用いた慣性センサ１の製造方法について説明するが、上記第１実施形態と同じ工程を含むため、ここでは、図２７Ａ～図２７Ｄを参照しつつ、上記第１実施形態と相違する工程について主に説明する。

【0159】

まず、微小振動体２、実装基板３およびガイド板材６を用意し、接合部材５２を塗布した実装基板３にガイド板材６を取り付け、本実施形態の位置決め構造１００を構成する。
そして、例えば図２７Ａに示すように、ピックアップ機構３００により吸着把持した微小振動体２を接触部６１の内側領域に挿入し、微小振動体２のリム２１１を爪部６１２に当接させる。

【0160】

続けて、例えば図２７Ｂに示すように、コレット３０２による真空吸着を解除し、ピックアップ機構３００を一時的に退避させる。これにより、微小振動体２は、接触部６１のうち爪部６１２よりもｚ方向上側の部分に接触することでパッシブアライメントをされた後、爪部６１２上に載置された状態となる。なお、微小振動体２は、上記第１実施形態で説明したように、リム２１１下端面がＣＭＰで加工されることで所定以上の平坦性が確保されるため、爪部６１２上に載置されたとき、実装基板３に対して傾くことなく支持された状態となる。

【0161】

そして、例えば図２７Ｃに示すように、図示しない搬送装置等により把持部６４を外側に引っ張り、接触部６１のうち少なくとも爪部６１２の内側領域の外径がリム２１１の外径よりも大きい状態とする。これにより、前工程でパッシブアライメントがなされた微小振動体２は、実装基板３上に落下し、実装面２２ｂが接合部材５２に接触した状態となる。

【0162】

その後、ガイド板材６の引っ張り状態を維持したまま、例えば図２７Ｄに示すように、ピックアップ機構３００のコレット３０２を微小振動体２の凹部２２に挿入し、微小振動体２を吸着把持する。そして、この状態のまま、ピックアップ機構３００により微小振動体２を実装基板３側に押圧した状態とする。

【0163】

その後、上記第１実施形態と同様の工程により、接合部材５２を介して微小振動体２を実装基板３に接合し、ガイド板材６を実装基板３から取り外す。最後に、回路基板等への搭載、ワイヤボンディング、および真空気密封止を行うことで、慣性センサ１を製造することができる。

【0164】

本実施形態によっても、微小振動体２やその電極膜の傷付きを抑制しつつ、簡便に、所定以上の精度で微小振動体２の位置決めが可能な位置決め構造１００となり、信頼性が高く、高感度の慣性センサ１を製造することができる。

【0165】

（他の実施形態）
本発明は、実施例に準拠して記述されたが、本発明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。本発明は、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、本発明の範疇や思想範囲に入るものである。

【0166】

（１）例えば、上記第１１実施形態では、接触部６１の内周面に凸部６１１が形成された例について説明したが、これに限定されるものではなく、断面視にて、内周面が微小振動体２の曲面部２１の外形に沿った湾曲形状であってもよいし、テーパ形状であってもよい。つまり、上記第１１実施形態では、ガイド板材６の把持部６４の引っ張りを解除し、復元力が生じた状態において、接触部６１は、微小振動体２が実装基板３に対して傾かないように押圧できる形状であればよい。そのため、接触部６１は、凸部６１１を備える形状、湾曲形状やテーパ形状などの任意の形状とされても構わない。なお、接触部６１の内周面がテーパ形状や微小振動体２の外形に沿った湾曲形状とされた場合、平坦面とされた場合に比べて、微小振動体２との接触面積が増加し、パッシブアライメント時により確実に復元力の力が伝わり、位置決め精度が向上する。

【0167】

（２）例えば、上記第１実施形態では、接触部６１が連続した１つの環をなす枠体形状とされた例について説明したが、これに限定されるものではなく、仮に一部が途切れた略環状の枠体形状であっても、特に支障はない。これは、枠体部６２についても同様である。つまり、接触部６１あるいは枠体部６２の枠体形状とは、途切れることなく連続した形状だけでなく、一部が途切れた断続的な形状も含み得る。

【符号の説明】

【0168】

１・・・慣性センサ、２・・・微小振動体、２１・・・曲面部、２２・・・凹部、
２２ａ・・・吸着面、３・・・実装基板、５１・・・実装部、５２・・・接合材料、
５３・・・電極部、５４・・・外枠部、５４３、５６・・・嵌め込み溝、
５５・・・位置決め溝、６・・・ガイド板材、６１・・・接触部、６１１・・・凸部、
６１２・・・爪部、６２・・・枠体部、６２１、６２２・・・梁部、６３・・・支持部、
６４・・・把持部、６５・・・位置決め嵌合部、６６・・・バネ部、
６７・・・弾性変形部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12A】

【図12B】

【図12C】

【図12D】

【図12E】

【図12F】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18A】

【図18B】

【図18C】

【図18D】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25A】

【図25B】

【図25C】

【図25D】

【図26】

【図27A】

【図27B】

【図27C】

【図27D】