專利名稱：角速度測量設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及適用于例如檢測角速度的角速度測量設備。
背景技術：
通常，在其中安裝了角速度檢測元件和信號處理元件的角速度測量設備已經(jīng)眾所周知(例如，見專利文件1)。在這種情況下，角速度檢測元件由沿相互成直角的三根軸中的第一和第二軸向振動的所包含的振動體、驅動信號使該振動體在第一軸向振動的驅動裝置、在振動體在第一軸向振動的同時當環(huán)繞第三根軸施加角速度時檢測該振動體的第二軸向位移并輸出檢測信號的位移檢測裝置。此外，在基板中包含分別與角速度檢測元件的驅動裝置和位移檢測裝置相連接的驅動布線和檢測布線，角速度檢測元件和信號處理元件通過布線連接。
專利文件1第10-300475號日本未審查的專利申請說明書在根據(jù)這種相關技術的角速度測量設備中，當從信號處理元件通過驅動布線將驅動信號輸入給角速度檢測元件時，驅動裝置基于該驅動信號使振動體沿第一軸向振動。在這種情況下，當環(huán)繞第三根軸施加角速度時，科里奧利力在第二軸向對振動體起作用。用這種方式，由于振動體根據(jù)角速度在第二軸向被移位，位移檢測裝置以靜電電容等的變化檢測振動體在第二軸向的位移量，并根據(jù)角速度輸出檢測信號。然后，信號處理元件通過檢測布線從位移檢測裝置接收檢測信號，并通過執(zhí)行有關檢測信號的各種計算處理來計算角速度。
現(xiàn)在，由于檢測布線具有兆歐級(×106Ω)高阻抗，在上述相關技術中，通過驅動布線和檢測布線之間的耦合電容發(fā)生串擾，并且存在著驅動信號混入檢測信號的情況。此時，由于根據(jù)相關技術的驅動布線和檢測布線都包含在基板的表面上，所以不能在高阻抗的檢測布線周圍進行屏蔽，并且不能減小在驅動布線和檢測布線之間的耦合電容。因此，在相關技術中，根據(jù)具有不同符號的兩個驅動信號和檢測信號分別含有兩根驅動布線和檢測布線，調(diào)節(jié)各兩根驅動布線和檢測布線之間的耦合電容的平衡以抵消串擾。
然而，在根據(jù)該相關技術的這種結構中，由于驅動布線和檢測布線之間的耦合電容具有大的絕對值，因為布線等的變化殘留了少量的耦合電容(例如，幾fF)。此時，當檢測到弱的角速度，例如，由于檢測信號也變得非常弱，即使由于非常小的耦合電容所引起的串擾也會產(chǎn)生與檢測靈敏度相比非常大的靜止輸出。結果，存在著靜止輸出偏離和補償溫度漂移特性受到巨大影響的問題。
此外，在相關技術中，為了減少耦合電容，驅動布線形成為對兩條檢測布線對稱。但是在這種情況下，布線的引出是有限的，包括布線等的安裝表面增加，還有放置角速度檢測元件、信號處理元件等的自由度下降的問題。
此外，在相關技術中，由于布線的引出有限且同時放置元件的自由度低，角速度檢測元件難以成為安裝在基板上的倒裝芯片。就是說，為了將角速度檢測元件倒裝在基板上，要求根據(jù)元件側的電極把電極(布線)以高密度放置在基板側面上并使布線對稱以便減少耦合電容。與此相反，在相關技術中，由于布線等的引出是有限的，不能實現(xiàn)高密度并且對稱的布線。結果，在相關技術中，由于通過使用引線鍵合將角速度檢測元件安裝在基板上，在部件的安裝處理中公共使用是不可能的，且生產(chǎn)率被降低，串擾通過布線之間的耦合電容混合，并且存在著靜止輸出偏離和補償溫度漂移特性變差的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明已經(jīng)考慮了相關技術的上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種高阻抗檢測布線被有效屏蔽、沒有布線引出及元件設置的限制并能夠減小裝配面積的角速度檢測元件。
1)為了解決上述問題，本發(fā)明被應用到角速度檢測設備，該角速度檢測設備包括基板；具有包含在基板中的振動體以在來自對應于彼此成直角的三根軸的三軸方向的第一和第二軸方向振動的角速度檢測元件，使用驅動信號使振動體在第一軸方向振動的驅動裝置，檢測在振動體第二軸方向的位移且在振動體在第一軸方向振動的同時當環(huán)繞第三軸施加角速度時輸出檢測信號的位移檢測裝置；包含在基板中并與角速度檢測元件的驅動裝置連接的驅動布線；包含在基板中并與角速度檢測裝置的位移檢測裝置相連接的檢測布線；以及，包含在基板中并與驅動布線和檢測布線相連接的信號處理裝置。
于是，本方面所采用的結構的特征在于，基板是由多層絕緣層制成的多層基板；檢測布線設置在多層基板內(nèi)部的兩層絕緣層之間；面向檢測布線的低阻抗布線沿多層基板的厚度方向包含在不同于檢測布線的位置；在角速度檢測元件中，包含與驅動裝置連接的元件側驅動電極、與位移檢測裝置連接的元件側檢測電極、以及放置在元件側驅動電極和元件側檢測電極之間并用于切斷放置在多層基板的裝配面?zhèn)鹊脑闰寗与姌O和元件側檢測電極之間的耦合的元件側低阻抗電極；在多層基板的頂面上，包含與驅動布線連接并面向元件側驅動電極的基板側驅動電極、與檢測布線連接并面向元件側檢測電極的基板側檢測電極、以及放置在基板側驅動電極和基板側檢測電極之間并用于切斷基板側驅動電極和基板側檢測電極之間的耦合的基板側低阻抗電極；通過使用金屬凸點將角速度檢測元件裝配在多層基板的頂面上；通過使用金屬凸點連接元件側驅動電極和基板側驅動電極；通過使用金屬凸點連接元件側檢測電極和基板側檢測電極；以低阻抗參考電勢連接元件側低阻抗電極和基板側低阻抗電極；使元件側低阻抗電極和基板側低阻抗電極至少部分地彼此相對。
當用這種方式構成時，由于檢測布線包含在多層基板內(nèi)部，且沿著厚度方向在不同于檢測布線的位置面向檢測布線的低阻抗布線包含在多層基板中，所以通過使用低阻抗布線能夠屏蔽高阻抗檢測布線。因此，它能夠防止驅動信號混入在驅動布線和檢測布線之間的檢測信號，從而，能夠防止靜止輸出偏離并改善補償溫度漂移特性。
此外，由于多層基板被用作裝配角速度檢測元件等的基板，與單層基板用在相關技術中的情況相比，可去除驅動布線、檢測布線等的限制并能夠增加放置元件等的自由度。從而，減小了包括布線等的裝配面積并能使器件作為整個而言更小。
此外，由于通過使用多層基板自由引導布線，用于連接角速度檢測元件的電極以高密度自由設置在多層基板的表面上，例如，驅動布線和檢測布線可設置為對稱。因此，角速度檢測元件可倒裝裝配在多層基板上，并且，與進行引線鍵合的情況相比，可提高生產(chǎn)率和檢測靈敏度。
此外，由于元件側低阻抗電極在角速度檢測元件的裝配面上包含在元件側驅動電極和元件側檢測電極之間，通過元件側低噪聲電極可切斷元件側驅動電極和元件側檢測電極之間的耦合。這里，當角速度檢測元件通過使用金屬凸點倒裝裝配在多層基板上時，元件側驅動電極和基板側驅動電極被相互連接以彼此相對，而元件側檢測電極和基板側檢測電極也被相互連接以彼此相對。因此，由于元件側低阻抗電極設置在基板側驅動電極和基板側檢測電極之間，基板側驅動電極和基板側檢測電極之間的耦合也被元件側低阻抗電極切斷。從而，防止了在這些電極之間發(fā)生串擾，并能夠改善補償溫度漂移特性。
另一方面，由于在多層基板的頂面上基板側低阻抗電極包含在基板側驅動電極和基板側檢測電極之間，通過基板側低阻抗電極可切斷基板側驅動電極和基板側檢測電極之間的耦合。這里，當角速度檢測元件同使用金屬凸點倒裝裝配在多層基板上時，元件側驅動電極和基板側驅動電極被相互連接以彼此相對，而元件側檢測電極和基板側檢測電極也被互相連接以彼此相對。因此，由于基板側低阻抗電極設置在元件側驅動電極和元件側檢測電極之間，元件側驅動電極和元件側檢測電極之間的耦合也被基板側低阻抗電極切斷。從而，防止了在這些電極之間發(fā)生串擾，并能夠改善補償溫度漂移特性。
此外，在本發(fā)明中，當角速度檢測元件通過使用金屬凸點倒裝裝配在多層基板上時，元件側低阻抗電極和基板側低阻抗電極至少部分地彼此相對。此時，元件側低阻抗電極和基板側低阻抗電極彼此相對的相對部分放置在基板側驅動電極和基板側檢測電極之間，并也放置在元件側驅動電極和元件側檢測電極之間。因此，通過使用兩個低阻抗電極的相對部分，基板側驅動電極和元件側檢測電極之間的耦合被切斷，且元件側驅動電極和基板側檢測電極之間的耦合也可被切斷。從而，防止了基板側的電極和元件側的電極之間發(fā)生串擾，并能夠改善補償溫度漂移特性。
2)此外，本發(fā)明采用的另一種結構的特征在于，基板是由多層絕緣層制成的多層基板；檢測布線設置在多層基板內(nèi)部的兩層絕緣層之間；面向檢測布線的低阻抗布線沿多層基板的厚度方向包含在不同于檢測布線的位置；在角速度檢測元件中，包含放置到與多層基板相對的裝配面?zhèn)炔⑴c驅動裝置連接的元件側驅動電極、與位移檢測裝置連接的元件側檢測電極、以及包圍元件側驅動電極或元件側檢測電極并用于切斷元件側驅動電極和元件側檢測電極之間的耦合的元件側低阻抗電極；在多層基板的頂面上，包含與驅動布線連接并面向元件側驅動電極的基板側驅動電極、與檢測布線連接并面向元件側檢測電極的基板側檢測電極、以及包圍基板側驅動電極或基板側檢測電極并用于切斷基板側驅動電極和基板側檢測電極之間的耦合的基板側低阻抗電極；通過使用金屬凸點將角速度檢測元件裝配在多層基板的頂面上；通過使用金屬凸點連接元件側驅動電極和基板側驅動電極；通過使用金屬凸點連接元件側檢測電極和基板側檢測電極；以低阻抗參考電勢連接元件側低阻抗電極和基板側低阻抗電極；使元件側低阻抗電極和基板側低阻抗電極在元件側驅動電極和元件側檢測電極之間至少部分地彼此相對。
當用這種方式構成時，通過使用低阻抗布線能夠屏蔽高阻抗檢測布線。因此，它能夠防止驅動信號混入在驅動布線和檢測布線之間的檢測信號，從而，能夠防止靜止輸出偏離并能改善補償溫度漂移特性。
此外，由于多層基板被用作裝配角速度檢測元件等的基板，這能夠增加放置元件等的自由度。從而，減小了包括布線等的裝配面積并能使器件作為整個而言更小。
此外，由于通過使用多層基板自由設置布線，驅動電極和檢測電極可被設置在多層基板表面的自由位置和角速度檢測元件的裝配面。因此，角速度檢測元件可倒裝裝配在多層基板上，并且，與進行引線鍵合的情況相比，可提高生產(chǎn)率和檢測靈敏度。
此外，由于包圍元件側驅動電極或元件側檢測電極的元件側低阻抗電極包含在角速度檢測元件的裝配面上，通過元件側低阻抗電極可切斷元件側驅動電極和元件側檢測電極之間的耦合。另一方面，由于包圍基板側驅動電極或基板側檢測電極的基板側低阻抗電極包含在多層基板的表面上，通過基板側低阻抗電極可切斷基板側驅動電極和基板側檢測電極之間的耦合。
此外，在本發(fā)明中，當角速度檢測元件通過使用金屬凸點倒裝裝配在多層基板上時，元件側低阻抗電極和基板側低阻抗低電極在元件側驅動電極和元件側檢測電極之間至少部分地彼此相對。此時，彼此相對的元件側低阻抗電極和基板側低阻抗的相對部分放置在元件側驅動電極和元件側檢測電極之間，并也放置在基板側驅動電極和基板側檢測電極之間。因此，通過使用兩個低阻抗的相對部分，在元件側驅動電極和元件側檢測電極之間的耦合被切斷，且元件側驅動電極和基板側檢測電極之間的耦合也能夠被切斷。從而，可防止基板側電極與元件側電極之間的串擾，并能夠改善補償溫度漂移特性。
3)在這種情況下，在本發(fā)明中，其中元件側低阻抗電極和基板側低阻抗電極彼此相對的相對部分可包圍元件側檢測電極和基板側檢測電極。
用這種方式，由于兩個低阻抗電極的相對部分包圍了在元件側和基板側上的檢測部分，可的確切斷檢測電極與元件側驅動電極及基板側驅動電極之間的耦合。從而，防止了在驅動電極和檢測電極之間發(fā)生串擾，并能改善補償溫度漂移特性。
附圖簡述

圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例示出角速度測量設備的透視圖。
圖2是示出在圖1中的角速度檢測元件的框圖。
圖3是示出在圖1中的角速度檢測元件和多層基板的放大分解透視圖。
圖4是示出在圖3中的角速度檢測元件仰視圖。
圖5是示出在圖3中的多層基板的俯視圖，其中去除了保護膜。
圖6是示出第一實施例的角速度檢測元件的接地電極和多層基板的接地電極彼此相對的部分的例圖。
圖7是沿圖1VII-VII線的角速度測量設備的截面圖。
圖8是沿圖1VIII-VIII線的角速度測量設備的截面圖。
圖9是示出圖1中的多層基板的透視圖。
圖10是示出根據(jù)第二實施例的角速度測量設備的正視圖。
圖11是示出根據(jù)第三實施例的角速度檢測元件和多層基板的分解透視圖。
圖12是示出圖11中的角速度檢測元件的仰視圖。
圖13是示出除去了保護膜的圖11中的多層基板的俯視圖。
圖14是示出第三實施例的角速度檢測元件的接地電極和多層基板的接地電極彼此相對的部分的例圖。
圖15是示出根據(jù)第三實施例的多層基板的分解透視圖。
圖16是示出根據(jù)第一修改例的角速度檢測元件的俯視圖。
圖17是示出第一修改例的角速度檢測元件的接地電極和多層基板的接地電極彼此相對的部分的例圖。
圖18是示出根據(jù)第四實施例的角速度檢測元件的俯視圖。
圖19是示出除去了保護膜的根據(jù)第四實施例的多層基板的俯視圖。
圖20是示出第四實施例的角速度檢測元件的接地電極和多層基板的接地電極彼此相對的部分的例圖。
標號1角速度檢測元件2元件基板3和4振動體5A，5B，6A和6B驅動部分(驅動裝置)7A，7B，8A和8B檢測部分(位移檢測裝置)9到12，71到74，以及121到124元件側驅動電極13，14，75，76，125和126元件側檢測電極15，77和127接地電極(元件側低阻抗電極)21，81和128多層基板22到24，以及82到85絕緣層29到32，91到94，以及129到132基板側驅動電極
33、34、95、96、133和134基板側檢測電極35、97、97’和135接地電極(基板側低阻抗電極)41、42、102和103驅動布線43、44、105和106檢測布線45、50、51、107、112和113接地電極(低阻抗布線)具體實施方式
下文中，將參照附圖來描述根據(jù)本發(fā)明較佳實施例的角速度測量設備。
這里，圖1到9示出了第一實施例。在附圖中，標號1表示由裝配在隨后要描述的多層基板21上的振動型陀螺元件組成的角速度檢測元件。如圖2所示，角速度檢測元件1通常由可以沿三根軸中平行于元件基板的第一和第二軸向(X軸方向和Y軸方向)移位的振動體3和4、作為在X軸方向驅動振動體3和4的振動裝置的驅動部分5A、5B、6A和6B以及作為檢測振動體3和4在Y軸方向振動的位移檢測裝置的檢測部分7A、7B、8A和8B。
這里，通過使用例如玻璃基板等形成元件基板2。此外，振動體3和4、驅動部分5A、5B、6A和6B以及檢測部分7A、7B、8A和8B用這樣的方式形成，即對例如陽極連接在元件基板2上的硅基板進行諸如蝕刻等的精細處理。此外，振動體3和4被支承，以通過使用光束(未示出)在X軸方向和Y軸方向被移位，且驅動部分5A、5B、6A和6B以及檢測部分7A、7B、8A和8B通過使用例如梳狀電極來構成。
此外，如圖2到4所示，元件側驅動電極9到12、元件側檢測電極13和14及作為元件側低阻抗電極的接地電極包含在元件基板2的背面(裝配面)上。然后，驅動部分5A、5B、6A和6B通過使用通孔等分別與元件側驅動電極9、10、11和12相連接，而檢測部分7B和8A與元件側檢測電極14連接。此外，接地電極15在隨后將描述的多層基板21側與接地電極35相連接。由此，接地電極15被保持在作為低阻抗參考電勢的接地電勢，而振動體3和4與接地電極15相連接。
用這種方式，當把彼此相位相反的電壓的驅動信號Vd1和Vd2施加給驅動部分5A和5B時，根據(jù)驅動信號Vd1和Vd2，靜電吸引在振動體3與驅動部分5A和5B之間起作用，而振動體3在X軸方向振動。然后，當在這種情況下把在垂直于元件基板2的Z軸方向的角速度Ω施加給元件基板2時，科里奧利力作用于振動體3且振動體3在Y軸方向被移位(振動)。此時，由于在檢測部分7A和7B與振動體3之間的靜電電容發(fā)生變化，檢測部分7A和7B根據(jù)靜電電容輸出作為檢測信號Vs1和Vs2的電壓等。
用同樣的方式，也將彼此相位相反的驅動信號Vd2和Vd1施加給驅動部分6A和6B，當把在Z軸方向的角速度Ω施加給振動體4時，振動體在Y軸方向移位(振動)。因此，檢測部分8A和8B根據(jù)在檢測部分8A和8B與振動體4之間的靜電電容輸出作為檢測信號Vs3和Vs4的電壓等。
此外，由于把驅動信號Vd1輸入給驅動部分5A和6B并把驅動信號Vd2輸入給驅動部分5B和6A，振動體3和4在X軸方向以彼此相反的方向振動。此外，由于振動體3和4基本上是以同樣的方式形成，當相同的角速度Ω作用于振動體3和4時，檢測部分7A和8B的檢測信號Vs1和Vs4的變化量變得相同，而檢測部分7B和8A的檢測信號Vs2和Vs3的變化量也變得相同。另一方面，當在Y軸方向的相同加速度作用于振動體3和4時，檢測部分7A和8B的檢測信號Vs1和Vs4的變化量變成彼此符號相反的相同值，而檢測部分7B和8A的檢測信號Vs2和Vs3的變化量也變成彼此符號相反的相同值。因此，當檢測部分7A和8B與元件側檢測電極13相連接以及檢測部分7B和8A與元件側檢測電極14相連接時，加速度分量從檢測信號Vs1到Vs4移開，且只有加速度分量被輸出。
這里，元件側驅動電極9到12和元件側檢測電極13和14形成為島狀。此外，如圖3和4所示，元件側驅動電極9和10以及元件側驅動電極11和12放置在元件基板2的背面(側面)，并在Y軸方向彼此分開。另一方面，元件側檢測電極13和14設置在元件基板2的中央部分。此外，在元件基板2的背面上接地電極15形成在除電極9到14的周圍(附近)之外的部分，以和元件側電極9到12及元件側檢測電極13和14絕緣。因此，接地電極15形成在元件基板2背面的整個區(qū)域上。然而，在接地電極15中，開口16形成在元件側驅動電極9和10與元件側驅動電極11和12中的每一個的位置處，而開口17形成在元件側檢測電極13和14的位置處。因此，放置在接地電極15的開口17周圍框狀的框部分18設置在元件側檢測電極13和14與元件側驅動電極9到12之間，以包括元件側檢測電極13和14。
然后，下面將描述電極9到15在多層基板21側與電極29到35相連。
標號21表示裝配角速度檢測元件1等的多層基板。如圖7到9所示，多層基板21由諸如例如氧化鋁等的陶瓷材料制成的三層絕緣層22到24構成，而這些絕緣層22到24彼此疊層在一起。于是，第一電極層25形成在多層21的表面21A上，第二電極層26形成在絕緣層22和23之間，第三電極層27形成在絕緣層23和24之間，而第四電極層28形成在多層基板21的背面21B上。
標號29到32表示帶狀基板側驅動電極?；鍌闰寗与姌O29到32設置在面向元件側驅動電極9到12的位置，并且從多層基板21的中央部分延伸至外圍部分。于是，基板側驅動電極29和30與基板側驅動電極30和31被設置成在Y軸方向彼此分開，基板側驅動電極29和32與隨后要描述的驅動布線41相連接，而基板側驅動電極30和31與隨后要描述的驅動布線42相連接。
標號33和34表示包含在多層基板21表面21A上的島狀基板側檢測電極?；鍌葯z測電極33和34設置在面對元件側檢測電極13和14的位置并放置在基板側驅動電極29和30與基板側驅動電極31和32之間。于是，基板側檢測電極33和34經(jīng)由隨后要描述的通孔46和47與包含在多層基板21內(nèi)的布線43和44相連接。
標號35表示包含在多層基板21表面21A上、作為基板側低阻抗電極的接地電極。在多層基板21的表面21A上，接地電極35形成在面對角速度檢測元件1的整個區(qū)域中。然而，接地電極35形成在除電極29到34周圍(附近)之外的部分，以與基板側驅動電極29到32和基板側檢測電極33和34相絕緣。因此，在接地電極35中，沿著電極29到32延伸的槽36形成在向多層基板21外側延伸的基板側驅動電極29到32的位置處，而開口37形成在基板側檢測電極33和34的位置處。因此，放置在接地電極35的開口37周圍的框狀的框部分38被設置在基板側檢測電極33和34與基板側驅動電極29到32之間，以圍住基板側檢測電極33和34。
此外，當角速度檢測元件1是倒裝裝配在多層基板21的表面上時，在多層基板21側的接地電極35與角速度檢測元件1側的接地電極15位于彼此的頂部(彼此相對)，且形成接地電極15和35的相對部分A11和A12(由圖6中的虛線所包圍的部分)。此時，接地電極15和35的相對部分A11以框狀形式形成，以包圍元件側檢測電極13和14并同樣包圍基板側檢測電極33和34。因此，接地電極15和35的相對部分A11被設置在元件側驅動電極9到12和元件側電極13和14之間。
此外，形成接地電極15和35的相對部分A12，以設置在彼此面對部分A11的Y軸方向兩側并沿X軸方向延伸。于是，基板側檢測電極33和34夾在彼此面對部分A12與接地電極15和35的相對部分A11之間。
此外，接地電極35與從隨后要描述的信號處理電路部分52延伸的接地布線39相連接。因此，接地電極35與信號處理電路部分52的接地電極52(未示出)相連接，并保持在作為低阻抗參考電勢的接地電勢。
此外，保護膜40基本上包含于多層基板21的整個表面。于是，保護膜40覆蓋電極29到35。但是，電極29到35的電極焊盤29A到35A是暴露的。用這種方式，通過使用例如包含在電極焊盤29A到35A上的、由諸如金等導電金屬材料制成的金屬凸點B，電極29到35與角速度檢測元件1的電極焊盤9A到15A相連接，并且角速度檢測元件1倒裝裝配在多層基板21上。
標號41和42表示包含在多層基板21的表面21A上的驅動布線。如圖1到9所示，驅動布線41和42沿多層基板21的Y軸方向延伸，連接基板側驅動電極29到32與信號處理電路部分52，并與電極29到35以及接地布線39一起構成第一電極層25。這里，驅動布線41與基板側驅動電極29和32相連接。另一方面，驅動布線42放置在驅動布線41的相對側，以將接地布線39夾入其間，并連接到基板側驅動電極30和31。用這種方式，驅動布線41和42將要從信號處理電部分52施加的、彼此相位相反的驅動信號Vd1和Vd2供給基板側驅動電極29到32，并使振動體3和4沿X軸方向振動。
標號43和44表示包含在多層基板21內(nèi)的檢測布線。檢測布線43和44放置在絕緣層23和24之間，并沿Y軸方向彼此平行延伸，以從角速度測量元件1延伸到信號處理電路部分52。此外，作為低阻抗布線的接地電極45包含在絕緣層23和24之間，以包圍每一檢測布線43和44。這里，接地電極45經(jīng)由通孔(未示出)等與信號處理電路部分52的接地電極(未示出)相連接。于是，檢測布線43和44與接地電極45一起構成第三電極層27。
此外，在檢測布線43和44中，一端經(jīng)由通孔46和47與基板側檢測電極33和34相連接，而另一端經(jīng)由通孔48和49與信號處理電路部分52連接。
標號50表示包含在絕緣層22和23之間作為低阻抗布線的接地電極。接地電極50基本上面向檢測布線43和44的整個長度，并基本上覆蓋絕緣層23表面?zhèn)鹊恼麄€區(qū)域。但是，接地電極50形成在將通孔46到49排除在外的周圍的區(qū)域中，使得接地電極50可以和檢測布線43和44等絕緣。此外，接地電極50與信號處理電路部分52的接地電極(未示出)相連接，并構成第二電極層26。于是，接地電極50設置在驅動布線41和42與檢測布線43和44之間，并使它們之間的耦合電容降低。
參考標號51表示包含在多層基板21的背面21B上、作為低阻抗布線的接地電極。接地電極51基本上面向檢測布線43和44的整個長度，并基本上覆蓋背面21B的整個區(qū)域。接地電極51經(jīng)由通孔(未示出)等與信號處理電路部分52的接地電極(未示出)相連接，并構成第四電極層28。于是，接地電極50使驅動布線41和42與檢測布線43和44之間的耦合電容減小，并防止來自外部的噪聲(噪聲信號)混入檢測布線43和44。
標號52表示包含在多層基板21的表面21A上的、作為信號處理裝置的信號處理電路部分。通過使用由多種有源元件和無源元件等制成的裸芯片IC52A、電路部分52B構成該信號處理部分，并且，例如裸芯片IC52A是倒裝裝配的，而電路部分52B是通過使用回流焊工藝SMD裝配的(表面裝配的)。
此外，信號處理電路52與驅動布線41和42、檢測布線43和44、接地布線39、接地電極45、50和51連接，也與接地布線53、電源布線54和輸出信號布線55連接。于是，信號處理電路部分52經(jīng)由接地布線53連接到外部接地，而同樣經(jīng)由接地布線把驅動電源電壓供給信號處理電路部分52。用這種方式，信號處理電路部分52通過驅動布線41和42把相位彼此相反的驅動信號Vd1和Vd2供給角速度檢測元件1，同時通過檢測布線43和44從角速度檢測元件1接收檢測信號Vs1到Vs4，并通過進行多種計算等根據(jù)角速度Ω輸出輸出信號Vo。此外，信號處理電路部分52通過輸出信號布線55把輸出信號Vo輸出到外部。
根據(jù)本發(fā)明的角速度測量設備具有上述結構。接下來，描述它的工作情況。
首先，當信號輸出電路部分52將相位彼此相反的驅動信號輸出給驅動布線41和42時，驅動信號Vd1和Vd2通過驅動電極9到12以及29到32被施加給角速度檢測元件1的驅動部分5A、5B、6A和6B。因而，靜電吸引作用在振動體3和4上面，而振動體3和4在沿X軸的圖2中箭頭a1和a2的方向振動。在這種情況下當角速度Ω環(huán)繞Z軸作用時，由于公式1示出的科里奧利力作用于振動體3和4上，振動體3和4被移位，并根據(jù)角速度Ω在沿Y軸的圖2中箭頭b1和b2的方向振動。
公式1F＝2×M×Ω×v其中M＝振動體3和4的質(zhì)量Ω＝環(huán)繞Z軸的角速度V＝沿振動體3和4的X軸方向的速度此時，由于在檢測部分7A、7B、8A、8B與振動體3和4之間的靜電電容根據(jù)在振動體3和4的Y軸方向的位移來變化，檢測部分7A、7B、8A、8B根據(jù)電容變化輸出檢測信號Vs1到Vs4。當這些檢測信號在檢測電極13和14中被合成時，加速度分量被去除，且檢測信號Vs1到Vs4通過檢測電極33和34與檢測布線43和44被輸入到信號處理電路部分52。因此，信號處理電路部分52執(zhí)行檢測信號Vs1到Vs4的同步檢測等信號處理，以檢測角速度Ω并把輸出信號Vo輸出到外部。
同時，驅動信號Vd1和Vd2與檢測信號Vs1到Vs4含有相對低的幾十KHz的頻率，且在驅動布線41和42與檢測布線43和44之間的耦合電容非常小(例如，大約幾fF)。因此，由于驅動信號Vd1和Vd2與檢測信號Vs1到Vs4之間的串擾非常小，除角速度測量設備之外的場合由串擾所引起的信號混合是忽略的。在角速度檢測元件1中，因為由科里奧利力所引起的振動體3和4的位移非常小，檢測信號Vs1到Vs4相比驅動信號Vd1和Vd2具有較小的值。此外，由于串擾的相位和檢測的相位彼此相等，通過檢測不能消除該串擾。因此，即使驅動信號Vd1和Vd2與檢測信號Vs1到Vs4輕微地混合時，也會損害靜止輸出的檢測和補償溫度漂移特性。
于是，在相關技術中，為補償在驅動信號和檢測信號之間的串擾，盡管驅動布線和檢測布線在它們之間形成對稱，但是在這種情況下，引入和引出引線的自由度是有限的，同時，在角速度檢測元件裝配在基板上時，因為它是移位的，在驅動布線和檢測布線之間的耦合電容發(fā)生變化，于是存在著不能夠充分補償串擾的問題。
相反，根據(jù)本發(fā)明，由于檢測布線43和44包含在多層基板21的內(nèi)部，且用于覆蓋檢測布線43和44的接地電極50和51沿厚度方向包含在不同于檢測布線43和44的不同位置(場所)，通過使用接地電極50和51可以屏蔽高阻抗的檢測布線43和44。因此，在驅動布線41和42與檢測布線43和44之間可防止驅動信號Vd1和Vd2與檢測信號Vs1到Vs4相混，結果，它能夠防止靜止輸出的偏離和改善補償溫度漂移特性。
此外，由于角速度檢測元件1等裝配在多層基板21上，與單層基板被用在相關技術中的情形相比，可以消除在驅動布線41和42、檢測布線43和44等中引入和引出引線的限制，并可增加元件1等布置的自由度。從而，減小了用于布線41到44等的裝配面積，并且器件作為一個整體可做得更小。
此外，通過多層基板21可自由放置布線41到44等，例如，驅動布線41和42與檢測布線43和44等被設置成對稱，而驅動布線41和檢測布線43之間的耦合電容可被設為基本上等于驅動布線42和檢測布線44之間的耦合電容。因此，即使在驅動布線41和42與檢測布線43被耦合在那之間時，驅動信號和檢測信號間的串擾也得到補償且能夠增加檢測靈敏度。
此外，由于通過使用多層基板21可自由放置布線41到44，所以可以用高密度將用于連接角速度檢測元件1的電極29到35設置在多層基板21的表面21A上，同樣，可將基板側驅動電極29到32與基板側檢測電極33和34設置在自由位置，以在多層基板21的表面21A上面對元件側驅動電極9到12與元件側檢測電極13和14。因此，可將角速度檢測元件1倒裝裝配在多層基板21上。從而，與進行引線鍵合裝配的情形相比，提高了生產(chǎn)率，同時消除了來自布線等的噪聲混合并提高了檢測靈敏度。
特別是，在本實施例中，由于接地電極50設置在驅動布線41和42與檢測布線43和44之間，通過使用接地電極50驅動布線41和42與檢測布線43和44可被彼此絕緣，且的確能夠防止它們之間的發(fā)生串擾。
另外，元件側驅動電極9到12與元件側檢測電極13和14包含在角速度檢測元件1的裝配面上，基板側驅動電極29到32與基板側檢測電極33和34包含在多層基板21的表面21A上，元件側驅動電極9到12與基板側驅動電極29到32相連接，而元件側檢測電極13和14與基板側檢測電極33和34相連接，由此，角速度檢測元件1倒裝裝配在多層基板21上。因此，與進行引線鍵合裝配的情形相比，例如構成信號處理電路部分52的裸芯片IC52A等被裝配，同時可裝配角速度檢測元件1，于是可提高生產(chǎn)率。
此外，由于放置在元件側驅動電極9到12與元件側檢測電極13和14之間的接地電極15包含在角速度檢測元件1的裝配面上，通過接地電極15可切斷元件側驅動電極9到12與元件側檢測電極13和14相互之間的耦合。此外，當角速度檢測元件1倒裝裝配在多層基板21上時，由于元件側驅動電極9到12與基板側驅動電極29到32被連接成彼此相對，元件側檢測電極13和14與基板側檢測電極33和34也被連接成彼此相對，接地電極15設置在基板側驅動電極29到32與基板側檢測電極33和34之間。因此，通過接地電極15也切斷了基板側驅動電極29到32與基板側檢測電極33和34相互之間的耦合。從而，可防止電極29到32與電極33和34之間的串擾發(fā)生，并可改善補償溫度漂移特性等。
此外，由于放置在基板側驅動電極29到32與基板側檢測電極33和34之間的接地電極35包含在多層基板21的表面21A上，基板側驅動電極29到32與基板側檢測電極33和34之間的耦合可被接地電極35切斷。因此，由于角速度檢測元件1與接地電極15之間的乘法效應，驅動電極9到12以及29到32與檢測電極13、14、33和34之間耦合的確可被切斷，并可增加串擾的切斷效果。
此外，在相關技術中，當把角速度檢測元件裝配在基板上以使其移位時，基板側的電極焊盤與角速度檢測元件上的電極焊盤之間的耦合電容發(fā)生變化，存在著產(chǎn)生串擾的趨勢。然而，在本實施例中，由于接地電極15和35包含在驅動電極9到12以及29到32與檢測電極13、14、33和34之間，即使角速度檢測元件1裝配在多層基板21上以移位，接地電極15和35的相對部分A11可設置在驅動電極9到12以及29到32與檢測電極13、14、33和34之間。從而，通過使用接地電極15和35的相對部分A11，切斷了驅動電極9到12以及29到32與檢測電極13、14、33和34之間的耦合，并能防止串擾的發(fā)生。
此外，由于通過使用金屬凸點B將角速度檢測元件1倒裝在多層基板21上，所以基板側驅動電極29到32與元件側驅動電極9到12彼此十分接近，例如，在那之間以大約幾十μm的間隙彼此面對。用同樣的方式，基板側檢測電極33和34也面向元件側檢測電極13和14以彼此靠近。因此，當電極9到14以及29到34以高密度被包含時，由于驅動電極9到12以及29到32變得靠近檢測電極13、14、33和34，在基板側驅動電極29到32與元件側檢測電極13和14之間會有發(fā)生串擾的趨勢，并且在元件側驅動電極9到12與基板側檢測電極33和34之間也有發(fā)生串擾的趨勢。
然而，在本實施例中，當角速度檢測元件1倒裝裝配在多層基板21上時，接地電極15和35部分地面向元件側驅動電極9到12與元件側檢測電極13和14。此時，接地電極15和35彼此面對處的相對部分A11放置在元件側驅動電極9到12與元件側檢測電極13和14之間，并且也放置在基板側驅動電極29到32與基板側檢測電極33和34之間。因此，通過使用接地電極15和35的相對部分A11可切斷基板側驅動電極29到32與元件側檢測電極13和14之間的耦合，同時也切斷了元件側驅動電極9到12與基板側檢測電極33和34之間的耦合。從而，防止了多層基板21側的電極29到34與角速度檢測元件1側的電極9到14之間發(fā)生串擾，并可改善補償溫度漂移特性。
特別是，在本實施例中，接地電極15和35的相對部分A11包圍了元件側檢測電極13和14，也包圍了基板側檢測電極33和34。因此，的確可切斷在檢測電極13、14、33和34與元件側驅動電極9到12及基板側驅動電極29到32之間的耦合。從而，確實可防止在驅動電極9到12以及29到32與檢測電極13、14、33和34之間發(fā)生串擾。
此外，由于驅動電極9到12以及29到32被夾在接地電極15和35的相對部分A11和A12之間，所以驅動信號Vd1和Vd2的確被封閉在驅動電極9到12以及29到32周圍，且可以增加抑制串擾的效果。
此外，放置在裝配角速度檢測元件1的部分并用于連接基板側檢測電極33和34與檢測布線43和44的通孔46和47包含在多層基板21中。因此，基板側電極33和34可設置在面向角速度檢測電極1的元件側檢測電極13和14的位置，并且可增加放置基板側驅動電極29到32等其它電極的自由度。此外，由于基板側檢測電極33和34在裝配角速度檢測元件1的位置與包含在多層基板21內(nèi)部的檢測布線43和44相連接，與在多層基板21的表面21A側進行與信號處理電路部分52相連接的情形相比，防止了混入來自外部的噪聲，并能增加角速度Ω的檢測靈敏度。
此外，由于可縮短基板側檢測電極33和34的長度尺寸(在檢測部分7A、7B、8A和8B與檢測布線43和44之間的長度尺寸)，所以可抑制基板側檢測電極33和34等與驅動電極29到32等之間的耦合。
此外，由于角速度檢測元件1的振動體3和4、驅動部分5A、5B、6A和6B以及檢測部分7A、7B、8A和8B是通過硅材料的精細處理來形成的，所以可以使角速度檢測元件1做得更小。此外，由于檢測布線43和44包含在多層基板21的內(nèi)部，并且多層基板21側電極排列的自由度較高，即使用于角速度檢測元件1外部連接的電極9到15為了減小尺寸以高密度來設置，也能夠將角速度檢測元件1倒裝裝配在多層基板21上。
此外，由于角速度檢測部分1的檢測部分7A、7B、8A和8B被用來根據(jù)振動體3和4的位移檢測靜電電容，仍會有檢測信號Vs1到Vs4有可能根據(jù)檢測布線43和44與驅動布線41和42之間的耦合電容變差的趨勢。反之，在本實施例中，由于檢測布線43和44設置在多層基板21的內(nèi)部，且檢測布線43和44被接地電極45、50和51覆蓋，所以減少了檢測布線43和44與驅動布線41和42之間的耦合電容并抑制了串擾的發(fā)生。
此外，由于通過使用例如氧化鋁的絕緣陶瓷材料來形成多層基板21的絕緣層22到24，例如，在玻璃基板等被用作角速度檢測元件1的基板2的情況下，與樹脂材料用作絕緣層22到24的情況相比，可以使熱膨脹系數(shù)的差值更小，并且可抑制檢測靈敏度和靜止輸出的變化。
接下來，圖10示出了本發(fā)明的第二實施例，本實施例的特征是由電路部件之外的、要倒裝的裸芯片IC包含在多層基板含有角速度檢測元件的表面?zhèn)?，待裝配的電路部件包含在多層基板的背面?zhèn)?。此外，在本實施例中，相同的標號賦予與第一實施例相同的零件，其描述被省略。
標號61表示作為包含在多層基板21表面21A上作為信號處理裝置的信號處理電路部分。該信號處理電路部分61用和第一實施例相同的方式由裸芯片61A、電路部分61B等構成。于是，裸芯片IC 61A用和角速度檢測元件1相同的方式放置在多層基板21的表面21A上并是倒裝裝配的，而電路部分61B用不同于角速度檢測元件1的方式放置在多層基板的背面21B上并是通過回流焊SMD裝配(表面裝配)的。另外，信號處理電路部分61與驅動布線、檢測布線(它們中的任何一個未示出)等連接。
因此，同樣在用這種方式構成的本發(fā)明的實施例中，基本上可獲得與第一實施例相同的工作效果。于是，特別是在本實施例中，由于倒裝裝配在信號處理電路部分61中的裸芯片IC 61A使用和角速度檢測元件1相同的方式包含在多層基板21的表面21A上，可以將裸芯片IC 61A和角速度檢測元件1一起裝配在多層基板21上并提高生產(chǎn)率。此外，由于要被裝配的電路部分61B用不同于角速度檢測元件1等的方式包含在多層基板21的背面21B側，當電路部件61B被回流焊接時，能夠防止角速度檢測元件1的裝配面(電極、焊盤等)、裸芯片IC 61A等被污染。從而，能夠防止在倒裝裝配中的有缺陷的連接等并能提高在裝配中的成品率和可靠性。
接下來，圖11到15示出了本發(fā)明的第三實施例，本實施例的特征是，驅動布線設置在多層基板的內(nèi)部以及基板側驅動電極和基板側檢測電極被接地電極包圍。此外，在本實施例中，相同的標號賦予和第一實施例相同的零件且其描述被省略。
標號71到74表示包含在元件基板2的背面(裝配面)的島狀元件側驅動電極。元件側驅動電極71到74基本上用與根據(jù)第一實施例的元件側驅動電極9到12相同的方式與驅動部分5A、5B、6A和6B相連。因此，元件側驅動電極71到74將驅動信號Vd1輸入給驅動部分5A和6B并將驅動信號Vd2輸入給驅動部分5B和6A。
此外，如圖11和12所示，元件側驅動電極71和72以及元件側驅動電極73和74放置在元件基板2的背面上，并且包含在沿Y軸方向分開的位置。
標號75和76表示包含在元件基板2的背面上的島狀元件側檢測電極。元件側檢測電極75和76放置在元件側驅動電極73和74之間，并設置在元件基板2的中間部分的側面上。然后，元件側檢測元件76與檢測部分7B和8A連接。因此，元件側檢測電極75和76消除了從檢測部分7A、7B、8A和8B輸出的來自檢測信號Vs1到Vs4的加速度分量，并只輸出角速度分量。
標號77表示包含在元件基板2背面上的、作為元件側低阻抗電極的接地電極。接地電極77形成在除去電極71到76周圍(附近)的元件基板2背面的部分中，使得接地電極77可與元件側驅動電極71到74和元件側檢測電極75和76絕緣。因此，接地電極77形成在元件基板2的整個背面上。但是，在接地電極77中，開口78形成在元件側驅動電極71和72的位置以及元件側驅動電極73和74的位置，而開口79形成在元件側檢測電極75和76的位置。用這種方式，放置在接地電極77中的開口79周圍的框狀的框部分80包圍了元件側檢測電極75和76，并放置在元件側檢測電極75和76與元件側驅動電極71到74之間。于是，接地電極77與隨后將要描述的多層基板81側的接地電極97相連接并保持在作為低阻抗參考電勢的接地電勢。
標號81表示裝配了角速度檢測元件1等的多層基板。如圖15所示，多層基板81例如由諸如氧化鋁等的陶瓷材料制成的四層絕緣層82到85構成，而這些絕緣層82到85被疊層。然后，第一電極層86形成在多層基板81的表面81A上，第二電極層87形成在絕緣層82和83之間，第三電極層88形成在絕緣層83和84之間，第四電極層89形成在絕緣層84和85之間，而第五電極層90形成在多層基板81的背面上。
標號91到94表示包含在多層基板81的表面81A(最上層絕緣層82的表面)上的基板側驅動電極。如圖13和14所示，基板側驅動電極91到94形成為島狀，并設置在面向元件側驅動電極71到74的位置。于是，基板側驅動電極91和92與基板側驅動電極93和84被設置成在Y軸方向彼此分開，基板側驅動電極91和94與隨后要描述的驅動布線102相連接，而基板側驅動電極92和93與隨后要描述的驅動布線103相連接。
標號95和96表示包含在多層基板81表面81A上的基板側檢測電極?；鍌葯z測電極95和96設置在面對元件側檢測電極75和76的位置并放置在基板側驅動電極91和92與基板側驅動電極93和94之間。于是，基板側檢測電極95和96經(jīng)由隨后要描述的通孔108和109與包含在多層基板81內(nèi)的檢測布線105和106相連接。
標號97表示包含在多層基板81表面81A上、作為基板側低阻抗電極的接地電極。在多層基板81的表面81A上，接地電極97形成在面對角速度檢測元件1的整個區(qū)域。然而，接地電極97形成在除掉電極91到96周圍(附近)的部分中，以使接地電極97與基板側驅動電極91到94和基板側檢測電極93和94相絕緣。因此，在接地電極97中，開口98形成在基板側驅動電極91到94的位置處，而開口99形成在基板側檢測電極95和96的位置處。因此，在接地電極97中，放置在開口99周圍的框狀的框部分100包圍了基板側檢測電極95和96，并被設置在基板側檢測電極95和96與基板側驅動電極91到94之間。于是，接地電極97與基板側驅動電極91到94、基板側檢測電極95和96等一起構成了隨后要描述的第一電極層86。
此外，當角速度檢測元件1倒裝裝配在多層基板81上時，多層基板81側的接地電極97面向角速度檢測元件1側的接地電極77(接地電極97和77位于彼此的頂部)，且形成接地電極77和97的相對部分A31(由圖14中的虛線所包圍的部分)。此時，接地電極77和97的相對部分A31包含三個開口A31a、A31b和A31c。于是，檢測電極75、76、95和96設置在開口A31a的內(nèi)部，驅動電極71、72、91和92設置在開口A31b的內(nèi)部，而驅動電極73、74、93和94設置在開口A31c的內(nèi)部。因此，接地電極77和97的相對部分A31包圍了元件側檢測電極75和76與基板側檢測電極95和96，包圍了元件側驅動電極71和72與基板側驅動電極91和92，包圍了元件側驅動電極73和74與基板側驅動電極93和94。用這種方式，接地電極77和97的相對部分A31設置在元件側驅動電極71到74與元件側檢測電極75和76之間。
此外，接地電極97經(jīng)由通孔與隨后要描述、包含在多層基板81內(nèi)部的接地電極104相連接。此外，接地電極104經(jīng)由通孔與信號處理電路部分52相連接。因此，接地電極97與信號處理電路部分52的接地電極(未示出)相連接并保持在作為低阻抗參考電勢的接地電勢。
此外，保護膜101基本上包含于多層基板81的整個表面。于是，保護膜40覆蓋電極91到97。但是，在電極91到97中，電極焊盤91A到97A是暴露的。因此，通過使用例如包含在電極焊盤91A到97A上的、由諸如金等導電金屬材料制成的金屬凸點B，電極91到97與電極71到71連接，而角速度檢測元件1倒裝裝配在多層基板81上。
標號102和103表示包含在絕緣層82和83之間的驅動布線。如圖15所示，驅動布線102和103沿多層基板81的Y軸方向延伸，并連接基板側驅動電極91到94與信號處理電路部分52。此外，驅動布線102和103形成為在X軸方向對稱。這里，驅動布線102與基板側驅動電極91和94相連接，而驅動布線103與基板側驅動電極92和93相連接。用這種方式，驅動布線102和103將要從信號處理電部分52施加的、彼此相位相反的驅動信號Vd1和Vd2供給基板側驅動電極91到94，并使角速度檢測元件1的振動體3和4沿X軸方向振動。
標號104表示包含在絕緣層82和83之間的接地電極。接地電極104包圍每一驅動布線102和103。這里，接地電極104的一端經(jīng)由通孔(未示出)與多層基板81的接地電極97連接，而另一端經(jīng)由通孔(未示出)與信號處理電路部分52的接地電極(未示出)相連接。于是，接地電極104與驅動布線102和103一起構成第二電極層87。
標號105和106表示包含在多層基板81內(nèi)的檢測布線。檢測布線105和106放置在絕緣層84和85之間，并從角速度測量元件1朝向信號處理電路部分52沿Y軸方向彼此平行延伸。此外，包圍每一檢測布線105和106、作為低阻抗布線的接地電極107包含在絕緣層84和85之間。這里，接地電極107經(jīng)由通孔(未示出)等與信號處理電路部分52的接地電極(未示出)相連接。于是，檢測布線105和106與接地電極107一起構成第四電極層89。
此外，檢測布線105和106的一端經(jīng)由通孔108和109與基板側檢測電極95和96相連接，而另一端經(jīng)由通孔110和111與信號處理電路部分52連接。
標號112表示包含在絕緣層83和84之間作為低阻抗布線的接地電極。接地電極112基本上面向檢測引105和106的整個長度，并基本上覆蓋絕緣層84的整個表面。但是，接地電極112形成在將通孔108到111排除在外的周圍的位置處，使得接地電極112可以和檢測布線105和106等絕緣。此外，接地電極112經(jīng)由通孔(未示出)與信號處理電路部分52的接地電極(未示出)相連接，并構成第三電極層88。于是，接地電極112設置在驅動布線102和103與檢測布線105和106之間，并使它們之間的耦合電容變小。
標號113表示包含在多層基板81的背面81B上、作為低阻抗布線的接地電極。接地電極113基本上面向檢測布線105和106的整個長度，并基本上覆蓋背面81B的整個區(qū)域。此外，接地電極113經(jīng)由通孔(未示出)等與信號處理電路部分52的接地電極(未示出)相連接，并構成第五電極層90。于是，接地電極113使驅動布線102和103與檢測布線105和106之間的耦合電容減小，并防止來自外部的噪聲(噪聲信號)混入檢測布線105和106。
因此，在用這種方式構成的本實施例中，也可獲得與第一實施例中基本上相同的工作效果。特別是，在本實施例中，驅動布線102和103設置在多層基板81的內(nèi)部，且通過使用接地電極97將基板側驅動電極91到94與基板側檢測電極95和96包圍。此時，元件側驅動電極71到74與元件側檢測電極75和76中各自也被接地電極77包圍。因此，接地電極77和97的相對部分A31包圍了元件側檢測電極75和76與基板側檢測電極95和96，并能夠包圍元件側驅動電極71到74與基板側驅動電極91到94。用這種方式，接地電極77和97的相對部分A31切斷了驅動電極71到74以及91到94與檢測電極75、76、95和96之間的耦合，并且它的確能夠防止串擾的發(fā)生。
此外，由于接地電極77和97的相對部分A31包圍了驅動電極71到74以及91到94，它不僅能夠防止驅動電極71到74以及91到94與檢測電極75、76、95和96之間的串擾，還能夠防止與其它電極之間串擾。因此，當角速度檢測元件1包含用于檢測振動體3和4在振動方向(x軸方向)的振動的監(jiān)視裝置(未示出)時，例如，如圖11和12中的雙點線所示，可將與該監(jiān)視裝置連接的監(jiān)視電極114和115包含于接地電極77和97的外部。此時，監(jiān)控裝置用和位移檢測裝置相同的方式由梳狀電極構成，且能夠輸出與檢測信號Vs1到Vs4相同的監(jiān)視信號。因此，監(jiān)視信號也容易地受到驅動信號Vd1和Vd2的影響。反之，在本實施例中，由于接地電極77和97的相對部分A31包圍了驅動電極71到74以及91到94，在驅動電極71到74以及91到94之間的耦合被切斷，并可增加監(jiān)視信號的檢測精度。
此外，在第三實施例中，接地電極77和97的相對部分A31在它們四周沒有被斷開的情況下包圍了檢測電極75、76、95和96。但是，本發(fā)明不限于此，并且，如同圖16和17中示出的第一修改示例，例如，當使多層基板81側接地電極97’的開口98’更大時，一部分包括接地電極77和97’的相對部分A31’的檢測電極75、76、95和96的部分會斷開。同樣在第一修改實施例中，由于接地電極77和97’彼此相對的相對部分A32’形成在檢測電極75、76、95和96與驅動電極71到74以及91到94之間，故可切斷檢測電極75、76、95和96與驅動電極71到74以及91到94與監(jiān)視電極114和115之間的耦合。
接下來，圖18到20示出了本發(fā)明的第四實施例，本實施例的特征是接地電極包含在元件側驅動電極和元件側檢測電極之間，接地電極包含在基板側驅動電極和基板側檢測電極之間，以及使元件側接地電極和基板側接地電極至少部分相對。此外，在本實施例中，相同的標號被賦予和第一實施例中相同的零件，且其描述被省略。
標號121到124表示包含在元件基板2的背面(裝配面)上的島狀元件側驅動電極。元件側驅動電極121到124基本上用和根據(jù)第一實施例的元件側驅動電極9到12相同的方式與驅動部分5A、5B、6A和6B相連接。用這種方式，元件側驅動電極121到124把驅動信號Vd1輸入至該驅動部分5A和6B，并把驅動信號Vd2輸入給驅動部分5B和6A。
此外，如圖18和20所示，元件側驅動電極121和122與元件側驅動電極123和124放置在元件基板2的背面上，并包含在沿Y軸方向彼此隔開的位置。
標號125和126表示包含在元件基板2的背面上的島狀元件側檢測電極。元件側檢測電極125和126放置在元件側驅動電極121和122與元件側驅動電極123和124之間，并設置在元件基板2的中間部分的側面上。于是，元件側檢測電極125與檢測部分7A和8B相連接，而元件側檢測電極126與檢測部分7B和8A相連接。因此，元件側檢測電極125和126消除了來自從檢測部分7A、7B、8A和8B輸出的檢測信號Vs1到Vs4的加速度分量。
標號127表示作為元件側低阻抗電極的接地電極，其中兩個接地電極包含在元件基板2的背面上。這里，一個接地電極127設置在元件側驅動電極121和122與元件側檢測電極125和126之間，而另一接地電極127設置在元件側驅動電極123和124與元件側檢測電極125和126之間。于是，這些接地電極127形成在除元件基板2背面的電極121到126周圍(附近)之外部分中，以使接地電極127可與元件側驅動電極121到124與元件側檢測電極125和126絕緣。此外，接地電極127與隨后要描述的多層基板128側的接地電極135連接并保持在作為低阻抗參考電勢的接地電勢。
標號128表示裝配角速度檢測元件1等的多層基板。多層基板128基本上用和根據(jù)第三實施例的多層基板81相同的方式由四層絕緣層82到85構成，例如，包含驅動布線、檢測布線和作為低阻抗布線的接地電極等(未示出)。
標號129到132表示包含在多層基板128表面128A上的基板側驅動電極。如圖19和20所示，基板側驅動電極129到132也被形成為島狀，并設置在面向元件側驅動電極121到124的位置。此外，基板側驅動電極129和130以及基板側驅動電極131和132被設置成在Y軸方向分開，且基板側驅動電極129到132分別與多層基板128內(nèi)的驅動布線(未示出)相連接。于是，驅動信號Vd1被施加給基板側驅動電極129和132，而驅動信號Vd2被施加給基板側驅動電極130和131。
標號133和134表示包含在多層基板128表面128A上的基板側檢測電極?；鍌葯z測電極133和134設置在面向元件側檢測電極125和126的位置，并放置在基板側驅動電極129和130與基板側驅動電極131和132之間。于是，基板側檢測電極133和134與多層基板81內(nèi)的檢測布線(未示出)相連接。
標號135表示作為基板側低阻抗電極的接地電極，其中兩個接地電極包含在多層基板128的表面128A上。這里，一個接地電極135設置在基板側驅動電極129和130與基板側檢測電極133和134之間，而另一接地電極135設置在基板側驅動電極131和132與基板側檢測電極133和134之間。于是，這些接地電極135形成在除多層基板128表面128A的電極129到134周圍(附近)之外部分中，以使接地電極135可與基板側驅動電極129到132與元件側檢測電極133和134絕緣。
此外，接地電極135經(jīng)由通孔與包含在多層基板128內(nèi)的接地電極(未示出)連接。于是，接地電極135經(jīng)由多層基板128內(nèi)的接地電極與信號處理電路部分連接，并保持在作為低阻抗參考電勢的接地電勢。
此外，當加速度檢測元件1倒裝裝配在多層基板128上時，在多層基板128側的接地電極135面向在角速度檢測元件1側的接地電極，并且接地電極127和135的相對部分A41(在圖20中由虛線所包圍的部分)沿著檢測電極125、126、133和134的Y軸方向形成在兩面上。此時，接地電極127和135的一個相對部分A41設置在驅動電極121、122、129和130與檢測電極125、126、133和134之間。此外，接地電極127和135的另一相對部分A41設置在驅動電極123、124、131和132與檢測電極125、126、133和134之間。
于是，電極129到135通過使用例如由諸如金等導電金屬材料制成的金屬凸點B與角速度檢測元件1的電極121到127相連接，而角速度檢測元件1倒裝裝配在多層基板128上。
因而，同樣在用這種方式構成的本實施例中，可獲得基本上與第一實施例相同的效果。特別是，在本實施例中，由于接地電極127和135的相對部分A41包含在驅動電極121到124以及129到132與檢測電極125、126、133和134之間，在驅動電極121到124以及129到132與檢測電極125、126、133和134之間的耦合通過使用接地電極127和135的相對部分A41被切斷，且可防止串擾的發(fā)生。
此外，在本實施例中，接地電極127和135不包圍驅動電極121到124、129到132與檢測電極125、126、133和134，并只包含在驅動電極121到124以及129到132與檢測電極125、126、133和134之間。因此，可圍繞驅動電極121到124以及129到132設置多種繞組，例如，可有效使用元件基板2的背面與多層基板128的表面。
此外，在上述實施例中，使用了由振動體3和4制成的角速度檢測元件1。然而，本發(fā)明不限于此，并且，用與相關技術相同的方式，可使用由單個振動體3和4制成的角速度檢測元件。
此外，在上述第一和第二實施例中，盡管接地電極50和51包含在第二和第四電極層26和28中以把構成第三電極層27的檢測布線43和44夾在其中，未必都需要兩種接地電極50和51，可使用二者中的任何一種。同樣，在第三實施例中，盡管包含兩個接地電極112和113，也可包含任一接地電極。
此外，在每一上述實施例中，元件側驅動電極9到12、71到74以及121到124、元件側檢測電極13、14、75、76、125和126以及接地電極15、77和127形成為圍繞這些電極的中心在X軸方向和Y軸方向對稱，且元件側檢測電極13、75和125與元件側驅動電極9到12、71到74及121到124之間的耦合電容被設置為基本上同元件側檢測電極14、76和126與元件側驅動電極9到12、71到74及121到124之間的耦合電容相同。然而，本發(fā)明不限于此，當接地電極15、77和127設置在元件側驅動電極9到12、71到74及121到124與元件側檢測電極13、14、75、76、125和126時，上述耦合電容可以彼此互不相同。
用相同的方式，盡管基板側驅動電極29到32、91到94以及129到132、基板側檢測電極33、34、95、96、133和134以及接地電極35、97和135形成為圍繞這些電極的中心在X軸方向和Y軸方向對稱，在基板側檢測電極33、95和133與基板側驅動電極29到32、91到94以及129到132之間的耦合電容被設置為基本上與基板側檢測電極34、96和124與基板側驅動電極29到32、91到94以及129到132之間的耦合電容相同，當接地電極35、97和135設置在基板側驅動電極29到32、91到94以及129到132與基板側檢測電極33、34、95、96、133和134之間時，上述耦合電容可以彼此互不相同。
此外，在每一上述實施例中，使用了作為低阻抗電極的接地電極15、35、77、97和135，并使用了作為低阻抗布線的接地電極45、50、51、107、112和113。然而，本發(fā)明不限于此，低阻抗電極和低阻抗布線未必要接地，例如，低阻抗DC電壓布線可用作低阻抗布線。
此外，在上述第一和第二實施例中，使用了由三層絕緣層22到24(四層電極層25到28)制成的多層基板21，并且，在第三實施例中，使用了由四層絕緣層82到85(五層電極層86到90)制成的多層基板81。然而，本發(fā)明不限于此，例如，可使用由五層或更多層絕緣層(六層或更多電極層)制成的多層基板。
此外，在每一上述實施例中，盡管絕緣層22到24以及82到85通過采用氧化鋁(氧化鋁)來形成，它們也可通過采用其它陶瓷材料或樹脂材料等的絕緣層材料來形成。
此外，在每一上述實施例中，驅動布線41、42、102和103沿多層基板21和81的厚度方向設置在不同于檢測布線43、44、105和106的位置。然而，本發(fā)明不限于此，并且，例如，驅動布線可沿多層基板的厚度方向包含在不同于檢測布線的位置(其它電極層)，并可沿多層基板的厚度方向設置在與檢測布線相同的位置。
特別是，當驅動布線和檢測布線沿多層基板的厚度方向設置在相同位置時，一條低阻抗布線沿多層基板的厚度方向包含在不同于檢測布線等的位置，而另一低阻抗布線可包含在與檢測布線等相同的位置，并且在驅動布線和檢測布線之間。在這種情況下，驅動布線和檢測布線可通過使用另一低阻抗布線彼此隔離，并的確可防止它們之間串擾的發(fā)生。
此外，在每一上述實施例中，采用了面向檢測布線43、44、105和106、寬度較大的接地電極50、51、112和113。然而，本發(fā)明不限于此，可采用面向檢測布線作為低阻抗布線的寬度較小的(細長的)接地電極。此外，在每一上述實施例中，盡管作為低阻抗布線的接地電極50、51、112和114基本上在整個長度面向檢測布線43、44、105和106，未必需要低阻抗布線在整個長度(明顯的整個長度)面向檢測布線，并且，例如，低阻抗布線可面向檢測布線整個長度的一部分。
權利要求
1.一種角速度測量設備，包括基板；具有包含在所述基板中的振動體以在來自對應于彼此成直角的三根軸的三軸方向的第一和第二軸方向振動的角速度檢測元件，使用驅動信號使所述振動體在所述第一軸方向振動的驅動裝置，檢測在所述振動體的所述第二軸方向的位移且在所述振動體在所述第一軸方向振動的同時當環(huán)繞第三軸施加角速度時輸出檢測信號的位移檢測裝置；包含在所述基板中并與所述角速度檢測元件的所述驅動裝置連接的驅動布線；包含在所述基板中并與所述角速度檢測裝置的位移檢測裝置相連接的檢測布線；以及包含在所述基板中并與所述驅動布線和所述檢測布線相連接的信號處理裝置，其中所述基板是由多層絕緣層制成的多層基板，其中所述檢測布線設置在所述多層基板內(nèi)部的兩層絕緣層之間，其中面向所述檢測布線的低阻抗布線沿其中所述多層基板的厚度方向包含在不同于所述檢測布線的位置上，其中，在所述角速度檢測元件中，包含與所述驅動裝置連接的元件側驅動電極、與所述位移檢測裝置連接的元件側檢測電極、以及放置在所述元件側驅動電極和所述元件側檢測電極之間并用于切斷放置在所述多層基板的裝配面?zhèn)鹊乃鲈闰寗与姌O和所述元件側檢測電極之間的耦合的元件側低阻抗電極，在所述多層基板的頂面上，包含與所述驅動布線連接并面向所述元件側驅動電極的基板側驅動電極、與所述檢測布線連接并面向所述元件側檢測電極的基板側檢測電極、以及放置在所述基板側驅動電極和所述基板側檢測電極之間并用于切斷所述基板側驅動電極和所述基板側檢測電極之間的耦合的基板側低阻抗電極；其中通過使用金屬凸點將所述角速度檢測元件裝配在所述多層基板的頂面上，其中通過使用金屬凸點連接所述元件側驅動電極和所述基板側驅動電極，其中通過使用金屬凸點連接所述元件側檢測電極和所述基板側檢測電極，其中以低阻抗參考電勢連接所述元件側低阻抗電極和所述基板側低阻抗電極，以及其中使所述元件側低阻抗電極和所述基板側低阻抗電極至少部分地彼此相對。
2.一種角速度測量設備，包括基板；具有包含在所述基板中的振動體以在來自對應于彼此成直角的三根軸的三軸方向的第一和第二軸方向振動的角速度檢測元件，使用驅動信號使所述振動體在所述第一軸方向振動的驅動裝置，檢測在所述振動體的所述第二軸方向的位移且在所述振動體在所述第一軸方向振動的同時當環(huán)繞第三軸施加角速度時輸出檢測信號的位移檢測裝置；包含在所述基板中并與所述角速度檢測元件的所述驅動裝置連接的驅動布線；包含在所述基板中并與所述角速度檢測裝置的位移檢測裝置相連接的檢測布線；以及包含在所述基板中并與所述驅動布線和所述檢測布線相連接的信號處理裝置，其中所述基板是由多層絕緣層制成的多層基板，其中所述檢測布線設置在所述多層基板內(nèi)部的兩層絕緣層之間，其中面向所述檢測布線具有低阻抗的低阻抗布線沿其中所述多層基板的厚度方向包含在不同于所述檢測布線的位置上，其中，在所述角速度檢測元件中，包含與所述驅動裝置連接的元件側驅動電極、與所述位移檢測裝置連接的元件側檢測電極、以及包圍所述元件側驅動電極或所述元件側檢測電極并用于切斷所述元件側驅動電極和所述元件側檢測電極之間放置在與所述多層基板相對的裝配面?zhèn)鹊鸟詈系脑鹊妥杩闺姌O，其中，在所述多層基板的頂面上，包含與所述驅動布線連接并面向所述元件側驅動電極的基板側驅動電極、與所述檢測布線連接并面向所述元件側檢測電極的基板側檢測電極、以及包圍所述基板側驅動電極或所述基板側檢測電極并用于切斷所述基板側驅動電極和所述基板側檢測電極之間的耦合的基板側低阻抗電極，其中通過使用金屬凸點將所述角速度檢測元件裝配在所述多層基板的頂面上，其中通過使用金屬凸點連接所述元件側驅動電極和所述基板側驅動電極，其中通過使用金屬凸點連接所述元件側檢測電極和所述基板側檢測電極，其中以低阻抗參考電勢連接所述元件側低阻抗電極和所述基板側低阻抗電極；其中使所述元件側低阻抗電極和所述基板側低阻抗電極在所述元件側驅動電極和所述元件側檢測電極之間至少部分地彼此相對。
3.如權利要求2所述的角速度測量設備，其特征在于其中所述元件側低阻抗電極和所述基板側低阻抗電極彼此相對的相對部分包圍所述元件側檢測電極和所述基板側檢測電極。
全文摘要
在角速度檢測元件(1)的裝配面上，設置了元件側驅動電極(9－12)和元件側檢測電極(13－14)，并在驅動電極(9－12)和檢測電極(13－14)之間設置了接地電極(15)。在多層板(21)的表面(21A)上，設置了板側驅動電極(29－32)和板側檢測電極(33－34)，并在驅動電極(29－32)和檢測電極(33－34)之間設置了接地電極(35)。于是，角速度檢測元件(1)的電極(9－15)與多層板(21)的電極(29－35)相連接，并且兩個接地電極(15，35)彼此相對。在多層板(21)的表面(21A)上，設置了與驅動電極(29－32)連接的驅動布線(41，42)，在多層板(21)中，設置了與檢測電極(33－34)連接的檢測布線(43，44)。于是，在多層板(21)上設置了把檢測布線(43，44)夾在其中的接地布線(50，51)。
文檔編號G01P9/04GK1906462SQ20058000189
公開日2007年1月31日 申請日期2005年4月6日 優(yōu)先權日2004年4月7日
發(fā)明者加藤良隆 申請人:株式會社村田制作所