专利名称：角速度测量设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及适用于例如检测角速度的角速度测量设备。
背景技术：
通常，在其中安装了角速度检测元件和信号处理元件的角速度测量设备已经众所周知(例如，见专利文件1)。在这种情况下，角速度检测元件由沿相互成直角的三根轴中的第一和第二轴向振动的所包含的振动体、驱动信号使该振动体在第一轴向振动的驱动装置、在振动体在第一轴向振动的同时当环绕第三根轴施加角速度时检测该振动体的第二轴向位移并输出检测信号的位移检测装置。此外，在基板中包含分别与角速度检测元件的驱动装置和位移检测装置相连接的驱动布线和检测布线，角速度检测元件和信号处理元件通过布线连接。
专利文件1第10-300475号日本未审查的专利申请说明书在根据这种相关技术的角速度测量设备中，当从信号处理元件通过驱动布线将驱动信号输入给角速度检测元件时，驱动装置基于该驱动信号使振动体沿第一轴向振动。在这种情况下，当环绕第三根轴施加角速度时，科里奥利力在第二轴向对振动体起作用。用这种方式，由于振动体根据角速度在第二轴向被移位，位移检测装置以静电电容等的变化检测振动体在第二轴向的位移量，并根据角速度输出检测信号。然后，信号处理元件通过检测布线从位移检测装置接收检测信号，并通过执行有关检测信号的各种计算处理来计算角速度。
现在，由于检测布线具有兆欧级(×106Ω)高阻抗，在上述相关技术中，通过驱动布线和检测布线之间的耦合电容发生串扰，并且存在着驱动信号混入检测信号的情况。此时，由于根据相关技术的驱动布线和检测布线都包含在基板的表面上，所以不能在高阻抗的检测布线周围进行屏蔽，并且不能减小在驱动布线和检测布线之间的耦合电容。因此，在相关技术中，根据具有不同符号的两个驱动信号和检测信号分别含有两根驱动布线和检测布线，调节各两根驱动布线和检测布线之间的耦合电容的平衡以抵消串扰。
然而，在根据该相关技术的这种结构中，由于驱动布线和检测布线之间的耦合电容具有大的绝对值，因为布线等的变化残留了少量的耦合电容(例如，几fF)。此时，当检测到弱的角速度，例如，由于检测信号也变得非常弱，即使由于非常小的耦合电容所引起的串扰也会产生与检测灵敏度相比非常大的静止输出。结果，存在着静止输出偏离和补偿温度漂移特性受到巨大影响的问题。
此外，在相关技术中，为了减少耦合电容，驱动布线形成为对两条检测布线对称。但是在这种情况下，布线的引出是有限的，包括布线等的安装表面增加，还有放置角速度检测元件、信号处理元件等的自由度下降的问题。
此外，在相关技术中，由于布线的引出有限且同时放置元件的自由度低，角速度检测元件难以成为安装在基板上的倒装芯片。就是说，为了将角速度检测元件倒装在基板上，要求根据元件侧的电极把电极(布线)以高密度放置在基板侧面上并使布线对称以便减少耦合电容。与此相反，在相关技术中，由于布线等的引出是有限的，不能实现高密度并且对称的布线。结果，在相关技术中，由于通过使用引线键合将角速度检测元件安装在基板上，在部件的安装处理中公共使用是不可能的，且生产率被降低，串扰通过布线之间的耦合电容混合，并且存在着静止输出偏离和补偿温度漂移特性变差的问题。
发明内容
本发明已经考虑了相关技术的上述问题，本发明的目的是提供一种高阻抗检测布线被有效屏蔽、没有布线引出及元件设置的限制并能够减小装配面积的角速度检测元件。
1)为了解决上述问题，本发明被应用到角速度检测设备，该角速度检测设备包括基板；具有包含在基板中的振动体以在来自对应于彼此成直角的三根轴的三轴方向的第一和第二轴方向振动的角速度检测元件，使用驱动信号使振动体在第一轴方向振动的驱动装置，检测在振动体第二轴方向的位移且在振动体在第一轴方向振动的同时当环绕第三轴施加角速度时输出检测信号的位移检测装置；包含在基板中并与角速度检测元件的驱动装置连接的驱动布线；包含在基板中并与角速度检测装置的位移检测装置相连接的检测布线；以及，包含在基板中并与驱动布线和检测布线相连接的信号处理装置。
于是，本方面所采用的结构的特征在于，基板是由多层绝缘层制成的多层基板；检测布线设置在多层基板内部的两层绝缘层之间；面向检测布线的低阻抗布线沿多层基板的厚度方向包含在不同于检测布线的位置；在角速度检测元件中，包含与驱动装置连接的元件侧驱动电极、与位移检测装置连接的元件侧检测电极、以及放置在元件侧驱动电极和元件侧检测电极之间并用于切断放置在多层基板的装配面侧的元件侧驱动电极和元件侧检测电极之间的耦合的元件侧低阻抗电极；在多层基板的顶面上，包含与驱动布线连接并面向元件侧驱动电极的基板侧驱动电极、与检测布线连接并面向元件侧检测电极的基板侧检测电极、以及放置在基板侧驱动电极和基板侧检测电极之间并用于切断基板侧驱动电极和基板侧检测电极之间的耦合的基板侧低阻抗电极；通过使用金属凸点将角速度检测元件装配在多层基板的顶面上；通过使用金属凸点连接元件侧驱动电极和基板侧驱动电极；通过使用金属凸点连接元件侧检测电极和基板侧检测电极；以低阻抗参考电势连接元件侧低阻抗电极和基板侧低阻抗电极；使元件侧低阻抗电极和基板侧低阻抗电极至少部分地彼此相对。
当用这种方式构成时，由于检测布线包含在多层基板内部，且沿着厚度方向在不同于检测布线的位置面向检测布线的低阻抗布线包含在多层基板中，所以通过使用低阻抗布线能够屏蔽高阻抗检测布线。因此，它能够防止驱动信号混入在驱动布线和检测布线之间的检测信号，从而，能够防止静止输出偏离并改善补偿温度漂移特性。
此外，由于多层基板被用作装配角速度检测元件等的基板，与单层基板用在相关技术中的情况相比，可去除驱动布线、检测布线等的限制并能够增加放置元件等的自由度。从而，减小了包括布线等的装配面积并能使器件作为整个而言更小。
此外，由于通过使用多层基板自由引导布线，用于连接角速度检测元件的电极以高密度自由设置在多层基板的表面上，例如，驱动布线和检测布线可设置为对称。因此，角速度检测元件可倒装装配在多层基板上，并且，与进行引线键合的情况相比，可提高生产率和检测灵敏度。
此外，由于元件侧低阻抗电极在角速度检测元件的装配面上包含在元件侧驱动电极和元件侧检测电极之间，通过元件侧低噪声电极可切断元件侧驱动电极和元件侧检测电极之间的耦合。这里，当角速度检测元件通过使用金属凸点倒装装配在多层基板上时，元件侧驱动电极和基板侧驱动电极被相互连接以彼此相对，而元件侧检测电极和基板侧检测电极也被相互连接以彼此相对。因此，由于元件侧低阻抗电极设置在基板侧驱动电极和基板侧检测电极之间，基板侧驱动电极和基板侧检测电极之间的耦合也被元件侧低阻抗电极切断。从而，防止了在这些电极之间发生串扰，并能够改善补偿温度漂移特性。
另一方面，由于在多层基板的顶面上基板侧低阻抗电极包含在基板侧驱动电极和基板侧检测电极之间，通过基板侧低阻抗电极可切断基板侧驱动电极和基板侧检测电极之间的耦合。这里，当角速度检测元件同使用金属凸点倒装装配在多层基板上时，元件侧驱动电极和基板侧驱动电极被相互连接以彼此相对，而元件侧检测电极和基板侧检测电极也被互相连接以彼此相对。因此，由于基板侧低阻抗电极设置在元件侧驱动电极和元件侧检测电极之间，元件侧驱动电极和元件侧检测电极之间的耦合也被基板侧低阻抗电极切断。从而，防止了在这些电极之间发生串扰，并能够改善补偿温度漂移特性。
此外，在本发明中，当角速度检测元件通过使用金属凸点倒装装配在多层基板上时，元件侧低阻抗电极和基板侧低阻抗电极至少部分地彼此相对。此时，元件侧低阻抗电极和基板侧低阻抗电极彼此相对的相对部分放置在基板侧驱动电极和基板侧检测电极之间，并也放置在元件侧驱动电极和元件侧检测电极之间。因此，通过使用两个低阻抗电极的相对部分，基板侧驱动电极和元件侧检测电极之间的耦合被切断，且元件侧驱动电极和基板侧检测电极之间的耦合也可被切断。从而，防止了基板侧的电极和元件侧的电极之间发生串扰，并能够改善补偿温度漂移特性。
2)此外，本发明采用的另一种结构的特征在于，基板是由多层绝缘层制成的多层基板；检测布线设置在多层基板内部的两层绝缘层之间；面向检测布线的低阻抗布线沿多层基板的厚度方向包含在不同于检测布线的位置；在角速度检测元件中，包含放置到与多层基板相对的装配面侧并与驱动装置连接的元件侧驱动电极、与位移检测装置连接的元件侧检测电极、以及包围元件侧驱动电极或元件侧检测电极并用于切断元件侧驱动电极和元件侧检测电极之间的耦合的元件侧低阻抗电极；在多层基板的顶面上，包含与驱动布线连接并面向元件侧驱动电极的基板侧驱动电极、与检测布线连接并面向元件侧检测电极的基板侧检测电极、以及包围基板侧驱动电极或基板侧检测电极并用于切断基板侧驱动电极和基板侧检测电极之间的耦合的基板侧低阻抗电极；通过使用金属凸点将角速度检测元件装配在多层基板的顶面上；通过使用金属凸点连接元件侧驱动电极和基板侧驱动电极；通过使用金属凸点连接元件侧检测电极和基板侧检测电极；以低阻抗参考电势连接元件侧低阻抗电极和基板侧低阻抗电极；使元件侧低阻抗电极和基板侧低阻抗电极在元件侧驱动电极和元件侧检测电极之间至少部分地彼此相对。
当用这种方式构成时，通过使用低阻抗布线能够屏蔽高阻抗检测布线。因此，它能够防止驱动信号混入在驱动布线和检测布线之间的检测信号，从而，能够防止静止输出偏离并能改善补偿温度漂移特性。
此外，由于多层基板被用作装配角速度检测元件等的基板，这能够增加放置元件等的自由度。从而，减小了包括布线等的装配面积并能使器件作为整个而言更小。
此外，由于通过使用多层基板自由设置布线，驱动电极和检测电极可被设置在多层基板表面的自由位置和角速度检测元件的装配面。因此，角速度检测元件可倒装装配在多层基板上，并且，与进行引线键合的情况相比，可提高生产率和检测灵敏度。
此外，由于包围元件侧驱动电极或元件侧检测电极的元件侧低阻抗电极包含在角速度检测元件的装配面上，通过元件侧低阻抗电极可切断元件侧驱动电极和元件侧检测电极之间的耦合。另一方面，由于包围基板侧驱动电极或基板侧检测电极的基板侧低阻抗电极包含在多层基板的表面上，通过基板侧低阻抗电极可切断基板侧驱动电极和基板侧检测电极之间的耦合。
此外，在本发明中，当角速度检测元件通过使用金属凸点倒装装配在多层基板上时，元件侧低阻抗电极和基板侧低阻抗低电极在元件侧驱动电极和元件侧检测电极之间至少部分地彼此相对。此时，彼此相对的元件侧低阻抗电极和基板侧低阻抗的相对部分放置在元件侧驱动电极和元件侧检测电极之间，并也放置在基板侧驱动电极和基板侧检测电极之间。因此，通过使用两个低阻抗的相对部分，在元件侧驱动电极和元件侧检测电极之间的耦合被切断，且元件侧驱动电极和基板侧检测电极之间的耦合也能够被切断。从而，可防止基板侧电极与元件侧电极之间的串扰，并能够改善补偿温度漂移特性。
3)在这种情况下，在本发明中，其中元件侧低阻抗电极和基板侧低阻抗电极彼此相对的相对部分可包围元件侧检测电极和基板侧检测电极。
用这种方式，由于两个低阻抗电极的相对部分包围了在元件侧和基板侧上的检测部分，可的确切断检测电极与元件侧驱动电极及基板侧驱动电极之间的耦合。从而，防止了在驱动电极和检测电极之间发生串扰，并能改善补偿温度漂移特性。
附图简述
图1是根据本发明第一实施例示出角速度测量设备的透视图。
图2是示出在图1中的角速度检测元件的框图。
图3是示出在图1中的角速度检测元件和多层基板的放大分解透视图。
图4是示出在图3中的角速度检测元件仰视图。
图5是示出在图3中的多层基板的俯视图，其中去除了保护膜。
图6是示出第一实施例的角速度检测元件的接地电极和多层基板的接地电极彼此相对的部分的例图。
图7是沿图1VII-VII线的角速度测量设备的截面图。
图8是沿图1VIII-VIII线的角速度测量设备的截面图。
图9是示出图1中的多层基板的透视图。
图10是示出根据第二实施例的角速度测量设备的正视图。
图11是示出根据第三实施例的角速度检测元件和多层基板的分解透视图。
图12是示出图11中的角速度检测元件的仰视图。
图13是示出除去了保护膜的图11中的多层基板的俯视图。
图14是示出第三实施例的角速度检测元件的接地电极和多层基板的接地电极彼此相对的部分的例图。
图15是示出根据第三实施例的多层基板的分解透视图。
图16是示出根据第一修改例的角速度检测元件的俯视图。
图17是示出第一修改例的角速度检测元件的接地电极和多层基板的接地电极彼此相对的部分的例图。
图18是示出根据第四实施例的角速度检测元件的俯视图。
图19是示出除去了保护膜的根据第四实施例的多层基板的俯视图。
图20是示出第四实施例的角速度检测元件的接地电极和多层基板的接地电极彼此相对的部分的例图。
标号1角速度检测元件2元件基板3和4振动体5A，5B，6A和6B驱动部分(驱动装置)7A，7B，8A和8B检测部分(位移检测装置)9到12，71到74，以及121到124元件侧驱动电极13，14，75，76，125和126元件侧检测电极15，77和127接地电极(元件侧低阻抗电极)21，81和128多层基板22到24，以及82到85绝缘层29到32，91到94，以及129到132基板侧驱动电极
33、34、95、96、133和134基板侧检测电极35、97、97’和135接地电极(基板侧低阻抗电极)41、42、102和103驱动布线43、44、105和106检测布线45、50、51、107、112和113接地电极(低阻抗布线)具体实施方式
下文中，将参照附图来描述根据本发明较佳实施例的角速度测量设备。
这里，图1到9示出了第一实施例。在附图中，标号1表示由装配在随后要描述的多层基板21上的振动型陀螺元件组成的角速度检测元件。如图2所示，角速度检测元件1通常由可以沿三根轴中平行于元件基板的第一和第二轴向(X轴方向和Y轴方向)移位的振动体3和4、作为在X轴方向驱动振动体3和4的振动装置的驱动部分5A、5B、6A和6B以及作为检测振动体3和4在Y轴方向振动的位移检测装置的检测部分7A、7B、8A和8B。
这里，通过使用例如玻璃基板等形成元件基板2。此外，振动体3和4、驱动部分5A、5B、6A和6B以及检测部分7A、7B、8A和8B用这样的方式形成，即对例如阳极连接在元件基板2上的硅基板进行诸如蚀刻等的精细处理。此外，振动体3和4被支承，以通过使用光束(未示出)在X轴方向和Y轴方向被移位，且驱动部分5A、5B、6A和6B以及检测部分7A、7B、8A和8B通过使用例如梳状电极来构成。
此外，如图2到4所示，元件侧驱动电极9到12、元件侧检测电极13和14及作为元件侧低阻抗电极的接地电极包含在元件基板2的背面(装配面)上。然后，驱动部分5A、5B、6A和6B通过使用通孔等分别与元件侧驱动电极9、10、11和12相连接，而检测部分7B和8A与元件侧检测电极14连接。此外，接地电极15在随后将描述的多层基板21侧与接地电极35相连接。由此，接地电极15被保持在作为低阻抗参考电势的接地电势，而振动体3和4与接地电极15相连接。
用这种方式，当把彼此相位相反的电压的驱动信号Vd1和Vd2施加给驱动部分5A和5B时，根据驱动信号Vd1和Vd2，静电吸引在振动体3与驱动部分5A和5B之间起作用，而振动体3在X轴方向振动。然后，当在这种情况下把在垂直于元件基板2的Z轴方向的角速度Ω施加给元件基板2时，科里奥利力作用于振动体3且振动体3在Y轴方向被移位(振动)。此时，由于在检测部分7A和7B与振动体3之间的静电电容发生变化，检测部分7A和7B根据静电电容输出作为检测信号Vs1和Vs2的电压等。
用同样的方式，也将彼此相位相反的驱动信号Vd2和Vd1施加给驱动部分6A和6B，当把在Z轴方向的角速度Ω施加给振动体4时，振动体在Y轴方向移位(振动)。因此，检测部分8A和8B根据在检测部分8A和8B与振动体4之间的静电电容输出作为检测信号Vs3和Vs4的电压等。
此外，由于把驱动信号Vd1输入给驱动部分5A和6B并把驱动信号Vd2输入给驱动部分5B和6A，振动体3和4在X轴方向以彼此相反的方向振动。此外，由于振动体3和4基本上是以同样的方式形成，当相同的角速度Ω作用于振动体3和4时，检测部分7A和8B的检测信号Vs1和Vs4的变化量变得相同，而检测部分7B和8A的检测信号Vs2和Vs3的变化量也变得相同。另一方面，当在Y轴方向的相同加速度作用于振动体3和4时，检测部分7A和8B的检测信号Vs1和Vs4的变化量变成彼此符号相反的相同值，而检测部分7B和8A的检测信号Vs2和Vs3的变化量也变成彼此符号相反的相同值。因此，当检测部分7A和8B与元件侧检测电极13相连接以及检测部分7B和8A与元件侧检测电极14相连接时，加速度分量从检测信号Vs1到Vs4移开，且只有加速度分量被输出。
这里，元件侧驱动电极9到12和元件侧检测电极13和14形成为岛状。此外，如图3和4所示，元件侧驱动电极9和10以及元件侧驱动电极11和12放置在元件基板2的背面(侧面)，并在Y轴方向彼此分开。另一方面，元件侧检测电极13和14设置在元件基板2的中央部分。此外，在元件基板2的背面上接地电极15形成在除电极9到14的周围(附近)之外的部分，以和元件侧电极9到12及元件侧检测电极13和14绝缘。因此，接地电极15形成在元件基板2背面的整个区域上。然而，在接地电极15中，开口16形成在元件侧驱动电极9和10与元件侧驱动电极11和12中的每一个的位置处，而开口17形成在元件侧检测电极13和14的位置处。因此，放置在接地电极15的开口17周围框状的框部分18设置在元件侧检测电极13和14与元件侧驱动电极9到12之间，以包括元件侧检测电极13和14。
然后，下面将描述电极9到15在多层基板21侧与电极29到35相连。
标号21表示装配角速度检测元件1等的多层基板。如图7到9所示，多层基板21由诸如例如氧化铝等的陶瓷材料制成的三层绝缘层22到24构成，而这些绝缘层22到24彼此叠层在一起。于是，第一电极层25形成在多层21的表面21A上，第二电极层26形成在绝缘层22和23之间，第三电极层27形成在绝缘层23和24之间，而第四电极层28形成在多层基板21的背面21B上。
标号29到32表示带状基板侧驱动电极。基板侧驱动电极29到32设置在面向元件侧驱动电极9到12的位置，并且从多层基板21的中央部分延伸至外围部分。于是，基板侧驱动电极29和30与基板侧驱动电极30和31被设置成在Y轴方向彼此分开，基板侧驱动电极29和32与随后要描述的驱动布线41相连接，而基板侧驱动电极30和31与随后要描述的驱动布线42相连接。
标号33和34表示包含在多层基板21表面21A上的岛状基板侧检测电极。基板侧检测电极33和34设置在面对元件侧检测电极13和14的位置并放置在基板侧驱动电极29和30与基板侧驱动电极31和32之间。于是，基板侧检测电极33和34经由随后要描述的通孔46和47与包含在多层基板21内的布线43和44相连接。
标号35表示包含在多层基板21表面21A上、作为基板侧低阻抗电极的接地电极。在多层基板21的表面21A上，接地电极35形成在面对角速度检测元件1的整个区域中。然而，接地电极35形成在除电极29到34周围(附近)之外的部分，以与基板侧驱动电极29到32和基板侧检测电极33和34相绝缘。因此，在接地电极35中，沿着电极29到32延伸的槽36形成在向多层基板21外侧延伸的基板侧驱动电极29到32的位置处，而开口37形成在基板侧检测电极33和34的位置处。因此，放置在接地电极35的开口37周围的框状的框部分38被设置在基板侧检测电极33和34与基板侧驱动电极29到32之间，以围住基板侧检测电极33和34。
此外，当角速度检测元件1是倒装装配在多层基板21的表面上时，在多层基板21侧的接地电极35与角速度检测元件1侧的接地电极15位于彼此的顶部(彼此相对)，且形成接地电极15和35的相对部分A11和A12(由图6中的虚线所包围的部分)。此时，接地电极15和35的相对部分A11以框状形式形成，以包围元件侧检测电极13和14并同样包围基板侧检测电极33和34。因此，接地电极15和35的相对部分A11被设置在元件侧驱动电极9到12和元件侧电极13和14之间。
此外，形成接地电极15和35的相对部分A12，以设置在彼此面对部分A11的Y轴方向两侧并沿X轴方向延伸。于是，基板侧检测电极33和34夹在彼此面对部分A12与接地电极15和35的相对部分A11之间。
此外，接地电极35与从随后要描述的信号处理电路部分52延伸的接地布线39相连接。因此，接地电极35与信号处理电路部分52的接地电极52(未示出)相连接，并保持在作为低阻抗参考电势的接地电势。
此外，保护膜40基本上包含于多层基板21的整个表面。于是，保护膜40覆盖电极29到35。但是，电极29到35的电极焊盘29A到35A是暴露的。用这种方式，通过使用例如包含在电极焊盘29A到35A上的、由诸如金等导电金属材料制成的金属凸点B，电极29到35与角速度检测元件1的电极焊盘9A到15A相连接，并且角速度检测元件1倒装装配在多层基板21上。
标号41和42表示包含在多层基板21的表面21A上的驱动布线。如图1到9所示，驱动布线41和42沿多层基板21的Y轴方向延伸，连接基板侧驱动电极29到32与信号处理电路部分52，并与电极29到35以及接地布线39一起构成第一电极层25。这里，驱动布线41与基板侧驱动电极29和32相连接。另一方面，驱动布线42放置在驱动布线41的相对侧，以将接地布线39夹入其间，并连接到基板侧驱动电极30和31。用这种方式，驱动布线41和42将要从信号处理电部分52施加的、彼此相位相反的驱动信号Vd1和Vd2供给基板侧驱动电极29到32，并使振动体3和4沿X轴方向振动。
标号43和44表示包含在多层基板21内的检测布线。检测布线43和44放置在绝缘层23和24之间，并沿Y轴方向彼此平行延伸，以从角速度测量元件1延伸到信号处理电路部分52。此外，作为低阻抗布线的接地电极45包含在绝缘层23和24之间，以包围每一检测布线43和44。这里，接地电极45经由通孔(未示出)等与信号处理电路部分52的接地电极(未示出)相连接。于是，检测布线43和44与接地电极45一起构成第三电极层27。
此外，在检测布线43和44中，一端经由通孔46和47与基板侧检测电极33和34相连接，而另一端经由通孔48和49与信号处理电路部分52连接。
标号50表示包含在绝缘层22和23之间作为低阻抗布线的接地电极。接地电极50基本上面向检测布线43和44的整个长度，并基本上覆盖绝缘层23表面侧的整个区域。但是，接地电极50形成在将通孔46到49排除在外的周围的区域中，使得接地电极50可以和检测布线43和44等绝缘。此外，接地电极50与信号处理电路部分52的接地电极(未示出)相连接，并构成第二电极层26。于是，接地电极50设置在驱动布线41和42与检测布线43和44之间，并使它们之间的耦合电容降低。
参考标号51表示包含在多层基板21的背面21B上、作为低阻抗布线的接地电极。接地电极51基本上面向检测布线43和44的整个长度，并基本上覆盖背面21B的整个区域。接地电极51经由通孔(未示出)等与信号处理电路部分52的接地电极(未示出)相连接，并构成第四电极层28。于是，接地电极50使驱动布线41和42与检测布线43和44之间的耦合电容减小，并防止来自外部的噪声(噪声信号)混入检测布线43和44。
标号52表示包含在多层基板21的表面21A上的、作为信号处理装置的信号处理电路部分。通过使用由多种有源元件和无源元件等制成的裸芯片IC52A、电路部分52B构成该信号处理部分，并且，例如裸芯片IC52A是倒装装配的，而电路部分52B是通过使用回流焊工艺SMD装配的(表面装配的)。
此外，信号处理电路52与驱动布线41和42、检测布线43和44、接地布线39、接地电极45、50和51连接，也与接地布线53、电源布线54和输出信号布线55连接。于是，信号处理电路部分52经由接地布线53连接到外部接地，而同样经由接地布线把驱动电源电压供给信号处理电路部分52。用这种方式，信号处理电路部分52通过驱动布线41和42把相位彼此相反的驱动信号Vd1和Vd2供给角速度检测元件1，同时通过检测布线43和44从角速度检测元件1接收检测信号Vs1到Vs4，并通过进行多种计算等根据角速度Ω输出输出信号Vo。此外，信号处理电路部分52通过输出信号布线55把输出信号Vo输出到外部。
根据本发明的角速度测量设备具有上述结构。接下来，描述它的工作情况。
首先，当信号输出电路部分52将相位彼此相反的驱动信号输出给驱动布线41和42时，驱动信号Vd1和Vd2通过驱动电极9到12以及29到32被施加给角速度检测元件1的驱动部分5A、5B、6A和6B。因而，静电吸引作用在振动体3和4上面，而振动体3和4在沿X轴的图2中箭头a1和a2的方向振动。在这种情况下当角速度Ω环绕Z轴作用时，由于公式1示出的科里奥利力作用于振动体3和4上，振动体3和4被移位，并根据角速度Ω在沿Y轴的图2中箭头b1和b2的方向振动。
公式1F＝2×M×Ω×v其中M＝振动体3和4的质量Ω＝环绕Z轴的角速度V＝沿振动体3和4的X轴方向的速度此时，由于在检测部分7A、7B、8A、8B与振动体3和4之间的静电电容根据在振动体3和4的Y轴方向的位移来变化，检测部分7A、7B、8A、8B根据电容变化输出检测信号Vs1到Vs4。当这些检测信号在检测电极13和14中被合成时，加速度分量被去除，且检测信号Vs1到Vs4通过检测电极33和34与检测布线43和44被输入到信号处理电路部分52。因此，信号处理电路部分52执行检测信号Vs1到Vs4的同步检测等信号处理，以检测角速度Ω并把输出信号Vo输出到外部。
同时，驱动信号Vd1和Vd2与检测信号Vs1到Vs4含有相对低的几十KHz的频率，且在驱动布线41和42与检测布线43和44之间的耦合电容非常小(例如，大约几fF)。因此，由于驱动信号Vd1和Vd2与检测信号Vs1到Vs4之间的串扰非常小，除角速度测量设备之外的场合由串扰所引起的信号混合是忽略的。在角速度检测元件1中，因为由科里奥利力所引起的振动体3和4的位移非常小，检测信号Vs1到Vs4相比驱动信号Vd1和Vd2具有较小的值。此外，由于串扰的相位和检测的相位彼此相等，通过检测不能消除该串扰。因此，即使驱动信号Vd1和Vd2与检测信号Vs1到Vs4轻微地混合时，也会损害静止输出的检测和补偿温度漂移特性。
于是，在相关技术中，为补偿在驱动信号和检测信号之间的串扰，尽管驱动布线和检测布线在它们之间形成对称，但是在这种情况下，引入和引出引线的自由度是有限的，同时，在角速度检测元件装配在基板上时，因为它是移位的，在驱动布线和检测布线之间的耦合电容发生变化，于是存在着不能够充分补偿串扰的问题。
相反，根据本发明，由于检测布线43和44包含在多层基板21的内部，且用于覆盖检测布线43和44的接地电极50和51沿厚度方向包含在不同于检测布线43和44的不同位置(场所)，通过使用接地电极50和51可以屏蔽高阻抗的检测布线43和44。因此，在驱动布线41和42与检测布线43和44之间可防止驱动信号Vd1和Vd2与检测信号Vs1到Vs4相混，结果，它能够防止静止输出的偏离和改善补偿温度漂移特性。
此外，由于角速度检测元件1等装配在多层基板21上，与单层基板被用在相关技术中的情形相比，可以消除在驱动布线41和42、检测布线43和44等中引入和引出引线的限制，并可增加元件1等布置的自由度。从而，减小了用于布线41到44等的装配面积，并且器件作为一个整体可做得更小。
此外，通过多层基板21可自由放置布线41到44等，例如，驱动布线41和42与检测布线43和44等被设置成对称，而驱动布线41和检测布线43之间的耦合电容可被设为基本上等于驱动布线42和检测布线44之间的耦合电容。因此，即使在驱动布线41和42与检测布线43被耦合在那之间时，驱动信号和检测信号间的串扰也得到补偿且能够增加检测灵敏度。
此外，由于通过使用多层基板21可自由放置布线41到44，所以可以用高密度将用于连接角速度检测元件1的电极29到35设置在多层基板21的表面21A上，同样，可将基板侧驱动电极29到32与基板侧检测电极33和34设置在自由位置，以在多层基板21的表面21A上面对元件侧驱动电极9到12与元件侧检测电极13和14。因此，可将角速度检测元件1倒装装配在多层基板21上。从而，与进行引线键合装配的情形相比，提高了生产率，同时消除了来自布线等的噪声混合并提高了检测灵敏度。
特别是，在本实施例中，由于接地电极50设置在驱动布线41和42与检测布线43和44之间，通过使用接地电极50驱动布线41和42与检测布线43和44可被彼此绝缘，且的确能够防止它们之间的发生串扰。
另外，元件侧驱动电极9到12与元件侧检测电极13和14包含在角速度检测元件1的装配面上，基板侧驱动电极29到32与基板侧检测电极33和34包含在多层基板21的表面21A上，元件侧驱动电极9到12与基板侧驱动电极29到32相连接，而元件侧检测电极13和14与基板侧检测电极33和34相连接，由此，角速度检测元件1倒装装配在多层基板21上。因此，与进行引线键合装配的情形相比，例如构成信号处理电路部分52的裸芯片IC52A等被装配，同时可装配角速度检测元件1，于是可提高生产率。
此外，由于放置在元件侧驱动电极9到12与元件侧检测电极13和14之间的接地电极15包含在角速度检测元件1的装配面上，通过接地电极15可切断元件侧驱动电极9到12与元件侧检测电极13和14相互之间的耦合。此外，当角速度检测元件1倒装装配在多层基板21上时，由于元件侧驱动电极9到12与基板侧驱动电极29到32被连接成彼此相对，元件侧检测电极13和14与基板侧检测电极33和34也被连接成彼此相对，接地电极15设置在基板侧驱动电极29到32与基板侧检测电极33和34之间。因此，通过接地电极15也切断了基板侧驱动电极29到32与基板侧检测电极33和34相互之间的耦合。从而，可防止电极29到32与电极33和34之间的串扰发生，并可改善补偿温度漂移特性等。
此外，由于放置在基板侧驱动电极29到32与基板侧检测电极33和34之间的接地电极35包含在多层基板21的表面21A上，基板侧驱动电极29到32与基板侧检测电极33和34之间的耦合可被接地电极35切断。因此，由于角速度检测元件1与接地电极15之间的乘法效应，驱动电极9到12以及29到32与检测电极13、14、33和34之间耦合的确可被切断，并可增加串扰的切断效果。
此外，在相关技术中，当把角速度检测元件装配在基板上以使其移位时，基板侧的电极焊盘与角速度检测元件上的电极焊盘之间的耦合电容发生变化，存在着产生串扰的趋势。然而，在本实施例中，由于接地电极15和35包含在驱动电极9到12以及29到32与检测电极13、14、33和34之间，即使角速度检测元件1装配在多层基板21上以移位，接地电极15和35的相对部分A11可设置在驱动电极9到12以及29到32与检测电极13、14、33和34之间。从而，通过使用接地电极15和35的相对部分A11，切断了驱动电极9到12以及29到32与检测电极13、14、33和34之间的耦合，并能防止串扰的发生。
此外，由于通过使用金属凸点B将角速度检测元件1倒装在多层基板21上，所以基板侧驱动电极29到32与元件侧驱动电极9到12彼此十分接近，例如，在那之间以大约几十μm的间隙彼此面对。用同样的方式，基板侧检测电极33和34也面向元件侧检测电极13和14以彼此靠近。因此，当电极9到14以及29到34以高密度被包含时，由于驱动电极9到12以及29到32变得靠近检测电极13、14、33和34，在基板侧驱动电极29到32与元件侧检测电极13和14之间会有发生串扰的趋势，并且在元件侧驱动电极9到12与基板侧检测电极33和34之间也有发生串扰的趋势。
然而，在本实施例中，当角速度检测元件1倒装装配在多层基板21上时，接地电极15和35部分地面向元件侧驱动电极9到12与元件侧检测电极13和14。此时，接地电极15和35彼此面对处的相对部分A11放置在元件侧驱动电极9到12与元件侧检测电极13和14之间，并且也放置在基板侧驱动电极29到32与基板侧检测电极33和34之间。因此，通过使用接地电极15和35的相对部分A11可切断基板侧驱动电极29到32与元件侧检测电极13和14之间的耦合，同时也切断了元件侧驱动电极9到12与基板侧检测电极33和34之间的耦合。从而，防止了多层基板21侧的电极29到34与角速度检测元件1侧的电极9到14之间发生串扰，并可改善补偿温度漂移特性。
特别是，在本实施例中，接地电极15和35的相对部分A11包围了元件侧检测电极13和14，也包围了基板侧检测电极33和34。因此，的确可切断在检测电极13、14、33和34与元件侧驱动电极9到12及基板侧驱动电极29到32之间的耦合。从而，确实可防止在驱动电极9到12以及29到32与检测电极13、14、33和34之间发生串扰。
此外，由于驱动电极9到12以及29到32被夹在接地电极15和35的相对部分A11和A12之间，所以驱动信号Vd1和Vd2的确被封闭在驱动电极9到12以及29到32周围，且可以增加抑制串扰的效果。
此外，放置在装配角速度检测元件1的部分并用于连接基板侧检测电极33和34与检测布线43和44的通孔46和47包含在多层基板21中。因此，基板侧电极33和34可设置在面向角速度检测电极1的元件侧检测电极13和14的位置，并且可增加放置基板侧驱动电极29到32等其它电极的自由度。此外，由于基板侧检测电极33和34在装配角速度检测元件1的位置与包含在多层基板21内部的检测布线43和44相连接，与在多层基板21的表面21A侧进行与信号处理电路部分52相连接的情形相比，防止了混入来自外部的噪声，并能增加角速度Ω的检测灵敏度。
此外，由于可缩短基板侧检测电极33和34的长度尺寸(在检测部分7A、7B、8A和8B与检测布线43和44之间的长度尺寸)，所以可抑制基板侧检测电极33和34等与驱动电极29到32等之间的耦合。
此外，由于角速度检测元件1的振动体3和4、驱动部分5A、5B、6A和6B以及检测部分7A、7B、8A和8B是通过硅材料的精细处理来形成的，所以可以使角速度检测元件1做得更小。此外，由于检测布线43和44包含在多层基板21的内部，并且多层基板21侧电极排列的自由度较高，即使用于角速度检测元件1外部连接的电极9到15为了减小尺寸以高密度来设置，也能够将角速度检测元件1倒装装配在多层基板21上。
此外，由于角速度检测部分1的检测部分7A、7B、8A和8B被用来根据振动体3和4的位移检测静电电容，仍会有检测信号Vs1到Vs4有可能根据检测布线43和44与驱动布线41和42之间的耦合电容变差的趋势。反之，在本实施例中，由于检测布线43和44设置在多层基板21的内部，且检测布线43和44被接地电极45、50和51覆盖，所以减少了检测布线43和44与驱动布线41和42之间的耦合电容并抑制了串扰的发生。
此外，由于通过使用例如氧化铝的绝缘陶瓷材料来形成多层基板21的绝缘层22到24，例如，在玻璃基板等被用作角速度检测元件1的基板2的情况下，与树脂材料用作绝缘层22到24的情况相比，可以使热膨胀系数的差值更小，并且可抑制检测灵敏度和静止输出的变化。
接下来，图10示出了本发明的第二实施例，本实施例的特征是由电路部件之外的、要倒装的裸芯片IC包含在多层基板含有角速度检测元件的表面侧，待装配的电路部件包含在多层基板的背面侧。此外，在本实施例中，相同的标号赋予与第一实施例相同的零件，其描述被省略。
标号61表示作为包含在多层基板21表面21A上作为信号处理装置的信号处理电路部分。该信号处理电路部分61用和第一实施例相同的方式由裸芯片61A、电路部分61B等构成。于是，裸芯片IC 61A用和角速度检测元件1相同的方式放置在多层基板21的表面21A上并是倒装装配的，而电路部分61B用不同于角速度检测元件1的方式放置在多层基板的背面21B上并是通过回流焊SMD装配(表面装配)的。另外，信号处理电路部分61与驱动布线、检测布线(它们中的任何一个未示出)等连接。
因此，同样在用这种方式构成的本发明的实施例中，基本上可获得与第一实施例相同的工作效果。于是，特别是在本实施例中，由于倒装装配在信号处理电路部分61中的裸芯片IC 61A使用和角速度检测元件1相同的方式包含在多层基板21的表面21A上，可以将裸芯片IC 61A和角速度检测元件1一起装配在多层基板21上并提高生产率。此外，由于要被装配的电路部分61B用不同于角速度检测元件1等的方式包含在多层基板21的背面21B侧，当电路部件61B被回流焊接时，能够防止角速度检测元件1的装配面(电极、焊盘等)、裸芯片IC 61A等被污染。从而，能够防止在倒装装配中的有缺陷的连接等并能提高在装配中的成品率和可靠性。
接下来，图11到15示出了本发明的第三实施例，本实施例的特征是，驱动布线设置在多层基板的内部以及基板侧驱动电极和基板侧检测电极被接地电极包围。此外，在本实施例中，相同的标号赋予和第一实施例相同的零件且其描述被省略。
标号71到74表示包含在元件基板2的背面(装配面)的岛状元件侧驱动电极。元件侧驱动电极71到74基本上用与根据第一实施例的元件侧驱动电极9到12相同的方式与驱动部分5A、5B、6A和6B相连。因此，元件侧驱动电极71到74将驱动信号Vd1输入给驱动部分5A和6B并将驱动信号Vd2输入给驱动部分5B和6A。
此外，如图11和12所示，元件侧驱动电极71和72以及元件侧驱动电极73和74放置在元件基板2的背面上，并且包含在沿Y轴方向分开的位置。
标号75和76表示包含在元件基板2的背面上的岛状元件侧检测电极。元件侧检测电极75和76放置在元件侧驱动电极73和74之间，并设置在元件基板2的中间部分的侧面上。然后，元件侧检测元件76与检测部分7B和8A连接。因此，元件侧检测电极75和76消除了从检测部分7A、7B、8A和8B输出的来自检测信号Vs1到Vs4的加速度分量，并只输出角速度分量。
标号77表示包含在元件基板2背面上的、作为元件侧低阻抗电极的接地电极。接地电极77形成在除去电极71到76周围(附近)的元件基板2背面的部分中，使得接地电极77可与元件侧驱动电极71到74和元件侧检测电极75和76绝缘。因此，接地电极77形成在元件基板2的整个背面上。但是，在接地电极77中，开口78形成在元件侧驱动电极71和72的位置以及元件侧驱动电极73和74的位置，而开口79形成在元件侧检测电极75和76的位置。用这种方式，放置在接地电极77中的开口79周围的框状的框部分80包围了元件侧检测电极75和76，并放置在元件侧检测电极75和76与元件侧驱动电极71到74之间。于是，接地电极77与随后将要描述的多层基板81侧的接地电极97相连接并保持在作为低阻抗参考电势的接地电势。
标号81表示装配了角速度检测元件1等的多层基板。如图15所示，多层基板81例如由诸如氧化铝等的陶瓷材料制成的四层绝缘层82到85构成，而这些绝缘层82到85被叠层。然后，第一电极层86形成在多层基板81的表面81A上，第二电极层87形成在绝缘层82和83之间，第三电极层88形成在绝缘层83和84之间，第四电极层89形成在绝缘层84和85之间，而第五电极层90形成在多层基板81的背面上。
标号91到94表示包含在多层基板81的表面81A(最上层绝缘层82的表面)上的基板侧驱动电极。如图13和14所示，基板侧驱动电极91到94形成为岛状，并设置在面向元件侧驱动电极71到74的位置。于是，基板侧驱动电极91和92与基板侧驱动电极93和84被设置成在Y轴方向彼此分开，基板侧驱动电极91和94与随后要描述的驱动布线102相连接，而基板侧驱动电极92和93与随后要描述的驱动布线103相连接。
标号95和96表示包含在多层基板81表面81A上的基板侧检测电极。基板侧检测电极95和96设置在面对元件侧检测电极75和76的位置并放置在基板侧驱动电极91和92与基板侧驱动电极93和94之间。于是，基板侧检测电极95和96经由随后要描述的通孔108和109与包含在多层基板81内的检测布线105和106相连接。
标号97表示包含在多层基板81表面81A上、作为基板侧低阻抗电极的接地电极。在多层基板81的表面81A上，接地电极97形成在面对角速度检测元件1的整个区域。然而，接地电极97形成在除掉电极91到96周围(附近)的部分中，以使接地电极97与基板侧驱动电极91到94和基板侧检测电极93和94相绝缘。因此，在接地电极97中，开口98形成在基板侧驱动电极91到94的位置处，而开口99形成在基板侧检测电极95和96的位置处。因此，在接地电极97中，放置在开口99周围的框状的框部分100包围了基板侧检测电极95和96，并被设置在基板侧检测电极95和96与基板侧驱动电极91到94之间。于是，接地电极97与基板侧驱动电极91到94、基板侧检测电极95和96等一起构成了随后要描述的第一电极层86。
此外，当角速度检测元件1倒装装配在多层基板81上时，多层基板81侧的接地电极97面向角速度检测元件1侧的接地电极77(接地电极97和77位于彼此的顶部)，且形成接地电极77和97的相对部分A31(由图14中的虚线所包围的部分)。此时，接地电极77和97的相对部分A31包含三个开口A31a、A31b和A31c。于是，检测电极75、76、95和96设置在开口A31a的内部，驱动电极71、72、91和92设置在开口A31b的内部，而驱动电极73、74、93和94设置在开口A31c的内部。因此，接地电极77和97的相对部分A31包围了元件侧检测电极75和76与基板侧检测电极95和96，包围了元件侧驱动电极71和72与基板侧驱动电极91和92，包围了元件侧驱动电极73和74与基板侧驱动电极93和94。用这种方式，接地电极77和97的相对部分A31设置在元件侧驱动电极71到74与元件侧检测电极75和76之间。
此外，接地电极97经由通孔与随后要描述、包含在多层基板81内部的接地电极104相连接。此外，接地电极104经由通孔与信号处理电路部分52相连接。因此，接地电极97与信号处理电路部分52的接地电极(未示出)相连接并保持在作为低阻抗参考电势的接地电势。
此外，保护膜101基本上包含于多层基板81的整个表面。于是，保护膜40覆盖电极91到97。但是，在电极91到97中，电极焊盘91A到97A是暴露的。因此，通过使用例如包含在电极焊盘91A到97A上的、由诸如金等导电金属材料制成的金属凸点B，电极91到97与电极71到71连接，而角速度检测元件1倒装装配在多层基板81上。
标号102和103表示包含在绝缘层82和83之间的驱动布线。如图15所示，驱动布线102和103沿多层基板81的Y轴方向延伸，并连接基板侧驱动电极91到94与信号处理电路部分52。此外，驱动布线102和103形成为在X轴方向对称。这里，驱动布线102与基板侧驱动电极91和94相连接，而驱动布线103与基板侧驱动电极92和93相连接。用这种方式，驱动布线102和103将要从信号处理电部分52施加的、彼此相位相反的驱动信号Vd1和Vd2供给基板侧驱动电极91到94，并使角速度检测元件1的振动体3和4沿X轴方向振动。
标号104表示包含在绝缘层82和83之间的接地电极。接地电极104包围每一驱动布线102和103。这里，接地电极104的一端经由通孔(未示出)与多层基板81的接地电极97连接，而另一端经由通孔(未示出)与信号处理电路部分52的接地电极(未示出)相连接。于是，接地电极104与驱动布线102和103一起构成第二电极层87。
标号105和106表示包含在多层基板81内的检测布线。检测布线105和106放置在绝缘层84和85之间，并从角速度测量元件1朝向信号处理电路部分52沿Y轴方向彼此平行延伸。此外，包围每一检测布线105和106、作为低阻抗布线的接地电极107包含在绝缘层84和85之间。这里，接地电极107经由通孔(未示出)等与信号处理电路部分52的接地电极(未示出)相连接。于是，检测布线105和106与接地电极107一起构成第四电极层89。
此外，检测布线105和106的一端经由通孔108和109与基板侧检测电极95和96相连接，而另一端经由通孔110和111与信号处理电路部分52连接。
标号112表示包含在绝缘层83和84之间作为低阻抗布线的接地电极。接地电极112基本上面向检测引105和106的整个长度，并基本上覆盖绝缘层84的整个表面。但是，接地电极112形成在将通孔108到111排除在外的周围的位置处，使得接地电极112可以和检测布线105和106等绝缘。此外，接地电极112经由通孔(未示出)与信号处理电路部分52的接地电极(未示出)相连接，并构成第三电极层88。于是，接地电极112设置在驱动布线102和103与检测布线105和106之间，并使它们之间的耦合电容变小。
标号113表示包含在多层基板81的背面81B上、作为低阻抗布线的接地电极。接地电极113基本上面向检测布线105和106的整个长度，并基本上覆盖背面81B的整个区域。此外，接地电极113经由通孔(未示出)等与信号处理电路部分52的接地电极(未示出)相连接，并构成第五电极层90。于是，接地电极113使驱动布线102和103与检测布线105和106之间的耦合电容减小，并防止来自外部的噪声(噪声信号)混入检测布线105和106。
因此，在用这种方式构成的本实施例中，也可获得与第一实施例中基本上相同的工作效果。特别是，在本实施例中，驱动布线102和103设置在多层基板81的内部，且通过使用接地电极97将基板侧驱动电极91到94与基板侧检测电极95和96包围。此时，元件侧驱动电极71到74与元件侧检测电极75和76中各自也被接地电极77包围。因此，接地电极77和97的相对部分A31包围了元件侧检测电极75和76与基板侧检测电极95和96，并能够包围元件侧驱动电极71到74与基板侧驱动电极91到94。用这种方式，接地电极77和97的相对部分A31切断了驱动电极71到74以及91到94与检测电极75、76、95和96之间的耦合，并且它的确能够防止串扰的发生。
此外，由于接地电极77和97的相对部分A31包围了驱动电极71到74以及91到94，它不仅能够防止驱动电极71到74以及91到94与检测电极75、76、95和96之间的串扰，还能够防止与其它电极之间串扰。因此，当角速度检测元件1包含用于检测振动体3和4在振动方向(x轴方向)的振动的监视装置(未示出)时，例如，如图11和12中的双点线所示，可将与该监视装置连接的监视电极114和115包含于接地电极77和97的外部。此时，监控装置用和位移检测装置相同的方式由梳状电极构成，且能够输出与检测信号Vs1到Vs4相同的监视信号。因此，监视信号也容易地受到驱动信号Vd1和Vd2的影响。反之，在本实施例中，由于接地电极77和97的相对部分A31包围了驱动电极71到74以及91到94，在驱动电极71到74以及91到94之间的耦合被切断，并可增加监视信号的检测精度。
此外，在第三实施例中，接地电极77和97的相对部分A31在它们四周没有被断开的情况下包围了检测电极75、76、95和96。但是，本发明不限于此，并且，如同图16和17中示出的第一修改示例，例如，当使多层基板81侧接地电极97’的开口98’更大时，一部分包括接地电极77和97’的相对部分A31’的检测电极75、76、95和96的部分会断开。同样在第一修改实施例中，由于接地电极77和97’彼此相对的相对部分A32’形成在检测电极75、76、95和96与驱动电极71到74以及91到94之间，故可切断检测电极75、76、95和96与驱动电极71到74以及91到94与监视电极114和115之间的耦合。
接下来，图18到20示出了本发明的第四实施例，本实施例的特征是接地电极包含在元件侧驱动电极和元件侧检测电极之间，接地电极包含在基板侧驱动电极和基板侧检测电极之间，以及使元件侧接地电极和基板侧接地电极至少部分相对。此外，在本实施例中，相同的标号被赋予和第一实施例中相同的零件，且其描述被省略。
标号121到124表示包含在元件基板2的背面(装配面)上的岛状元件侧驱动电极。元件侧驱动电极121到124基本上用和根据第一实施例的元件侧驱动电极9到12相同的方式与驱动部分5A、5B、6A和6B相连接。用这种方式，元件侧驱动电极121到124把驱动信号Vd1输入至该驱动部分5A和6B，并把驱动信号Vd2输入给驱动部分5B和6A。
此外，如图18和20所示，元件侧驱动电极121和122与元件侧驱动电极123和124放置在元件基板2的背面上，并包含在沿Y轴方向彼此隔开的位置。
标号125和126表示包含在元件基板2的背面上的岛状元件侧检测电极。元件侧检测电极125和126放置在元件侧驱动电极121和122与元件侧驱动电极123和124之间，并设置在元件基板2的中间部分的侧面上。于是，元件侧检测电极125与检测部分7A和8B相连接，而元件侧检测电极126与检测部分7B和8A相连接。因此，元件侧检测电极125和126消除了来自从检测部分7A、7B、8A和8B输出的检测信号Vs1到Vs4的加速度分量。
标号127表示作为元件侧低阻抗电极的接地电极，其中两个接地电极包含在元件基板2的背面上。这里，一个接地电极127设置在元件侧驱动电极121和122与元件侧检测电极125和126之间，而另一接地电极127设置在元件侧驱动电极123和124与元件侧检测电极125和126之间。于是，这些接地电极127形成在除元件基板2背面的电极121到126周围(附近)之外部分中，以使接地电极127可与元件侧驱动电极121到124与元件侧检测电极125和126绝缘。此外，接地电极127与随后要描述的多层基板128侧的接地电极135连接并保持在作为低阻抗参考电势的接地电势。
标号128表示装配角速度检测元件1等的多层基板。多层基板128基本上用和根据第三实施例的多层基板81相同的方式由四层绝缘层82到85构成，例如，包含驱动布线、检测布线和作为低阻抗布线的接地电极等(未示出)。
标号129到132表示包含在多层基板128表面128A上的基板侧驱动电极。如图19和20所示，基板侧驱动电极129到132也被形成为岛状，并设置在面向元件侧驱动电极121到124的位置。此外，基板侧驱动电极129和130以及基板侧驱动电极131和132被设置成在Y轴方向分开，且基板侧驱动电极129到132分别与多层基板128内的驱动布线(未示出)相连接。于是，驱动信号Vd1被施加给基板侧驱动电极129和132，而驱动信号Vd2被施加给基板侧驱动电极130和131。
标号133和134表示包含在多层基板128表面128A上的基板侧检测电极。基板侧检测电极133和134设置在面向元件侧检测电极125和126的位置，并放置在基板侧驱动电极129和130与基板侧驱动电极131和132之间。于是，基板侧检测电极133和134与多层基板81内的检测布线(未示出)相连接。
标号135表示作为基板侧低阻抗电极的接地电极，其中两个接地电极包含在多层基板128的表面128A上。这里，一个接地电极135设置在基板侧驱动电极129和130与基板侧检测电极133和134之间，而另一接地电极135设置在基板侧驱动电极131和132与基板侧检测电极133和134之间。于是，这些接地电极135形成在除多层基板128表面128A的电极129到134周围(附近)之外部分中，以使接地电极135可与基板侧驱动电极129到132与元件侧检测电极133和134绝缘。
此外，接地电极135经由通孔与包含在多层基板128内的接地电极(未示出)连接。于是，接地电极135经由多层基板128内的接地电极与信号处理电路部分连接，并保持在作为低阻抗参考电势的接地电势。
此外，当加速度检测元件1倒装装配在多层基板128上时，在多层基板128侧的接地电极135面向在角速度检测元件1侧的接地电极，并且接地电极127和135的相对部分A41(在图20中由虚线所包围的部分)沿着检测电极125、126、133和134的Y轴方向形成在两面上。此时，接地电极127和135的一个相对部分A41设置在驱动电极121、122、129和130与检测电极125、126、133和134之间。此外，接地电极127和135的另一相对部分A41设置在驱动电极123、124、131和132与检测电极125、126、133和134之间。
于是，电极129到135通过使用例如由诸如金等导电金属材料制成的金属凸点B与角速度检测元件1的电极121到127相连接，而角速度检测元件1倒装装配在多层基板128上。
因而，同样在用这种方式构成的本实施例中，可获得基本上与第一实施例相同的效果。特别是，在本实施例中，由于接地电极127和135的相对部分A41包含在驱动电极121到124以及129到132与检测电极125、126、133和134之间，在驱动电极121到124以及129到132与检测电极125、126、133和134之间的耦合通过使用接地电极127和135的相对部分A41被切断，且可防止串扰的发生。
此外，在本实施例中，接地电极127和135不包围驱动电极121到124、129到132与检测电极125、126、133和134，并只包含在驱动电极121到124以及129到132与检测电极125、126、133和134之间。因此，可围绕驱动电极121到124以及129到132设置多种绕组，例如，可有效使用元件基板2的背面与多层基板128的表面。
此外，在上述实施例中，使用了由振动体3和4制成的角速度检测元件1。然而，本发明不限于此，并且，用与相关技术相同的方式，可使用由单个振动体3和4制成的角速度检测元件。
此外，在上述第一和第二实施例中，尽管接地电极50和51包含在第二和第四电极层26和28中以把构成第三电极层27的检测布线43和44夹在其中，未必都需要两种接地电极50和51，可使用二者中的任何一种。同样，在第三实施例中，尽管包含两个接地电极112和113，也可包含任一接地电极。
此外，在每一上述实施例中，元件侧驱动电极9到12、71到74以及121到124、元件侧检测电极13、14、75、76、125和126以及接地电极15、77和127形成为围绕这些电极的中心在X轴方向和Y轴方向对称，且元件侧检测电极13、75和125与元件侧驱动电极9到12、71到74及121到124之间的耦合电容被设置为基本上同元件侧检测电极14、76和126与元件侧驱动电极9到12、71到74及121到124之间的耦合电容相同。然而，本发明不限于此，当接地电极15、77和127设置在元件侧驱动电极9到12、71到74及121到124与元件侧检测电极13、14、75、76、125和126时，上述耦合电容可以彼此互不相同。
用相同的方式，尽管基板侧驱动电极29到32、91到94以及129到132、基板侧检测电极33、34、95、96、133和134以及接地电极35、97和135形成为围绕这些电极的中心在X轴方向和Y轴方向对称，在基板侧检测电极33、95和133与基板侧驱动电极29到32、91到94以及129到132之间的耦合电容被设置为基本上与基板侧检测电极34、96和124与基板侧驱动电极29到32、91到94以及129到132之间的耦合电容相同，当接地电极35、97和135设置在基板侧驱动电极29到32、91到94以及129到132与基板侧检测电极33、34、95、96、133和134之间时，上述耦合电容可以彼此互不相同。
此外，在每一上述实施例中，使用了作为低阻抗电极的接地电极15、35、77、97和135，并使用了作为低阻抗布线的接地电极45、50、51、107、112和113。然而，本发明不限于此，低阻抗电极和低阻抗布线未必要接地，例如，低阻抗DC电压布线可用作低阻抗布线。
此外，在上述第一和第二实施例中，使用了由三层绝缘层22到24(四层电极层25到28)制成的多层基板21，并且，在第三实施例中，使用了由四层绝缘层82到85(五层电极层86到90)制成的多层基板81。然而，本发明不限于此，例如，可使用由五层或更多层绝缘层(六层或更多电极层)制成的多层基板。
此外，在每一上述实施例中，尽管绝缘层22到24以及82到85通过采用氧化铝(氧化铝)来形成，它们也可通过采用其它陶瓷材料或树脂材料等的绝缘层材料来形成。
此外，在每一上述实施例中，驱动布线41、42、102和103沿多层基板21和81的厚度方向设置在不同于检测布线43、44、105和106的位置。然而，本发明不限于此，并且，例如，驱动布线可沿多层基板的厚度方向包含在不同于检测布线的位置(其它电极层)，并可沿多层基板的厚度方向设置在与检测布线相同的位置。
特别是，当驱动布线和检测布线沿多层基板的厚度方向设置在相同位置时，一条低阻抗布线沿多层基板的厚度方向包含在不同于检测布线等的位置，而另一低阻抗布线可包含在与检测布线等相同的位置，并且在驱动布线和检测布线之间。在这种情况下，驱动布线和检测布线可通过使用另一低阻抗布线彼此隔离，并的确可防止它们之间串扰的发生。
此外，在每一上述实施例中，采用了面向检测布线43、44、105和106、宽度较大的接地电极50、51、112和113。然而，本发明不限于此，可采用面向检测布线作为低阻抗布线的宽度较小的(细长的)接地电极。此外，在每一上述实施例中，尽管作为低阻抗布线的接地电极50、51、112和114基本上在整个长度面向检测布线43、44、105和106，未必需要低阻抗布线在整个长度(明显的整个长度)面向检测布线，并且，例如，低阻抗布线可面向检测布线整个长度的一部分。
权利要求
1.一种角速度测量设备，包括基板；具有包含在所述基板中的振动体以在来自对应于彼此成直角的三根轴的三轴方向的第一和第二轴方向振动的角速度检测元件，使用驱动信号使所述振动体在所述第一轴方向振动的驱动装置，检测在所述振动体的所述第二轴方向的位移且在所述振动体在所述第一轴方向振动的同时当环绕第三轴施加角速度时输出检测信号的位移检测装置；包含在所述基板中并与所述角速度检测元件的所述驱动装置连接的驱动布线；包含在所述基板中并与所述角速度检测装置的位移检测装置相连接的检测布线；以及包含在所述基板中并与所述驱动布线和所述检测布线相连接的信号处理装置，其中所述基板是由多层绝缘层制成的多层基板，其中所述检测布线设置在所述多层基板内部的两层绝缘层之间，其中面向所述检测布线的低阻抗布线沿其中所述多层基板的厚度方向包含在不同于所述检测布线的位置上，其中，在所述角速度检测元件中，包含与所述驱动装置连接的元件侧驱动电极、与所述位移检测装置连接的元件侧检测电极、以及放置在所述元件侧驱动电极和所述元件侧检测电极之间并用于切断放置在所述多层基板的装配面侧的所述元件侧驱动电极和所述元件侧检测电极之间的耦合的元件侧低阻抗电极，在所述多层基板的顶面上，包含与所述驱动布线连接并面向所述元件侧驱动电极的基板侧驱动电极、与所述检测布线连接并面向所述元件侧检测电极的基板侧检测电极、以及放置在所述基板侧驱动电极和所述基板侧检测电极之间并用于切断所述基板侧驱动电极和所述基板侧检测电极之间的耦合的基板侧低阻抗电极；其中通过使用金属凸点将所述角速度检测元件装配在所述多层基板的顶面上，其中通过使用金属凸点连接所述元件侧驱动电极和所述基板侧驱动电极，其中通过使用金属凸点连接所述元件侧检测电极和所述基板侧检测电极，其中以低阻抗参考电势连接所述元件侧低阻抗电极和所述基板侧低阻抗电极，以及其中使所述元件侧低阻抗电极和所述基板侧低阻抗电极至少部分地彼此相对。
2.一种角速度测量设备，包括基板；具有包含在所述基板中的振动体以在来自对应于彼此成直角的三根轴的三轴方向的第一和第二轴方向振动的角速度检测元件，使用驱动信号使所述振动体在所述第一轴方向振动的驱动装置，检测在所述振动体的所述第二轴方向的位移且在所述振动体在所述第一轴方向振动的同时当环绕第三轴施加角速度时输出检测信号的位移检测装置；包含在所述基板中并与所述角速度检测元件的所述驱动装置连接的驱动布线；包含在所述基板中并与所述角速度检测装置的位移检测装置相连接的检测布线；以及包含在所述基板中并与所述驱动布线和所述检测布线相连接的信号处理装置，其中所述基板是由多层绝缘层制成的多层基板，其中所述检测布线设置在所述多层基板内部的两层绝缘层之间，其中面向所述检测布线具有低阻抗的低阻抗布线沿其中所述多层基板的厚度方向包含在不同于所述检测布线的位置上，其中，在所述角速度检测元件中，包含与所述驱动装置连接的元件侧驱动电极、与所述位移检测装置连接的元件侧检测电极、以及包围所述元件侧驱动电极或所述元件侧检测电极并用于切断所述元件侧驱动电极和所述元件侧检测电极之间放置在与所述多层基板相对的装配面侧的耦合的元件侧低阻抗电极，其中，在所述多层基板的顶面上，包含与所述驱动布线连接并面向所述元件侧驱动电极的基板侧驱动电极、与所述检测布线连接并面向所述元件侧检测电极的基板侧检测电极、以及包围所述基板侧驱动电极或所述基板侧检测电极并用于切断所述基板侧驱动电极和所述基板侧检测电极之间的耦合的基板侧低阻抗电极，其中通过使用金属凸点将所述角速度检测元件装配在所述多层基板的顶面上，其中通过使用金属凸点连接所述元件侧驱动电极和所述基板侧驱动电极，其中通过使用金属凸点连接所述元件侧检测电极和所述基板侧检测电极，其中以低阻抗参考电势连接所述元件侧低阻抗电极和所述基板侧低阻抗电极；其中使所述元件侧低阻抗电极和所述基板侧低阻抗电极在所述元件侧驱动电极和所述元件侧检测电极之间至少部分地彼此相对。
3.如权利要求2所述的角速度测量设备，其特征在于其中所述元件侧低阻抗电极和所述基板侧低阻抗电极彼此相对的相对部分包围所述元件侧检测电极和所述基板侧检测电极。
全文摘要
在角速度检测元件(1)的装配面上，设置了元件侧驱动电极(9－12)和元件侧检测电极(13－14)，并在驱动电极(9－12)和检测电极(13－14)之间设置了接地电极(15)。在多层板(21)的表面(21A)上，设置了板侧驱动电极(29－32)和板侧检测电极(33－34)，并在驱动电极(29－32)和检测电极(33－34)之间设置了接地电极(35)。于是，角速度检测元件(1)的电极(9－15)与多层板(21)的电极(29－35)相连接，并且两个接地电极(15，35)彼此相对。在多层板(21)的表面(21A)上，设置了与驱动电极(29－32)连接的驱动布线(41，42)，在多层板(21)中，设置了与检测电极(33－34)连接的检测布线(43，44)。于是，在多层板(21)上设置了把检测布线(43，44)夹在其中的接地布线(50，51)。
文档编号G01P9/04GK1906462SQ20058000189
公开日2007年1月31日 申请日期2005年4月6日 优先权日2004年4月7日
发明者加藤良隆 申请人:株式会社村田制作所