CN102857190A - 弯曲振动片、及其制造方法以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种弯曲振动片、及其制造方法以及电子设备，所述弯曲振动片即使小型化也能够有效地去除由振动臂的面外振动而产生的振动泄漏。具备基部(2)、一对驱动用振动臂(3a、3b)、一对检测用振动臂(4a、4b)、驱动电极及检测电极的双侧音叉型弯曲振动片(1)具有，被形成在振动臂与基部之间的结合区域上的金属材料等的调节膜(6a、6b)。调节膜被形成为，包括：被形成在驱动用振动臂与基部之间的结合部上的锥形部(5a、5b)的区域(S1)；靠近锥形部的、基部的区域(S2)以及驱动用振动臂的区域(S3)。在对当在驱动模式下激励了驱动用振动臂时由检测电极输出的检测电流进行监控的同时，所述调节膜通过激光照射等而被部分削除，从使该检测电流成为零。

Description

弯曲振动片、及其制造方法以及电子设备

技术领域

本发明涉及一种具有进行弯曲振动的振动臂的弯曲振动片及其制造方法。本发明还涉及利用了该弯曲振动片的各种电子设备。

背景技术

一直以来，在钟表、家电制品、各种信息及通信设备、办公自动化设备等的电子设备中，作为电路的时钟源而广泛使用压电振子、搭载了压电振动片和IC芯片的振荡器、实时时钟组件等的压电器件。此外，在数码照相机、摄像机、导航装置、车身姿态检测装置、指示设备、游戏控制器、便携式电话机、头载式显示器等各种电子设备上，为了检测角速度、角加速度、加速度、力等的物理量而广泛使用利用了弯曲振动片的压电振动陀螺仪等的传感器。

作为压电振动陀螺仪用的弯曲振动片，已知一种具备从基部平行地延伸出的一对振动臂的音叉型弯曲振动片（例如，参照专利文献1、2）。此外，已知一种双侧音叉型的弯曲振动片，其具备从基部向一侧平行地延伸的一对驱动用振动臂、和向该驱动用振动臂的相反侧平行地延伸的一对检测用振动臂（例如，参照专利文献2、3）。

多数的弯曲振动片例如通过对水晶等的压电单晶体材料的晶片进行光刻以加工出所需的外形，并在其表面上对电极膜进行图案形成，从而被形成。由于水晶等的压电单晶体材料具有蚀刻各向异性，因此振动臂的截面并不呈理想的矩形，而是呈左右不对称的形状。此外，当在弯曲振动片的外形加工中，在光掩膜的对位上存在偏移时，振动臂的截面有可能在厚度方向上成为上下不对称。由于在这种不对称截面的振动臂中，通过由被施加于驱动电极的交流电流而在内部产生的电场所引起的拉伸力和压缩力，不平衡地作用于截面的上侧和下侧，因此所述振动臂并不会在平行于其主面的面内方向上进行弯曲振动，而是在面外方向即厚度方向上发生位移的同时，在宽度方向上进行弯曲振动。

在音叉型振动片中，振动臂的面外方向上的振动在基部侧产生振动泄漏，从而导致CI值的上升或CI值在振动片之间的偏差。此外，虽然在压电振动陀螺仪用的弯曲振动片中，当驱动用振动臂在驱动模式下于面外方向上进行振动时，振动片并不旋转，但是由于检测用振动臂不必要地进行振动而输出检测信号，因此检测灵敏度及精度降低。

为了消除这种振动泄漏，而开发了施以各种手段的弯曲振动片。例如，已知一种角速度传感器，其在由通过一对臂部和将该一对臂部连结在一起的连结部而被形成为音叉形形状的压电体构成的振子中，通过机械加工而对臂部的根部附近的棱线进行切削，从而使两臂部的重量平衡均衡（例如，参照专利文献4）。而且，已知一种如下的方法，即，在该角速度传感器中，通过将臂部的棱线的研磨部分的表面粗糙度设定在2μm以下，从而使两臂部的重量平衡严格地均衡，进而实现输出特性的提高（例如，参照专利文献5）。

当如上文所述这样对弯曲振动片的振动臂机械性地进行切削加工时，此时所产生的加工粉尘有可能再此附着在振动臂上而使振动特性恶化，从而使检测精度降低。因此，已知一种具有如下工序的振动体的制造方法，所述工序为，在加工了外形的振动体上形成电极，并在所述振动体的表面上形成了保护膜之后，对该振动体的一部分进行加工而将其去除，之后通过去除保护膜，从而去除再次附着的粉尘（例如，参照专利文献6）。

此外，机械性的切削加工有可能损坏振动片，并且难以准确地控制加工量而去除振动泄漏。因此，已知一种如下的方法，即，通过在驱动模式下振动片在面外方向上进行振动时，在位于其振动方向发生了倾斜的一侧的振动臂的根部的角部处蒸镀二氧化硅或金属材料等，从而提高其刚性以使其不易发生变形，进而对振动方向进行修正以去除振动泄漏（例如，参照专利文献7）。

但是，在上述现有的振动泄漏去除方法中，根据泄漏振动的大小而对添付到振动臂的根部的角部处的物质的量进行调节，而控制其刚性从而去除泄漏振动的作业，实际上是非常困难的。尤其在振动片小型化时，对物质的添加进行控制变得更为困难。

专利文献1日本特开平9-14973号公报

专利文献2日本特开2002-340559号公报

专利文献3日本特开2007-93400号公报

专利文献4日本特开平11-351874号公报

专利文献5日本特开2002-243451号公报

专利文献6日本特开2006-214779号公报

专利文献7日本特开平10-170274号公报

发明内容

因此，本发明是鉴于上述的现有的问题点而完成的，其目的在于，提供一种即使小型化也能够比较简单且有效地对由振动臂的面外振动而产生的振动泄漏进行去除的弯曲振动片及其制造方法。

为了达成上述目的，本发明的弯曲振动片的制造方法的特征在于，包括：从晶片加工出具有弯曲振动片的外形的振动元件片的过程，所述弯曲振动片具有从基部延伸出的至少一个振动臂；在所得到的振动元件片的表面上，对用于激励振动臂的激励电极、用于使该激励电极与外部相连接的电极衬垫及配线进行图案形成的过程；向振动臂与基部之间的结合区域附加质量、或从该结合区域中减少质量的过程。

由于振动臂与基部之间的结合区域能够保证宽于振动臂的面积，因此能够比较容易地实施质量的附加及减少。由于能够通过该质量的增附加或减少，而改变振动臂与基部之间的结合区域的刚性，因此能够缓和产生于该区域中的内部应力的集中，从而有效地去除振动泄漏。

在某个实施例中，振动臂与基部之间的结合区域为，由于激励振动臂时的振动而产生内部应力的区域。由此，能够更加有效地缓和由于振动臂的面外振动而产生的内部应力的集中，从而更加有效地去除振动泄漏。

在另一个实施例中，由于弯曲振动片在振动臂与基部之间的结合部上，具有宽度朝向振动臂的顶端而趋于变窄的锥形部，并且振动臂与基部之间的结合区域至少包括锥形部的区域，从而能够有效地缓和由于振动臂的面外振动而产生的内部应力的集中。

另外，根据另一个实施例，由于振动臂与基部之间的结合区域包括，锥形部的区域以及基部的该锥形部的附近的区域，从而即使小型化也能够在不影响振动臂的电极的条件下，对内部应力的分布进行调节。

在某个实施例中，通过在振动臂与基部之间的结合区域上粘附调节膜，从而向该结合区域附加质量，由此能够比较容易地提高其刚性，而且通过这种方式能够缓和内部应力的分布，从而有效地去除振动泄漏。

在另一个实施例中，由于弯曲振动片的制造方法还包括对调节膜进行部分削除的过程，从而能够更理想地对内部应力的分布进行微调，进而更加有效地去除振动泄漏。

另外，根据另一个实施例，由于以将调节膜至少部分地重叠在电极衬垫和配线中的至少一方上的方式而形成该调节膜，从而即使小型化也能够有效地利用基部的面积。

此外，在另一个实施例中，通过对振动臂与基部之间的结合区域的表面进行削除，而从该结合区域中减少质量，从而能够缓和内部应力的分布，进而有效地去除振动泄漏。

根据本发明的另一方面，提供一种弯曲振动片，所述弯曲振动片具备：基部；至少一个振动臂，其从所述基部延伸出；激励电极，其用于激励该振动臂；调节膜，其被形成在振动臂与基部之间的结合区域上，并用于对由于激励振动臂时的振动而产生的内部应力的分布进行调节。通过这种方式，能够提高振动臂与基布之间的结合区域的刚性，进而缓和产生于该区域中的内部应力的集中，从而能够有效地去除振动泄漏。

在某个实施例中，由于在振动臂与基部之间的结合部上，还具有宽度朝向振动臂的顶端而趋于变窄的锥形部，并且调节膜被形成在至少包括锥形部在内的区域上，从而能够对应于产生内部应力的区域而有效地缓和该内部应力的分布，进而有效地去除振动泄漏。

在另一个实施例中，调节膜被形成在锥形部的区域及基部的该锥形部的附近的区域上。通过这种方式，能够使调节膜的形成变得更加容易，进而更有效地去除振动泄漏。

另外，根据另一个实施例，调节膜至少被部分削除。通过这种方式，能够更加准确地去除振动泄漏。

根据本发明的另一方面，提供一种弯曲振动片，所述弯曲振动片具备：基部；至少一个振动臂，其从该基部延伸出；激励电极，其用于激励该振动臂，并且，为了对由于激励振动臂时的振动而产生的内部应力的分布进行调节，振动臂与基部之间的结合区域的表面被部分削除。通过这种方式，能够缓和在振动臂与基部之间的结合区域上产生的内部应力的集中，进而有效地去除振动泄漏。

在某个实施例中，在振动臂与基部之间的结合部上，还具有宽度朝向振动臂的顶端而趋于变窄的锥形部，并且至少包括该锥形部在内的区域的表面被部分削除。通过这种方式，能够更加有效地调节内部应力的分布。

在另一个实施例中，锥形部及基部的该锥形部的附近的部分的、表面被部分削除。通过这种方式，能够在不影响振动臂的电极的条件下，对内部应力的分布进行调节。

根据本发明的另一方面，由于具备上述的本发明的弯曲振动片，从而能够提供一种具备高性能、高精度的传感器元件等器件且可实现小型化的电子设备。

附图说明

图1中的（A）图为本发明的第一实施例的弯曲振动片的简要俯视图，（B）图为沿该I-I线的驱动用振动臂的剖视图。

图2为简要地表示第一实施例的主要部分的局部放大俯视图。

图3为简要地表示图案与图2不同的调节膜的局部放大俯视图。

图4为简要地表示图案与图2不同的调节膜的局部放大俯视图。

图5为简要地表示图案与图2不同的调节膜的局部放大俯视图。

图6为简要地表示图案与图2不同的调节膜的局部放大俯视图。

图7为表示第一实施例及具有图3至图6的各种图案的调节膜的弯曲振动片的振动泄漏量的曲线图。

图8中的（A）图为第一实施例的改变例的弯曲振动片的简要俯视图，（B）图为沿该VIII-VIII线的振动臂的剖视图。

图9中的（A）图为本发明的第二实施例的弯曲振动片的简要俯视图，（B）图为沿该IX-IX线的振动臂的剖视图。

图10为简要地表示第二实施例的主要部分的局部放大俯视图。

具体实施方式

下面，参照附图，对本发明的优选的实施例进行详细说明。另外，在附图中，对相同或者类似的结构要素赋予相同或者类似的参照符号来进行表示。

图1（A）简要地图示了本发明的第一实施例的、例如被用于角速度传感器中的压电振动陀螺仪用的双侧音叉型弯曲振动片。弯曲振动片1具备：中央处的大致矩形的基部2；从该基部起向一侧平行地延伸的一对驱动用振动臂3a、3b；向该驱动用振动臂的相反侧平行地延伸的一对检测用振动臂4a、4b。在各个驱动用振动臂3a、3b和基部2之间的结合部上，于左右两侧分别形成有宽度朝向该振动臂的顶端而趋于变窄的锥形部5a、5b。

在驱动用振动臂3a、3b上，为了在驱动模式下使该驱动用振动臂在与其主面相同的XY面内以相互接近或远离的朝向进行弯曲振动，而形成有驱动电极（未图示）。在检测用振动臂4a、4b上，为了在检测模式下对该检测用振动臂在垂直于其主面的Z轴方向上相互反向地进行弯曲振动时所产生的电位差进行检测，而形成有检测电极（未图示）。

在弯曲振动片1的一侧的面，例如表面上，于各个驱动用振动臂3a、3b与基部2之间的结合区域上分别形成有调节膜6a、6b。如图2所示于弯曲振动片1的长度方向上进行观察时，调节膜6a、6b被连续形成在锥形部5a、5b的区域S1、基部2的靠近所述锥形部的区域S2、以及驱动用振动臂3a、3b的靠近所述锥形部的区域S3上。此外，在所述锥形部的区域S1及所述基部的区域S2的全部区域、和所述驱动用振动臂的区域S3的一部分中，所述调节膜仅被设置在所述各个驱动用振动臂的振动中心i1、i2的单侧、即图中左侧。而且，如在图2中用多个加工痕迹7所示，所述调节膜被部分削除。

调节膜6a、6b例如能够通过电镀等的方法而形成以Cr为基底的Au或Ni等的金属材料膜。这种金属材料膜例如能够通过激光的照射而比较简单地在控制加工量的同时进行削除。此外，所述调节膜能够通过溅射法等而使氮化铝等的非金属材料成膜。

调节膜6a、6b的厚度根据所使用的膜材料的膜弹性率、膜刚性等的特性而被适当地决定，并且高弹性材料被形成得更薄。优选为，将所述调节膜的厚度设定为充分厚于一般的电极膜，通常设定为几μm左右，至少为3μm左右。通过这种方式，能够使弯曲振动片1的设置了所述调节膜的部分的刚性高于其他部分。

此外，为了与外部相连接，调节膜6a、6b能够以部分或全部重叠在从所述驱动电极被引出至基部2上的电极衬垫及/或配线（未图示）上的方式而形成。当所述调节膜为金属材料膜时，也能够以构成所述电极衬垫及/或配线的一部分的方式而形成。此时，即使由于弯曲振动片1的小型化而使所述基部及驱动用振动臂的平面尺寸减小，也能够保证足够大小的所述电极、电极衬垫及配线。

在驱动模式下，通过向所述驱动电极施加预定的交流电压，从而能够使驱动用振动臂3a、3b在与其主面相同的XY面内相互反向地进行弯曲振动。当在该状态下弯曲振动片1绕长度方向上的Y轴进行旋转时，由于根据其角速度而产生的哥氏力的作用，从而所述驱动用振动臂将在垂直于所述主面的Z轴方向上互相反向地进行弯曲振动。与该弯曲振动共振，从而在检测模式下，检测用振动臂4a、4b同样在Z轴方向上互相反向地进行弯曲振动，通过取得在所述检测电极之间产生的电位差，从而求出弯曲振动片1的所述旋转及其角速度等。

假定弯曲振动片1在未设置调节膜6a、6b时，在驱动模式下驱动用振动臂3a、3b如在图1（B）中用箭头标记P1所示那样在面外方向上进行弯曲振动。此时，在所述驱动用振动臂与基部2之间的结合区域内，内部应力将集中产生在与弯曲振动方向P1对应的对角方向上。在本实施例中，通过设置调节膜6a、6b以附加质量，而提高所述对角方向上的区域的刚性，从而调节内部应力分布，进而缓和内部应力的集中。通过这种方式，如在图1（B）中用箭头标记P2所示那样，驱动用振动臂3a、3b的振动方向被修正在大致XY面内，从而能够有效地抑制驱动模式下的自所述驱动用振动臂的振动泄漏。

在另一个实施例中，能够将所述调节膜形成在弯曲振动片1的表背两面上。此时，因为如上文所述这样，由所述驱动用振动臂的面外振动而产生的应力集中以与弯曲振动方向P1对应的方式而产生，所以背面的调节膜以关于所述驱动用振动臂的振动中心i1、i2而与表面的调节膜6a、6b对称的方式而配置。此外，在另一个实施例中，能够将调节膜6a、6b设置为，还延伸到与其最接近的基部2的侧面。

第一实施例的弯曲振动片1能够利用现有的制造方法而按照以下的顺序进行制造。首先，例如通过光刻技术来对水晶晶片进行加工，从而形成具有上述的弯曲振动片1的外形的振动元件片。在所得到的所述振动元件片的表面上粘附电极膜，并进行图案形成，从而形成所述驱动电极和检测电极、从这些电极中被引出的所述电极衬垫及配线。

接下来，使调节膜6a、6b粘附在驱动用振动臂3a、3b与基部2之间的所述结合区域上。调节膜6a、6b能够通过例如以Cr为基底的Au或Ni等的金属材料膜而形成，并且，通过电镀等的方法，从而即使在微小的区域内也能够较准确地成膜。所述调节膜能够通过氮化铝等的非金属材料而形成，并且能够通过溅射或熔敷等的方法而成膜。根据预先实验结果或模拟结果，能够将所述调节膜的粘附量或膜厚设定在能够在某种程度上抑制驱动模式下的自所述驱动用振动臂的振动泄漏的范围内。

接下来，向所述驱动电极施加试验电流从而使驱动用振动臂3a、3b在驱动模式下振动，并且在对从所述检测电极输出的检测电流进行监控的同时，对调节膜6a、6b进行部分削除。为了不损伤或削除所述驱动用振动臂上的驱动电极或配线，所述调节膜的削除优选在锥形部5a、5b的区域S1及基部2的区域S2内实施。

当所述调节膜为金属材料膜时，例如通过激光的照射，从而即使在微小的区域中也能够比较简单地在控制加工量的同时进行削除。当采用非金属材料膜时，例如能够通过物理蚀刻等的方法而进行削除。通过这种方式，能够对驱动模式下的自所述驱动用振动臂的振动泄漏进行调节，从而更可靠地对所述振动泄漏进行抑制。

调节膜6a、6b的上述削除加工能够在晶片的状态下，或在将从晶片上进行了分片而得到的弯曲振动片1安装在封装件内之前，或在向封装件内进行了安装之后实施。当在向封装件内进行了安装之后实施时，则能够排除安装时的影响或安装状态的影响。

所述调节膜能够以第一实施例以外的各种图案而设置在弯曲振动片1的基部2上。图3简要地图示了图案与图2所示的第一实施例不同的调节膜。该图中的调节膜10a、10b通过从第一实施例的调节膜6a、6b中省略驱动用振动臂3a、3b的区域S3，并保留锥形部5a、5b的区域S1及基部2的区域S2而形成。通过这种方式，能够确保用于在所述驱动用振动臂上所设置的驱动电极及配线的面积。

图4简要地图示了图案进一步与图2的第一实施例不同的调节膜。该图中的调节膜11a、11b通过从第一实施例的调节膜6a、6b中省略基部2的区域S2，并保留锥形部5a、5b的区域S1及驱动用振动臂3a、3b的区域S3而形成。通过这种方式，能够为了将所述电极衬垫及配线设置在基部2上而确保更宽的面积。

图5简要地图示了图案进一步与图2的第一实施例不同的调节膜。该图中的调节膜12a、12b通过从第一实施例的调节膜6a、6b中省略基部2的区域S2及驱动用振动臂3a、3b的区域S3，并只保留锥形部5a、5b的区域S1而形成。通过这种方式，能够确保所述驱动用振动臂上用于驱动电极及配线的面积、以及基部2上用于所述电极衬垫及配线的较宽的面积。

图6简要地图示了图案与第一实施例及上述各种图案不同的调节膜。该图中的调节膜13a、13b通过从第一实施例的调节膜6a、6b中省略锥形部5a、5b的区域S1及基部2的区域S2，并只保留驱动用振动臂3a、3b的区域S3而形成。

图3至图6中的各种图案的调节膜10a～13a、10b～13b也能够形成在弯曲振动片1的表背两面上。与第一实施例的情况相同，背面的调节膜以关于图1（B）中的所述驱动用振动臂的振动中心i1、i2而与表面的各个所述调节膜对称的方式而设置。此外，在另一个实施例中，能够将各个所述调节膜设置为，还延伸到与其最接近的基部2的侧面。

对于具有第一实施例及图3至图6中的各种图案的调节膜的弯曲振动片1，在驱动用振动臂3a、3b在驱动模式下进行弯曲振动，并且所述弯曲振动片不绕Y轴进行旋转时，将由所述检测用电极衬垫输出的检测电流作为振动泄漏量而进行了模拟。为了进行比较，与第一实施例相同，对于弯曲振动片不具有调节膜6a、6b的情况，也同样进行了模拟。弯曲振动片1的设计条件如下。

振动片全长：3800μm

振动片全宽：1200μm

振动片厚度：200μm

驱动频率：50000Hz

检测频率：49000Hz

图7图示了上述模拟的结果。在该图中，纵轴作为振动泄漏量，而对由所述检测电极输出的检测电流相对于被施加到所述驱动电极上的驱动电流的比例进行ppm换算并表示。S1表示来自一个检测用振动臂的检测电流的大小，而S2表示来自另一个检测用振动臂的检测电流的大小。在横轴上，图案1为具有图2中的调节膜6a、6b的第一实施例，图案2为具有图3中的调节膜10a、10b的情况，图案3为具有图4中的调节膜11a、11b的情况，图案4为具有图5中的调节膜12a、12b的情况，图案5为具有图6中的调节膜13a、13b的情况。

如该图所示，确认了振动泄漏量在图案1的第一实施例中最小，且能够抑制到大致为0。图案3的情况虽然大于第一实施例，但是也已经能够抑制到实际应用上足够小的值。在图案2的情况下，虽然振动泄漏量大于图案1及图案3，但是已经能够抑制到不具备所述调节膜的比较例的一半以下。并且确认了，在图案4及图案5的情况下，也相对于比较例而具有显著地抑制振动泄漏量的效果。

所述调节膜可以设置在各个所述振动臂与所述基部之间的结合区域的大致整个区域上。图8（A）图示了具有这种调节膜的第一实施例的改变例的弯曲振动片。在该图中，调节膜14a、14b分别以关于振动中心i1、i2而在其两侧大致对称的方式被设置在振动臂3a、3b与基部2之间的结合区域上。在本实施例中，调节膜14a、14b也能够形成在弯曲振动片1的表面或背面中的一个面上，或形成在表背两面上。

在本实施例中，分别通过振动中心i1、i2而将调节膜14a、14b划分为左右各两个的区域14a1、14a2、14b1、14b2，并且分别对左右某一个区域，部分削除所述调节膜。通过这种方式，与进行了部分削除的所述左右某一个区域相比，能够提高另一个区域的刚性。在将调节膜14a、14b设置在弯曲振动片1的表背两面上时，对背面的所述调节膜中，关于振动中心i1、i2而与表面的所述调节膜的所述左右某一个区域对称的区域进行部分削除。此外，在另一个实施例中，能够将各个所述调节膜设置为，还延伸到与其最接近的基部2的侧面。

当在驱动模式下驱动用振动臂3a、3b于如图8（B）中用箭头标记P1（实线）表示的面外方向上进行弯曲振动时，对调节膜14a、14b的各个右侧区域14a2、14b2进行部分削除，以提高与该振动方向P1对应的对角方向上的区域的刚性。在各个所述驱动用振动臂于箭头标记P1′（虚线）的面外方向上进行弯曲振动时，对相反侧的所述调节膜的各个左侧区域14a1、14b1进行部分削除，以提高与该振动方向P1′对应的对角方向上的区域的刚性。由此，通过对驱动模式下的弯曲振动片1的内部应力分布进行调节，而缓和内部应力的集中，并将驱动用振动臂3a、3b的振动方向如箭头标记P2所示这样修正在大致XY面内，从而能够有效地抑制自所述驱动用振动臂的振动泄漏。

图9简要地图示了本发明的第二实施例中的压电振动陀螺仪用的双侧音叉型弯曲振动片。与第一实施例的情况相同，弯曲振动片21具备：中央处的大致矩形的基部22；从该基部向一侧平行地延伸的一对驱动用振动臂23a、23b；向与该驱动用振动臂的相反侧平行地延伸的一对检测用振动臂24a、24b。在各个驱动用振动臂23a、23b与基部22之间的结合部上，于左右两侧分别形成有宽度朝向该振动臂的顶端而趋于变窄的锥形部25a、25b。在驱动用振动臂23a、23b上，形成有用于在驱动模式下使各个所述驱动用振动臂在XY面内进行弯曲振动的驱动电极（未图示），在检测用振动臂24a、24b上，形成有用于在检测模式下对各个所述检测用振动臂由于Z轴方向上的弯曲振动而产生的电位差进行检测的检测电极（未图示）。

在弯曲振动片21的一侧的面，例如表面上，于各个驱动用振动臂23a、23b与基部22之间的结合区域上分别形成有调节区域26a、26b。当如图10所示这样在弯曲振动片21的长度方向上进行观察时，调节区域26a、26b被连续形成在锥形部25a、25b的区域S1、基部22的靠近所述锥形部的区域S2、以及驱动用振动臂23a、23b的靠近所述锥形部的区域S3上。所述调节区域被设定在与第一实施例的调节膜6a、6b实质上相同的区域内，并且在所述锥形部的区域S1及所述基部的区域S2的全部区域、和所述驱动用振动臂的区域S3的一部分中，仅被设置在各个所述驱动用振动臂的振动中心i1、i2的单侧、即图中左侧。

在本实施例中，如在图10中用多个加工痕迹27所示这样，调节区域26a、26b的表面被部分削除。该削除加工以不损伤或削除所述驱动用振动臂上的驱动电极或配线、以及基板22上的电极衬垫或配线的方式而实施。这种局部性的加工能够通过例如利用了适当的蚀刻液的湿式蚀刻、或离子束蚀刻等的物理性蚀刻来实施。

假定弯曲振动片21在完全没有对所述调节区域的表面进行削除加工时，驱动用振动臂23a、23b在驱动模式下如在图9（B）中用箭头标记P1所示这样，在面外方向上进行弯曲振动。此时，在所述驱动用振动臂与基部22之间的结合区域内，内部应力将集中并产生在与弯曲振动方向P1对应的对角方向上。根据本实施例，通过对所述结合区域的表面进行削除以使其质量减少，从而对内部应力分布进行调节，进而缓和内部应力的集中。通过这种方式，如图9（B）中用箭头标记P2所示这样，驱动用振动臂23a、23b的振动方向被修正在大致XY面内，从而能够有效地抑制驱动模式下的自所述驱动用振动臂的振动泄漏。此外，振动泄漏的抑制量能够根据被削除的所述调节区域表面的加工深度来进行调节。

所述调节区域的削除加工按照如下方式而实施，即，例如通过光刻技术来对水晶晶片进行加工，从而形成具有弯曲振动片21的外形的振动元件片，并且在该振动元件片的表面上对所述驱动电极、检测电极、电极衬垫及配线等进行了图案形成之后，向所述驱动电极施加试验电流以使驱动用振动臂23a、23b在驱动模式下进行振动，并在对由所述检测电极输出的检测电流进行监控的同时实施所述调节区域的削除加工。所述削除加工能够在晶片的状态下，或在将从晶片上进行了分片而得到的弯曲振动片21安装在封装件内之前，或在向封装件内进行了安装之后实施。当在向封装件内进行了安装之后实施时，则能够排除封装时的影响或封装状态的影响。

在另一个实施例中，能够将所述调节区域设置在弯曲振动片21的表背两面上。此时，因为如上文所述这样由所述驱动用振动臂的面外振动而产生的应力集中以与弯曲振动方向P1对应的方式而产生，所以背面的调节区域以关于所述驱动用振动臂的振动中心i1、i2而与表面的调节区域26a、26b对称的方式而设置。此外，在另一个实施例中，还能够将所述调节区域设定为与图3至图6中的各个调节膜的图案相同。

本发明并不限于上述实施例，也可以在其技术范围内加以各种变形或变更而实施。例如，上述实施例的双侧音叉型弯曲振动片除了能够应用于对角速度进行检测的传感器元件中以外，还能够应用在用于对角加速度、加速度、力等的物理量进行检测的传感器元件中。此外，本发明还被应用于具有从基部平行地延伸出的一对振动臂的音叉型的弯曲振动片中，并且并不限于旋转振动陀螺元件，还可以作为振荡电路用的共振子而利用。

此外，本发明的弯曲振动片除了能够由水晶形成之外，还能够由钽酸锂、铌酸锂等的压电单晶体，或锆钛酸铅等压电陶瓷等的压电材料，或硅半导体材料而形成。而且，本发明的弯曲振动片通过将其作为传感器元件而进行搭载，从而能够更广泛地应用在数码照相机、摄像机、导航装置、车身姿态检测装置、指示设备、游戏控制器、移动电话、头载式显示器等的电子设备中。

符号说明

1、21…双侧音叉型弯曲振动片；  2、22…基部；

3a、3b、23a、23b…驱动用振动臂；

4a、4b、24a、24b…检测用振动臂；

5a、5b、25a、25b…锥形部；

6a、6b、10a～14a、10b～14b…调节膜；

7、27…加工痕迹；14a1、14a2、14b1、14b2…区域；

26a、26b…调节区域。

Claims (16)

1.一种弯曲振动片的制造方法，其特征在于，包括：

从晶片加工出具有弯曲振动片的外形的振动元件片的过程，所述弯曲振动片具有从基部延伸出的至少一个振动臂；

在所述振动元件片的表面上，对用于激励所述振动臂的激励电极、用于使所述激励电极和外部相连接的电极衬垫及配线进行图案形成的过程；

向所述振动臂与所述基部之间的结合区域附加质量、或从该结合区域中减少质量的过程。

2.如权利要求1所述的弯曲振动片的制造方法，其特征在于，

所述振动臂与所述基部之间的所述结合区域为，由于激励所述振动臂时的振动而产生内部应力的区域。

3.如权利要求1所述的弯曲振动片的制造方法，其特征在于，

所述弯曲振动片在所述振动臂与所述基部之间的结合部上，具有宽度朝向所述振动臂的顶端而趋于变窄的锥形部，并且所述振动臂与所述基部之间的所述结合区域至少包括所述锥形部的区域。

4.如权利要求3所述的弯曲振动片的制造方法，其特征在于，

所述振动臂与所述基部之间的所述结合区域包括，所述锥形部的区域以及所述基部的该锥形部的附近的区域。

5.如权利要求1至权利要求4中任一项所述的弯曲振动片的制造方法，其特征在于，

通过在所述振动臂与所述基部之间的所述结合区域上粘附调节膜，从而向该结合区域附加质量。

6.如权利要求5所述的弯曲振动片的制造方法，其特征在于，

还包括对所述调节膜进行部分削除的过程。

7.如权利要求5所述的弯曲振动片的制造方法，其特征在于，

以将所述调节膜至少部分地重叠在所述电极衬垫与所述配线中的至少一方上的方式而形成该调节膜。

8.如权利要求1至权利要求4中任一项所述的弯曲振动片的制造方法，其特征在于，

通过对所述振动臂与所述基部之间的所述结合区域的表面进行削除，从而从该结合区域中减少质量。

9.一种弯曲振动片，其特征在于，具备：

基部；

至少一个振动臂，其从所述基部延伸出；

激励电极，其用于激励所述振动臂；

调节膜，其被形成在所述振动臂与所述基部之间的结合区域上，并用于对由于激励所述振动臂时的振动而产生的内部应力的分布进行调节。

10.如权利要求9所述的弯曲振动片，其特征在于，

在所述振动臂与所述基部之间的结合部上，还具有宽度朝向所述振动臂的顶端而趋于变窄的锥形部，并且所述调节膜被形成在至少包括所述锥形部在内的区域上。

11.如权利要求10所述的弯曲振动片，其特征在于，

所述调节膜被形成在所述锥形部的区域及所述基部的该锥形部的附近的区域上。

12.如权利要求9至权利要求11中任一项所述的弯曲振动片，其特征在于，

所述调节膜至少被部分削除。

13.一种弯曲振动片，其特征在于，具备：

基部；

至少一个振动臂，其从所述基部延伸出；

激励电极，其用于激励所述振动臂，

为了对由于激励所述振动臂时的振动而产生的内部应力的分布进行调节，所述振动臂与所述基部之间的结合区域的表面被部分削除。

14.如权利要求13所述的弯曲振动片，其特征在于，

在所述振动臂与所述基部之间的结合部上，还具有宽度朝向所述振动臂的顶端而趋于变窄的锥形部，并且至少包括所述锥形部在内的区域的表面被部分削除。

15.如权利要求13或权利要求14所述的弯曲振动片，其特征在于，

所述锥形部及所述基部的该锥形部的附近的部分的、表面被部分削除。

16.一种电子设备，其特征在于，

具备权利要求9或权利要求13所述的弯曲振动片。

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