CN103245339B - 振动片、传感器单元以及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供振动片、传感器单元以及电子设备,能够在不降低机械强度的情况下抑制泄漏输出。该振动片具有:基部;从所述基部的一端起延伸出的驱动用振动臂;从所述基部的与所述一端相反侧的另一端起延伸出的检测用振动臂;从所述基部起朝与所述驱动用振动臂相反侧延伸出的调整用振动臂;以及支撑部,其从所述基部起延伸出,并被固定于基板,所述调整用振动臂的输出信号与所述检测用振动臂的泄漏振动的输出信号为相反相位。

Description

振动片、传感器单元以及电子设备
技术领域
本发明涉及振动片、传感器单元以及电子设备。
背景技术
广泛利用了作为角速度传感器的振动陀螺仪传感器(以下称作振动陀螺仪),该角速度传感器充实车辆中的车体控制、汽车导航系统的自身车辆位置检测以及数字照相机和数字摄像机等的振动控制校正功能(所谓的手抖校正)等。振动陀螺仪利用由作为高弹性材料的石英等压电性单晶物构成的陀螺仪振动片,检测由于物体的摆动和旋转等的振动而在陀螺仪振动片的一部分中产生的电信号作为角速度,并通过计算旋转角求出物体的移位。
作为用于陀螺仪传感器的振动片,广泛采用了由石英等压电体材料形成的压电振动片(陀螺仪元件)(例如,参照专利文献1)。专利文献1所记载的振动片是所谓的音叉型的压电振动片,其包含由石英构成的基部、和从基部的一端部并行延伸的一对振动臂。在各振动臂的主面(第1表面)上设置有提供激励振动臂的驱动电压的驱动电极(激励电极),在与第1表面垂直的侧面上设置有检测电极。并且,能够通过向驱动电极施加驱动信号(激励信号)而使振动臂振动。此处,在向该振动片施加驱动信号来使振动臂在沿着第1表面的方向上振动(面内振动)时,如果是以振动臂的延伸方向的轴(例如在以石英Z板为基材的陀螺仪元件的情况下,为Y轴)为检测轴进行旋转,则振动臂由于哥氏力而在与第1表面垂直的方向上振动(面外振动)。由于该面外振动的振幅与振动片的旋转速度成比例,因此能够检测为角速度。
上述那样的陀螺仪元件的基部和振动臂能够通过使用光刻对压电体材料、例如石英进行蚀刻加工而一体形成。原本将振动臂的截面形状设计成矩形,但由于石英的蚀刻各向异性和加工工艺的偏差等,不成为矩形,而呈现平行四边形、菱形或更复杂的不规则形状。此时,在振动臂的截面形状与原本设计的矩形偏离较大时,振动臂的振动方向与设计值偏离,产生所谓的泄漏输出那样的不希望的振动泄漏,从而成为使陀螺仪元件的检测灵敏度劣化的主要原因。作为抑制这种泄漏输出的方法,例如在专利文献2中介绍了在振动臂的与基部连接的根部附近设置了切削部的陀螺仪元件。
专利文献2的陀螺仪元件(角速度传感器元件)具有基部和从基部延伸的振动臂,在振动臂上设置有激励振动臂的宽度方向的振动的驱动电极、和检测振动臂的厚度方向的垂直振动引起的电荷的检测电极(检测用电极)。并且,在振动臂的与基部连接的根部附近,在振动臂的宽度方向的至少一方的端部上,设置有利用激光加工形成的多个切削部。记载为能够利用设置于振动臂的与基部连接的根部附近的切削部,通过改变质量分布抑制泄漏输出(倾斜振动)。
【专利文献1】日本特开平5-256723号公报
【专利文献2】日本特开2008-209215号公报
但是,在专利文献2记载的陀螺仪元件中,为了进行用于抑制泄漏输出的精细调整,需要设置极其细微的切削部,近年来,伴随发展的陀螺仪元件(振动片)的小型化,存在切削部的形成变得更困难,并且陀螺仪元件的机械强度由于切削部的形成而变弱的问题。
发明内容
本发明为了至少解决上述课题之一,可作为下述方式或应用例来实现。
[应用例1]本应用例的振动片的特征在于,具有:基部;从所述基部的一端延伸出的驱动用振动臂;从所述基部的与所述一端相反侧的另一端延伸出的检测用振动臂;从所述基部朝与所述驱动用振动臂延伸的方向相反的方向延伸出的调整用振动臂;以及支撑部,其从所述基部延伸出,并被固定于基板,所述调整用振动臂的输出信号与所述检测用振动臂的泄漏振动的输出信号为相反相位。
根据本应用例的振动片,能够通过去除或附加调整用振动臂的调整部的一部分,消除而抑制驱动用振动臂和检测用振动臂的振动的泄漏输出。因此,与对振动片的外形的一部分进行加工来进行泄漏输出的抑制调整的以往方法相比,有利于小型化,并且能够进行精细的调整,因此能够提供小型、机械强度高且具有高灵敏度特性的振动片。
此外,在基部设置有调整用振动臂时,产生“Tu”模式(所谓的音叉振动)和两个臂同相运动的“TuX”模式,但在本例的振动片中,驱动用振动臂和调整用振动臂从基部起朝相反方向延伸,因此能够避免“TuX”模式的耦合(能够使“TuX”模式的频率远离驱动频率),结果能够抑制泄漏信号。具体而言,在“TuX”模式中,使驱动用振动臂和调整用振动臂从基部起朝相反方向延伸,由此以基部中央为基点向振动片整体施加旋转的力。能够通过固定支撑部来抑制该旋转的力。这是因为,这样能够仅使“TuX”模式的频率大幅度降低,使“TuX”模式的频率远离驱动频率。
并且,具有固定于基部的支撑部,能够利用支撑部将包含基部的驱动用、检测用和调整用振动臂保持到封装。由此,能够抑制从各振动臂向封装的振动泄漏,因此能够得到高灵敏度、高精度的振动片。
[应用例2]在上述应用例中,其特征在于,所述驱动用振动臂是一对驱动用振动臂,所述检测用振动臂是一对检测用振动臂,所述调整用振动臂是以夹着所述一对检测用振动臂的方式设置的一对调整用振动臂。
根据上述应用例,驱动用振动臂、检测用振动臂和调整用振动臂分别由一对振动臂构成。各个振动臂是一对所谓音叉型的振动臂,由此抑制其根部的振动,结果能够抑制从各振动臂向封装的振动泄漏。
[应用例3]在上述应用例中,其特征在于,所述支撑部具有:一端与所述基部连接的第1连结部和第2连结部;与所述第1连结部的另一端连接的第1固定部;以及与所述第2连结部的另一端连接的第2固定部。
根据上述应用例,经由连结部在固定部处将振动片固定到封装,由此能够抑制从各振动臂向封装的振动泄漏,因此能够得到高灵敏度、高精度的振动片。
[应用例4]在上述应用例中,其特征在于,所述第1固定部和所述第2固定部被连结。
根据上述应用例,能够提高振动片的机械强度,能够进一步增大利用粘接等固定到封装的区域。因此,能够提高具有本应用例的振动片的传感器等电子部件的机械强度,抑制从各振动臂向封装的振动泄漏,因此能够得到高灵敏度、高精度的振动片。
[应用例5]在上述应用例中,其特征在于,在所述检测用振动臂上设置有检测电极,在所述调整用振动臂上设置有金属膜,所述金属膜与所述检测电极电连接。
根据上述应用例,例如通过激光照射来去除设置于调整用振动臂的调整部的金属膜的一部分,或者通过蒸镀或溅射等附加金属膜,由此控制调整用振动臂的电荷(电流),从而能够进行更精细的泄漏输出的抑制调整。
[应用例6]在上述应用例中,其特征在于,在所述调整用振动臂的与所述基部一侧相反侧的末端部设置有宽幅部。
根据上述应用例,能够在抑制调整用振动臂的长度增大的同时提高泄漏振动的抑制效果,并且将用于抑制泄漏振动的调整范围取得较宽,因此能够提供更小型且具有高灵敏度特性的振动片。
[应用例7]在上述应用例中,其特征在于,所述调整用振动臂的长度比所述驱动用振动臂以及所述检测用振动臂的长度短。
根据上述应用例,用于调整泄漏输出的调整用振动臂的振动不会阻碍基于驱动用振动臂和检测用振动臂的振动片的主要振动,因此振动片的振动特性稳定,并且还有利于振动片的小型化。
[应用例8]本应用例的振动片由厚度为t的基材形成,该振动片的特征在于,具有:基部;从所述基部的一端延伸出的一对检测用振动臂;从所述基部的与所述一端相反侧的另一端延伸出的一对驱动用振动臂;以及从所述一端或所述另一端中的任意一方延伸出,并以夹着所述检测用振动臂或所述驱动用振动臂的方式设置的一对调整用振动臂,所述厚度t、所述检测用振动臂或所述驱动用振动臂的一对臂的间隔B、一个所述调整用振动臂和与该调整用振动臂相邻的一个所述检测用振动臂或所述驱动用振动臂之间的间隔A、以及另一个所述调整用振动臂和与该调整用振动臂相邻的另一个所述检测用振动臂或所述驱动用振动臂之间的间隔C的关系为
B<t、B×0.8<A<B×1.2并且B×0.8<C<B×1.2。
根据本应用例的振动片,各个振动臂(基材)的厚度t、检测用振动臂或驱动用振动臂各自的一对臂与臂之间的间隔B、检测用振动臂或驱动用振动臂与相邻的调整用振动臂之间的间隔A以及间隔C的关系为B<t、B×0.8<A<B×1.2并且B×0.8<C<B×1.2。
由此,以检测用振动臂或驱动用振动臂各自的一对臂与臂之间的间隔B为基准,构成检测用振动臂或驱动用振动臂与相邻的调整用振动臂之间的间隔A和间隔C,由此能够稳定地形成基部与各个振动臂的连结部分的外形形状。该连结部分的外形形状是指与检测用振动臂或驱动用振动臂各自的一对臂的内侧相对而形成的角部形状。或者,是形成于检测用振动臂或驱动用振动臂与调整用振动臂相对的内侧的一对角部的形状。
另外,可知在各个振动臂(基材)的厚度t、检测用振动臂或驱动用振动臂各自的一对臂与臂的间隔B的关系为B<t时,基部与各个振动臂的连结部分的外形形状容易变得不稳定。
但是,通过如本应用例那样的、以间隔B为基准,构成检测用振动臂或驱动用振动臂与相邻的调整用振动臂的间隔A和间隔C,即使是B<t的结构,也能够稳定地形成基部与各个振动臂的连结部分的外形形状。
由此,能够抑制由于基部与各个振动臂的连结部分的外形形状偏差而产生的振动泄漏输出或者不需要的模式振动(Tux模式振动),能够使振动片的振动特性稳定化,因此能够得到高灵敏度、高精度的振动片。
由此,根据本应用例的振动片,能够在不设置极细微的切削部的情况下进行振动泄漏输出的抑制或者不需要的模式振动(Tux模式振动)的抑制,因此与以往相比有利于小型化。并且,能够进行精细的调整,因此能够提供小型、机械强度高且具有高灵敏度特性的振动片。
[应用例9]在上述应用例中,其特征在于,还具有以夹着所述一对调整用振动臂的方式设置的一对平衡用振动臂,一个所述调整用振动臂和与该调整用振动臂相邻的一个所述平衡用振动臂之间的间隔D、和另一个所述调整用振动臂和与该调整用振动臂相邻的另一个所述平衡用振动臂之间的间隔E的关系为
A×0.8<D<A×1.2并且C×0.8<E<C×1.2。
根据上述应用例,除了上述应用例以外,还设置有平衡用振动臂。并且,调整用振动臂与一个平衡用振动臂之间的间隔D、和另一个调整用振动臂与另一个平衡用振动臂之间的间隔E的关系为A×0.8<D<A×1.2并且C×0.8<E<C×1.2。由此,能够通过设置平衡用振动臂,进一步抑制振动泄漏输出,或者抑制不需要的模式振动(TuX模式振动)。此外,除此以外,能够通过将各个振动臂的间隔设为A×0.8<D<A×1.2并且C×0.8<E<C×1.2,得到与上述应用例同样的效果。
[应用例10]在上述应用例中,其特征在于,在所述检测用振动臂上设置有检测用电极,在所述调整用振动臂上设置有金属膜,所述金属膜与所述检测用电极电连接。
根据上述应用例,例如通过激光照射来去除设置于调整用振动臂的调整部的金属膜的一部分,或者通过蒸镀或溅射等附加金属膜,由此控制调整用振动臂的电荷(电流),从而能够进行更精细的泄漏输出的抑制调整。
[应用例11]在上述应用例中,其特征在于,在所述调整用振动臂的与所述基部一侧相反侧的末端部设置有宽幅部。
根据上述应用例,能够在抑制调整用振动臂的长度增大的同时提高泄漏振动的抑制效果,并且将用于抑制泄漏振动的调整范围取得较宽,因此能够提供更小型且具有高灵敏度特性的振动片。
[应用例12]在上述应用例中,其特征在于,所述调整用振动臂的长度比所述驱动用振动臂以及所述检测用振动臂的长度短。
根据上述应用例,用于调整泄漏输出的调整用振动臂的振动不会阻碍基于驱动用振动臂和检测用振动臂的振动片的主要振动,因此振动片的振动特性稳定,并且还有利于振动片的小型化。
[应用例13]本应用例的传感器单元具有:上述振动片;电子部件,其包含激励所述驱动用振动臂的驱动电路、和检测在所述检测用振动臂中产生的检测信号的检测电路;以及封装,其收纳所述振动片和所述电子部件。
根据本应用例的传感器单元,对于传感器单元,能够得到具备振动片的传感器单元,该振动片具有上述应用例中的任意一例所述的效果。此外,上述那样结构的封装类型的传感器单元有利于小型化/薄型化,并且能够提高耐冲击性。
[应用例14]本应用例的电子设备具有上述传感器单元。
根据本应用例的电子设备,具有上述任意一个应用例的实施了抑制泄漏输出的调整的高灵敏度的振动片,因此能够提供高功能且具有稳定特性的电子设备。
附图说明
图1示出第1实施方式的陀螺仪元件,(a)是立体图,(b)是俯视图。
图2示出第1实施方式的陀螺仪元件的电极配置,(a)是一面的俯视图,(b)是另一面的俯视图,(c)是(a)所示的A-A′部分的剖视图,(d)是(a)所示的B-B′部分的剖视图。
图3的(a)、(b)是示出另一陀螺仪元件的方式的俯视图。
图4是示出又一陀螺仪元件的方式的俯视图。
图5示出第2实施方式的陀螺仪传感器,(a)是俯视图,(b)是(a)所示的C-C′部分的剖视图。
图6的(a)~(c)是示出陀螺仪元件的第1振动臂中的检测用振动臂、和作为第2振动臂的调整用振动臂的相位的关系的说明图。
图7的(a)~(c)是示出陀螺仪元件的第1振动臂中的检测用振动臂、和作为第2振动臂的调整用振动臂的相位的关系的说明图。
图8是示出用于说明“TuX”模式的振动的陀螺仪元件的振动方向的概略图,(a)、(b)是示出比较例中的陀螺仪元件的振动模式的俯视图,(c)、(d)是示出本发明的实施方式的陀螺仪元件的振动模式的俯视图。
图9示出第3实施方式的陀螺仪元件的概略,(a)是立体图,(b)是俯视图。
图10的(a)、(b)是示出另一陀螺仪元件的方式的概略俯视图。
图11是示出又一陀螺仪元件的方式的概略俯视图。
图12是示出第4实施方式的陀螺仪元件的概略的俯视图。
图13是示出各振动臂间的间隔和从调整用振动臂取得的电荷量的关系的图表。
图14示出另一陀螺仪传感器,(a)是俯视图,(b)是(a)所示的D-O-D′部分的剖视图。
图15是示出第5实施方式的电子设备的外观图。
标号说明
1:基部;2a、2b:驱动用振动臂;3a、3b:检测用振动臂;4a、4b:调整用振动臂;5:第1支撑部;5a:第1连结部;5b:第1固定部;6:第2支撑部;6a:第2连结部;6b:第2固定部;10、1A、1B、1C、510、501A、501B、501C、510a:陀螺仪元件;100、10A:陀螺仪传感器。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的实施方式。
(第1实施方式)
首先,说明将本发明的振动片具体化为振动陀螺仪元件的实施方式。图1示出作为振动片的振动陀螺仪元件的一个实施方式,(a)是以示意图示出的立体图,(b)是以示意图示出的俯视图。如图1(a)所示,作为振动片的振动陀螺仪元件10(以下称作陀螺仪元件10)具有通过对基材(构成主要部分的材料)进行加工而一体形成的基部1、作为第1振动臂的驱动用振动臂2a、2b和检测用振动臂3a、3b、以及作为第2振动臂的调整用振动臂4a、4b。并且,由从基部1延伸出的第1连结部5a、和与第1连结部5a连结且固定于未图示的封装等的基板的第1固定部5b形成第1支撑部5,由从基部1延伸出的第2连结部6a、和与第2连结部6a连结且固定于未图示的封装等的基板的第2固定部6b形成第2支撑部6。
关于本实施方式的陀螺仪元件10,说明使用了作为压电体材料的石英作为基材的例子。石英具有被称作电轴的X轴(石英的晶轴)、被称作机械轴的Y轴和被称作光轴的Z轴。在本实施方式中,说明使用所谓的石英Z板作为基材的例子,该石英Z板沿着由作为石英晶轴的X轴和作为机械轴的Y轴规定的平面被切割从而被加工为平板状,并在与平面垂直的Z轴方向上具有预定的厚度。另外,此处所说的预定厚度根据振荡频率(谐振频率)、外形尺寸、加工性等适当设定。此外,形成陀螺仪元件10的平板能够分别关于X轴、Y轴和Z轴,在一定范围内允许石英的切割角度的误差。例如,能够使用以X轴为中心在0度至2度的范围内旋转切割后的平板。关于Y轴和Z轴也同样如此。
陀螺仪元件10具有:位于中心部分的大致矩形的基部1;从基部1的(±)Y轴方向的端部中的一个端部(图中(-)Y方向)起沿Y轴并行延伸的一对作为第1振动臂的驱动用振动臂2a、2b;以及从基部1的另一个端部(图中(+)Y方向)起沿Y轴并行延伸的一对作为第1振动臂的检测用振动臂3a、3b。由此,从基部1的两端部起,一对驱动用振动臂2a、2b和一对检测用振动臂3a、3b分别沿同轴方向延伸。由于这种形状,有时将本实施方式的陀螺仪元件10称作H型振动片(H型陀螺仪元件)。H型的陀螺仪元件10的驱动用振动臂2a、2b和检测用振动臂3a、3b分别从基部1的同一轴向的两端部起延伸,因此分离了驱动系统和检测系统,所以具有如下特征:减少了驱动系统和检测系统的电极间或布线间的静电耦合,检测灵敏度稳定。另外,在本实施方式中,以H型振动片为例分别各设置了两根驱动用振动臂和检测用振动臂,但振动臂的根数既可以是1根也可以是3根以上。此外,还可以在1根振动臂上形成驱动电极和检测电极。
此外,陀螺仪元件10从基部1起,以在与石英的X晶轴(电轴)交叉的方向上与检测用振动臂3a、3b并行并且夹着检测用振动臂3a、3b的方式,延伸出调整用振动臂4a、4b作为一对第2振动臂。即,调整用振动臂4a、4b从基部1的另一个端部(图中(+)Y方向)起沿Y轴((+)Y方向)延伸。作为第2振动臂的调整用振动臂4a、4b形成为全长比作为第1振动臂的驱动用振动臂2a、2b和检测用振动臂3a、3b短。由此,用于调整泄漏输出的调整用振动臂4a、4b的振动不会阻碍基于第1振动臂(驱动用振动臂和检测用振动臂)的陀螺仪元件10的主要振动,因此陀螺仪元件10的振动特性稳定,并且还有利于陀螺仪元件10的小型化。
基部1的中央可以是陀螺仪元件10的重心。X轴、Y轴和Z轴相互垂直且通过重心。陀螺仪元件10的外形可关于通过重心的Y轴方向的虚拟中心线轴对称。由此,陀螺仪元件10的外形的平衡良好,从而陀螺仪元件10的特性稳定、检测灵敏度提高,因此优选。这种陀螺仪元件10的外形形状可通过使用了光刻技术的蚀刻(湿蚀刻或干蚀刻)形成。另外,能够从1块石英晶片得到多个陀螺仪元件10。
接着,对陀螺仪元件10的电极配置的一个实施方式进行说明。图2示出第1实施方式的陀螺仪元件10的电极配置,(a)是示出一个主面侧的电极配置的俯视图,(b)是示出另一主面侧的电极配置的俯视图,(c)是(a)所示的驱动用振动臂2a、2b的A-A′部分的剖视图,(d)是(a)所示的检测用振动臂3a、3b和调整用振动臂4a、4b的B-B′部分的剖视图。
如图2(a)所示,形成电极11、12以对驱动用振动臂2a、2b进行驱动。如图2(a)、(b)、(c)所示,电极11、12在驱动用振动臂2a的一个主面2c上形成有驱动用电极11a,在另一个主面2d上形成有驱动用电极11b。此外,在驱动用振动臂2a的一个侧面2e和另一个侧面2f上,驱动用电极12c包含驱动用振动臂2a的末端部而形成。同样,在驱动用振动臂2b的一个主面2g上形成有驱动用电极12a,在另一个主面2h上形成有驱动用电极12b。此外,在驱动用振动臂2b的一个侧面2j和另一个侧面2k上,驱动用电极11c包含驱动用振动臂2b的末端部而形成。
形成于驱动用振动臂2a、2b的驱动用电极11a、11b、11c、12a、12b、12c配置成在隔着驱动用振动臂2a、2b相对配置的驱动用电极之间成为相同电位。如图2(a)、(b)所示,电极11具有利用布线11d、11e连接的形成于第1固定部5b的连接焊盘11f。此外,电极12具有利用布线12d、12e连接的形成于第2固定部6b的连接焊盘12f。并且,通过连接焊盘11f和连接焊盘12f对电极11与电极12之间交替赋予电位差,由此驱动用振动臂2a、2b激励所谓的音叉振动。
接着,对检测用电极进行说明,该检测用电极形成于检测用振动臂3a、3b,对由于检测用振动臂3a、3b振动而在作为基材的石英中产生的变形进行检测。
如图2(a)、(b)、(d)所示,电极21、22在检测用振动臂3a的一个主面3c上,沿着检测用振动臂3a的延伸方向形成有检测用电极21a、22a。此外,在主面3c的相反侧的另一主面3d上,沿着检测用振动臂3a的延伸方向形成有检测用电极21b、22b。并且,检测用电极22a与检测用电极22b经由检测用振动臂3a的末端部电连接,检测用电极21a、21b延伸设置到检测用振动臂3a的末端附近。检测用电极21a、21b分别利用布线21k、21e、后述的形成于调整用振动臂4a的调整用电极21d和布线21g,与形成于第1固定部5b的连接焊盘21h电连接。此外,检测用电极22a、22b分别利用布线22d、后述的形成于调整用振动臂4a的调整用电极22c和布线22e,与形成于第1固定部5b的连接焊盘22f电连接。
检测用电极21a和检测用电极21b以成为相同电位的方式进行连接,检测用电极22a和检测用电极22b以成为相同电位的方式进行连接。由此,通过对检测用电极21a、21b和检测用电极22a、22b的电极间的电位差进行检测来检测由于检测用振动臂3a的振动而产生的变形。即,利用连接焊盘21h、22f检测电极21与电极22的电位差。
同样,电极31、32在检测用振动臂3b的一个主面3e上,沿着检测用振动臂3b的延伸方向形成有检测用电极31a、32a。此外,在主面3e的相反侧的另一主面3f上,也沿着检测用振动臂3b的延伸方向形成有检测用电极31b、32b。并且,检测用电极32a与检测用电极32b经由检测用振动臂3b的末端部电连接,检测用电极31a、31b延伸设置到检测用振动臂3b的末端附近。
检测用电极31a、31b分别利用布线31e、31f、31g、后述的形成于调整用振动臂4b的调整用电极31d,与形成于第2固定部6b的连接焊盘31h电连接。此外,检测用电极32a、32b分别利用布线32d、后述的形成于调整用振动臂4b的调整用电极32c和布线32e,与形成于第2固定部6b的连接焊盘32f电连接。
并且,检测用电极31a和检测用电极31b以成为相同电位的方式进行连接,检测用电极32a和检测用电极32b以成为相同电位的方式进行连接。由此,通过对检测用电极31a、31b和检测用电极32a、32b的电极间的电位差进行检测来检测由于检测用振动臂3b的振动而产生的变形。即,利用连接焊盘31h、32f检测电极31与电极32的电位差。
接着,对设置于调整用振动臂4a、4b的作为调整部的电极进行说明。如图2(a)、(b)、(d)所示,在调整用振动臂4a上,在一个主面4c上形成有调整用电极21c,在主面4c的相反侧的另一个主面4d上形成有调整用电极21d,作为相同电位的调整用电极。并且在调整用振动臂4a的一个侧面4e上形成有调整用电极22c,在侧面4e的相反侧的另一个侧面4f上,形成有侧面4e的调整用电极22c和经由调整用振动臂4a的末端连接的调整用电极22c。
调整用电极21c、21d利用布线21f、21g与连接焊盘21h连接。并且,调整用电极22c利用布线22e与连接焊盘22f电连接。同样,在调整用振动臂4b上,在一个主面4g上形成有调整用电极31c,在主面4g的相反侧的另一个主面4h上形成有调整用电极31d,作为相同电位的调整用电极。并且在调整用振动臂4b的一个侧面4j上形成有调整用电极32c,在侧面4j的相反侧的另一个侧面4k上,形成有侧面4j的调整用电极32c和经由调整用振动臂4b的末端连接的调整用电极32c。调整用电极31c、31d利用布线31f、31g与连接焊盘31h连接。并且,调整用电极32c利用布线32e与连接焊盘32f电连接。
如上所述,根据本实施方式的陀螺仪元件10,在通过施加预定的激励驱动信号而使驱动用振动臂2a、2b振动的状态下,向陀螺仪元件10施加角速度,由此在检测用振动臂3a、3b中产生哥氏力的振动。通过该检测用振动臂3a、3b的振动激励调整用振动臂4a、4b。因此,使设置于调整用振动臂4a、4b的金属膜即调整用电极21c、21d、22c、31c、31d、32c的重量增减,并且使调整用电极21c、21d、22c、31c、31d、32c的体积增减来改变电荷量,由此能够抑制检测用振动臂3a、3b的不期望的泄漏输出。
因此,能够抑制以泄漏输出为原因而引起的检测灵敏度的降低,能够提供作为灵敏度高的振动片的陀螺仪元件10,所述泄漏输出例如可能由于作为陀螺仪元件10的基材的石英的蚀刻各向异性和制造偏差等,由于驱动用振动臂2a、2b和检测用振动臂3a、3b的截面形状的偏差等引起。
图3是示出第1实施方式的陀螺仪元件10的另一方式的俯视图。在图3(a)所示的陀螺仪元件1A中,利用连结部5a、6a连结到基部1的固定部7具有框状的形状。即,在本例中,第1实施方式的陀螺仪元件10中的第1固定部5b和第2固定部6b在驱动用振动臂2a、2b侧形成一体相连的固定部7。
此外,图3(b)所示的陀螺仪元件1B成为如下方式:在框状的固定部8的内侧配置基部1,驱动用振动臂2a、2b,检测用振动臂3a、3b以及调整用振动臂4a、4b,并利用连结部5a、6a对基部1和固定部8进行连结。
由此,根据图3(a)、(b)所示的陀螺仪元件1A、1B,在形成后述的在封装中收纳有陀螺仪元件1A、1B的陀螺仪单元时,能够通过提高固定于封装的固定部7或固定部8的固定面积较宽而带来的固定力,抑制封装中的振动泄漏。此外,固定部7或8是框状的,由此能够提高陀螺仪元件1A、1B的强度,抑制固定部7或固定部8中的振动泄漏。
(变形例)
在上述第1实施方式的陀螺仪元件10中,调整用振动臂4a、4b能够通过增加可在末端部附加质量的形状变化,进一步提高有助于陀螺仪元件10的高灵敏度化的效果。图4是示出在作为第2振动臂的调整用振动臂的末端设置有宽幅部的作为振动片的陀螺仪元件的变形例的示意性俯视图。另外,在图4中,对于与第1实施方式的陀螺仪元件10相同的结构,标注相同标号并省略说明,而且还省略图示。
如图4所示,本变形例的陀螺仪元件1C具有与第1实施方式的陀螺仪元件10相同结构的基部1、从基部1的Y轴方向的两端部起分别延伸的一对驱动用振动臂2a、2b以及一对检测用振动臂3a、3b。此外,具有与检测用振动臂3a的(-)X方向相邻且在(+)Y方向上从基部1延伸出的调整用振动臂15a、和与检测用振动臂3b的(+)X方向相邻且在(+)Y方向上从基部1延伸出的调整用振动臂15b。在调整用振动臂15a、15b的主面上,设置有作为用于调整陀螺仪元件1C的泄漏输出的膜体的调整用电极21c、31c,在调整用振动臂15a、15b的侧面上,设置有调整用电极22c、32c。
在调整用振动臂15a、15b的末端侧,设置有作为宽度比调整用振动臂15a、15b宽(X轴方向的长度较长)的大致矩形的宽幅部的施重部16a、16b。在施重部16a、16b的表面设置有膜体40a、40b。另外,膜体可设置于施重部16a、16b的两个主面和省略了图示的两侧面上。此外,膜体40a、40b可以由与其他电极相同的金属材料形成,也可以由非导体材料形成。能够通过利用与其他电极相同的金属材料形成膜体40a、40b,与其他电极同时进行制造,因此能够提高生产率。此外,利用非导体材料形成膜体40a、40b,由此在膜体形成材料的选择项变多的方面比较有利。另外,优选尽量使用密度高(比重大)的材料作为膜体形成材料。
根据变形例1的陀螺仪元件1C,能够通过与在第1实施方式的陀螺仪元件10中说明的作为第2振动臂的调整用振动臂4a、4b同样地具有调整用振动臂15a、15b,得到抑制了泄漏振动的陀螺仪元件1C。并且,能够通过在各调整用振动臂15a、15b的末端侧具有作为宽幅部的施重部16a、16b,在抑制调整用振动臂15a、15b的长度增大的同时提高泄漏振动的抑制效果。并且,用于抑制泄漏振动的调整用振动臂15a、15b具备的膜体(电极)重量的调整范围可以取得较宽,因此能够进行用于抑制泄漏振动的精细调整,能够提供灵敏度更高的陀螺仪元件1C。
(第2实施方式)
作为第2实施方式,对作为具有第1实施方式的陀螺仪元件10的传感器单元的陀螺仪传感器进行说明。图5示出第2实施方式的陀螺仪传感器100,(a)是省略盖体描绘出的概略俯视图,(b)是(a)所示的C-C′部分的剖视图。另外,在本实施方式的结构中,还能够具有后述的陀螺仪元件510。
如图5(b)所示,陀螺仪传感器100在封装110的凹部,收纳陀螺仪元件10和作为电子部件的半导体装置120,利用盖体130密闭封装110的开口部,将内部保持为气密。封装110具有平板状的第1基板111,在第1基板111上依次层叠并固定安装而形成框状的第2基板112、第3基板113、第4基板114,从而形成收纳有半导体装置120和陀螺仪元件10的凹部。第1~第4基板111、112、113、114例如由陶瓷等形成。
第1基板111在凹部侧的搭载有半导体装置120的电子部件搭载面111a上,设置有载置半导体装置120并被固定的冲模垫115。例如用钎料(晶粒安装材料)140将半导体装置120粘接并固定到冲模垫115上。
半导体装置120具有作为用于驱动陀螺仪元件10使其振动的激励单元的驱动电路、和作为检测在施加角速度时在陀螺仪元件10上产生的检测振动的检测单元的检测电路。具体而言,半导体装置120具有的驱动电路将驱动信号提供给分别形成于陀螺仪元件10的一对驱动用振动臂2a、2b(参照图2)的驱动用电极11a、11b、12c和驱动用电极11c、12a、12b。此外,半导体装置120具有的检测电路放大在分别形成于陀螺仪元件10的一对检测用振动臂3a、3b(参照图2)的检测用电极21a、21b、22a、22b和检测用电极31a、31b、32a、32b中产生的检测信号来生成放大信号,并根据该放大信号检测施加到陀螺仪传感器100的旋转角速度。
第2基板112形成为具有开口的框状形状,该开口的大小可收纳搭载在冲模垫115上的半导体装置120。第3基板113形成为具有比第2基板112的开口宽的开口的框状形状,层叠并固定在第2基板112上。并且在第2基板112上层叠第3基板113,并在第3基板113的开口内侧出现的第2基板面112a上,形成有连接接合线BW的多个IC连接端子112b,该接合线BW与半导体装置120的未图示的电极焊盘电连接。并且,半导体装置120的未图示的电极焊盘与设置于封装110的IC连接端子112b使用引线键合法电连接。即,设置于半导体装置120的多个电极焊盘和与封装110对应的IC连接端子112b利用接合线BW进行连接。此外,IC连接端子112b中的任意一个利用封装110的未图示的内部布线,与设置于第1基板111的外部底面111b的多个外部连接端子111c电连接。
在第3基板113上,层叠并固定具有比第3基板113的开口宽的开口的第4基板114。并且,在第3基板113上层叠第4基板114,在第4基板114的开口内侧出现的第3基板面113a上,形成有与形成于陀螺仪元件10的图2所示的连接焊盘11f、12f、21h、22f、31h、32f连接的多个陀螺仪元件连接端子113b。陀螺仪元件连接端子113b利用封装110的未图示的内部布线与IC连接端子112b中的任意一个电连接。陀螺仪元件10在第3基板面113a上,对准连接焊盘11f、12f、21h、22f、31h、32f与陀螺仪元件连接端子113b的位置地载置陀螺仪元件10的固定部5b、6b,并利用导电性粘接剂150进行粘接固定。
并且,在第4基板114的开口的上表面配置盖体130,密封封装110的开口,对封装110的内部进行气密密封,从而得到陀螺仪传感器100。盖体130例如可使用42合金(在铁中含有42%镍的合金)或铁镍钴合金(铁、镍和钴的合金)等金属、陶瓷或玻璃等形成。例如,在利用金属形成了盖体130的情况下,通过经由脱模为矩形环状而形成的密封圈160对铁镍钴合金等进行缝焊而与封装110接合。由封装110和盖体130形成的凹部空间成为用于陀螺仪元件10进行动作的空间,因此优选密闭/密封为减压空间或惰性气体环境。
在陀螺仪传感器100中,在利用盖体130进行密闭密封前进行陀螺仪元件10的泄漏输出的抑制调整。首先,对陀螺仪元件10的泄漏输出的抑制调整方法的原理进行说明。如陀螺仪元件10(参照图1)那样,在具有从基部1的Y轴方向的两端部起分别延伸的驱动用振动臂2a、2b以及检测用振动臂3a、3b的H型振动片上,具备从基部1的检测用振动臂3a、3b的延伸端部起朝相同方向延伸的调整用振动臂4a、4b,在这样的结构中,泄漏输出的振动方向由各振动臂的蚀刻加工偏差导致的完成形状决定,根据该完成形状进行抑制泄漏输出的调整是有效的。
具体而言,在陀螺仪元件10的驱动中,如图6(a)所示,在驱动用振动臂2a、2b进行了箭头P方向的运动时,驱动用振动臂2a、2b的输出波形DS,进行箭头Q1、Q2方向的运动的检测用振动臂3a、3b各自的泄漏输出的输出波形S1泄漏、S2泄漏示出图6(b)所示的波形。为了消除这种泄漏输出,需要将调整用振动臂4a、4b的相位设为图6(c)所示的相位T1、T2。因此,需要将驱动用振动臂2a、2b和调整用振动臂4a、4b设为反相。
此外,在陀螺仪元件10的驱动时,如图7(a)所示,在驱动用振动臂2a、2b进行了箭头P方向的运动时,驱动用振动臂2a、2b的输出波形DS,进行箭头Q1、Q2方向的运动的检测用振动臂3a、3b各自的泄漏输出的输出波形S1泄漏、S2泄漏示出图7(b)所示的波形。为了消除这种泄漏输出,需要将调整用振动臂4a、4b的相位设为图7(c)所示的相位T1、T2。因此,需要将驱动用振动臂2a、2b和调整用振动臂4a、4b设为同相。
如上所述,这种泄漏输出的振动方向根据各振动臂的加工偏差导致的完成形状而发生变化。例如,即使在设计了截面矩形的振动臂的情况下,由于作为基材的石英的蚀刻各向异性,截面也成为平行四边形、梯形或者菱形,对泄漏输出的振动方向产生影响。这里,在设驱动用振动臂2a、2b具有的谐振频率为fd、调整用振动臂4a、4b具有的谐振频率为ft时,根据fd和ft的关系,驱动用振动臂2a、2b的相位和调整用振动臂4a、4b的相位成为同相或反相,这一关系如下那样成立。即,
在fd<ft时,驱动用振动臂2a、2b的相位与调整用振动臂4a、4b的相位是反相的,
在fd>ft时,驱动用振动臂2a、2b的相位与调整用振动臂4a、4b的相位是同相的。
接着,对依据上述各种振动臂的关系的陀螺仪元件10的泄漏输出抑制调整方法的一例进行说明。首先,通过去除或附加设置于调整用振动臂4a、4b的膜体的一部分,或者削去调整用振动臂4a、4b的基板等,减少或增加调整用振动臂4a、4b的质量,由此改变谐振频率,将驱动用振动臂2a、2b的谐振频率fd和调整用振动臂4a、4b的谐振频率ft的关系调整为适当的关系,并且进行泄漏输出的抑制调整。具体而言,例如通过照射激光来修整作为设置于调整用振动臂4a、4b的膜体的调整用电极21c、21d、22c、31c、31d、32c,或者通过蒸镀或溅射附加与调整用电极21c、21d、22c、31c、31d、32c相同种类或不同种类的膜体,减少或增加调整用振动臂4a、4b的质量。利用该质量的增减,改变谐振频率,进行将fd和ft的相位关系调整为期望关系(fd<ft或fd>ft)的相位调整,以及减少或增加电荷量,将泄漏输出的影响抑制到最小。另外,该情况下,调整用振动臂4a、4b的调整用电极21c、21d、22c、31c、31d、32c与检测用振动臂3a、3b的检测用电极21a、21b、22a、22b、31a、31b、32a、32b电连接。
如上所述,本实施方式的泄漏输出抑制调整的方法去除或附加调整用振动臂4a、4b的调整用电极21c、21d、22c、31c、31d、32c的一部分,将驱动用振动臂2a、2b的谐振频率fd和调整用振动臂4a、4b的谐振频率ft调整为适当的关系,并且改变电荷量,由此能够进行泄漏输出的微调。另外,例如在调整用振动臂4a、4b具有作为宽幅部的施重部的变形例所示的陀螺仪元件1C的情况下,首先,例如通过照射激光来修整设置于调整用振动臂15a、15b的末端部的作为宽幅部的施重部16a、16b的膜体40a、40b,或者通过蒸镀或溅射附加与膜体40a、40b相同种类或不同种类的膜体,减少或增加施重部16a、16b的质量。利用该质量的增减,改变谐振频率,进行将fd和ft的相位关系调整为期望关系(fd<ft或fd>ft)的相位调整。
在进行了上述相位调整后,接着进行泄漏输出的抑制调整。具体而言,例如通过进行激光照射来去除设置于调整用振动臂15a、15b的调整用电极21c、21d、22c、31c、31d、32c的一部分,或者通过蒸镀或溅射等附加电极用金属,减少或增加电荷量,由此将泄漏输出的影响抑制到最小。
此处,使用图8对如下情况进行说明:驱动用振动臂2a、2b和调整用振动臂4a、4b从基部1起相互朝相反方向延伸,由此能够避免“TuX”模式的振动。图8是示出用于说明“TuX”模式的振动的陀螺仪元件的振动模式的概略图。图8(a)、(b)是示出比较例中的陀螺仪元件的振动模式的图,图8(c)、(d)是示出本发明的实施方式的陀螺仪元件的振动模式的图。
在图8(a)、(b)中,说明作为比较例的陀螺仪元件1010的振动模式。陀螺仪元件1010在基部1001的一端,设置有一对驱动用振动臂1002a、1002b,以及夹着驱动用振动臂1002a、1002b的一对调整用振动臂1004a、1004b,在基部1001的另一端,设置有一对检测用振动臂1003a、1003b。并且,在与上述一端、另一端交叉的方向上的基部1001的两端,设置有第1支撑部1005和第2支撑部1006。
如图8(a)所示,陀螺仪元件1010的通常振动模式为:驱动用振动臂1002a与驱动用振动臂1002b朝反方向运动(驱动用振动臂1002a的振动方向f1与驱动用振动臂1002b的振动方向f2相反(反相)),调整用振动臂1004a与调整用振动臂1004b朝反方向运动(调整用振动臂1004a的振动方向e1和调整用振动臂1004b的振动方向e2相反(反相))。此时,相邻的驱动用振动臂1002a与调整用振动臂1004a朝同方向运动(相邻的驱动用振动臂1002a的振动方向f1与调整用振动臂1004a的振动方向e1相同)。同样,相邻的驱动用振动臂1002b与调整用振动臂1004b朝同方向运动(相邻的驱动用振动臂1002b的振动方向f2与调整用振动臂1004b的振动方向e2相同)。另外,在与上述反方向的振动中,各振动臂也同样朝同相方向振动。通过在这种振动模式(Tu模式的振动,所谓的音叉振动)下振动,获得驱动用振动臂1002a、1002b和调整用振动臂1004a、1004b中的振动矢量(运动的矢量)的平衡,进行稳定的振动。
但是,各个振动臂和振动臂的从基部1001的延伸部分等的形状由于陀螺仪元件1010的形成工序中的制造偏差等而产生偏差,由此出现与上述稳定的振动模式偏离的振动模式(“TuX”模式的振动)。使用图8(b)对该“TuX”模式的振动进行说明。另外,陀螺仪元件1010的结构与图8(a)相同,因此标注相同标号并省略说明。
在“TuX”模式的振动中,一对驱动用振动臂1002a、1002b的各个振动臂以及一对调整用振动臂1004a、1004b的各个振动臂朝同方向(同相)运动。依照图8(b)进行详细叙述时,驱动用振动臂1002a朝振动方向f3的方向运动,另一个驱动用振动臂1002b朝振动方向f4的方向运动。即,一对驱动用振动臂1002a、1002b朝同方向(同相)运动。此外,调整用振动臂1004a朝振动方向e3的方向运动,另一个驱动用振动臂1004b朝振动方向e4的方向运动。即,一对调整用振动臂1004a、1004b朝同方向(同相)运动。在产生这种“TuX”模式的振动时,驱动用振动臂1002a、1002b和调整用振动臂1004a、1004b的振动矢量(运动的矢量)的平衡被打破,结果泄漏振动的产生增加。
相对于上述比较例,本发明的实施方式的陀螺仪元件10中的驱动用振动臂2a、2b和调整用振动臂4a、4b从基部1起相互朝相反方向延伸,由此即使出现“TuX”模式的振动也能够抑制其影响。此处,使用图8(c)、(d)进行详细说明。陀螺仪元件10在基部1的一端,设置有一对检测用振动臂3a、3b,以及夹着检测用振动臂3a、3b的一对调整用振动臂4a、4b,在另一端设置有一对驱动用振动臂2a、2b。并且,在与上述一端、另一端交叉的方向上的基部1的两端,设置有第1支撑部5和第2支撑部6。
如图8(c)所示,陀螺仪元件10的通常振动模式为:驱动用振动臂2a与驱动用振动臂2b朝反方向运动(驱动用振动臂2a的振动方向f5与驱动用振动臂2b的振动方向f6相反(反相)),调整用振动臂4a与调整用振动臂4b朝反方向运动(调整用振动臂4a的振动方向e5和调整用振动臂4b的振动方向e6相反(反相))。另外,在与上述反方向的振动中,各振动臂也同样朝同相方向振动。如本例的情况那样,夹着基部1在相反侧设置有驱动用振动臂2a、2b和调整用振动臂4a、4b,通过在这种振动模式(Tu模式的振动,所谓的音叉振动)下振动,获得驱动用振动臂2a、2b和调整用振动臂4a、4b中的振动矢量(运动的矢量)的平衡,进行稳定的振动。
如之前说明那样,各个振动臂和振动臂的从基部1的延伸部分等的形状由于陀螺仪元件10的形成工序中的制造偏差等而产生偏差,由此在本例中也出现与上述稳定的振动模式偏离的振动模式(“TuX”模式的振动)。但是,通过使用本例的陀螺仪元件10的结构,即使产生该“TuX”模式的振动,也能够减少其影响。使用图8(d)对该点进行说明。另外,陀螺仪元件10的结构与图8(c)相同,因此标注相同标号并省略说明。
首先,依照图8(d)对本例中的陀螺仪元件10的“TuX”模式的振动进行说明。在“TuX”模式的振动中,一对驱动用振动臂2a、2b的各个振动臂以及一对调整用振动臂4a、4b的各个振动臂朝同方向(同相)运动。具体而言,驱动用振动臂2a朝振动方向f7的方向运动,另一个驱动用振动臂2b朝振动方向f8的方向运动。即,一对驱动用振动臂2a、2b朝同方向(同相)运动。此外,调整用振动臂4a朝振动方向e7的方向运动,另一个驱动用振动臂4b朝振动方向e8的方向运动。即,一对调整用振动臂4a、4b朝同方向(同相)运动。此时,驱动用振动臂2a、2b与调整用振动臂4a、4b朝相反方向运动(驱动用振动臂2a、2b的振动方向f7、f8与调整用振动臂4a、4b的振动方向e7、e8相反)。在产生这种“TuX”模式的振动时,通过驱动用振动臂2a、2b和调整用振动臂4a、4b的振动矢量(运动的矢量),产生以基部1的中央为中心的旋转力。
但是,本例的陀螺仪元件10通过设置于基部1的两端的第1支撑部5和第2支撑部6固定安装基部1,因此成为虚拟固定基部1的状态,旋转的力不易影响到各个振动臂(驱动用振动臂2a、2b和调整用振动臂4a、4b)。换言之,在利用第1支撑部5、第2支撑部6的固定抑制旋转的力时,仅“TuX”模式的频率大幅度降低,能够使“TuX”模式的频率远离驱动频率。由此,在陀螺仪元件10的结构中,能够避免“TuX”模式的耦合(产生)(能够使“TuX”模式的频率远离驱动频率),结果能够抑制振动的泄漏输出,能够继续稳定的振动。
另外,即使如在图3(a)、(b)中说明的陀螺仪元件1A、陀螺仪元件1B那样,是具有利用连结部5a、6a连结到基部1的框状的固定部7、8的形状,且具有第1固定部5b和第2固定部6b的结构,也能够得到同样的效果。
在实施了泄漏输出的抑制调整后,进行接合到封装110的陀螺仪元件10的频率微调。能够利用如下方法等进行频率调整:通过激光修整来去除陀螺仪元件10的电极的一部分,从而减少质量的方法;通过蒸镀或溅射等向陀螺仪元件10附加质量的方法;或者基于半导体装置120的数据改写的方法。
(第3实施方式的陀螺仪元件)
接着,说明将本发明的振动片具体化为了振动陀螺仪元件的第3实施方式。图9示出作为振动片的振动陀螺仪元件的一个实施方式,(a)是以示意图示出的立体图,(b)是以示意图示出的俯视图。如图9(a)所示,作为振动片的振动陀螺仪元件510(以下称作陀螺仪元件510)具有通过对基材(构成主要部分的材料)进行加工而一体形成的基部1、驱动用振动臂2a、2b和检测用振动臂3a、3b、以及调整用振动臂4a、4b。并且,由从基部1延伸出的第1连结部5a、和与第1连结部5a连结且固定于未图示的封装等的基板的第1固定部5b形成第1支撑部5,由从基部1延伸出的第2连结部6a、和与第2连结部6a连结且固定于未图示的封装等的基板的第2固定部6b形成第2支撑部6。
对本实施方式的陀螺仪元件510使用了作为压电体材料的石英作为基材的例子进行说明。石英具有被称作电轴的X轴、被称作机械轴的Y轴和被称作光轴的Z轴。在本实施方式中,说明使用所谓的石英Z板作为基材的例子,该石英Z板沿着由作为石英晶轴的X轴和作为机械轴的Y轴规定的平面被切割从而被加工为平板状,并在与平面垂直的Z轴方向上具有预定的厚度t。另外,此处所说的预定厚度t根据振荡频率(谐振频率)、外形尺寸、加工性等适当设定。此外,形成陀螺仪元件510的平板能够分别关于X轴、Y轴和Z轴,在一定范围内允许石英的切割角度的误差。例如,能够使用以X轴为中心在0度至2度的范围内旋转切割后的平板。关于Y轴和Z轴也同样如此。
陀螺仪元件510具有:位于中心部分的大致矩形的基部1;从基部1的Y轴方向的端部中的一个端部(图中(-)Y方向的端部)起以并行的方式沿Y轴延伸的一对驱动用振动臂2a、2b;以及从基部1的另一个端部(图中(+)Y方向的端部)起沿Y轴具有间隔B地并行延伸的一对检测用振动臂3a、3b。由此,从基部1的两端部起,一对驱动用振动臂2a、2b和一对检测用振动臂3a、3b分别沿同轴方向延伸。由于这种形状,有时将本实施方式的陀螺仪元件510称作H型振动片(H型陀螺仪元件)。H型的陀螺仪元件510的驱动用振动臂2a、2b和检测用振动臂3a、3b分别从基部1的同一轴向的两端部起延伸,因此分离了驱动系统和检测系统,所以具有如下特征:减少了驱动系统和检测系统的电极间或布线间的静电耦合,检测灵敏度稳定。另外,在本实施方式中,以H型振动片为例分别各设置了两根驱动用振动臂和检测用振动臂,但振动臂的根数既可以是1根也可以是3根以上。此外,还可以在1根振动臂上形成驱动用电极和检测用电极。
此外,陀螺仪元件510从基部1起,以在与石英的X晶轴(电轴)交叉的方向上与检测用振动臂3a、3b并行并且夹着检测用振动臂3a、3b的方式,延伸出一对调整用振动臂4a、4b。即,调整用振动臂4a、4b沿Y轴朝(+)Y方向延伸。并且,一个调整用振动臂4a与相邻的检测用振动臂3a具有间隔A,另一个调整用振动臂4b与相邻的检测用振动臂3b具有间隔C。并且,以该间隔A和间隔C、一对检测用振动臂3a、3b的间隔B以及基材的厚度t的关系成为下式的方式,形成调整用振动臂4a、4b和检测用振动臂3a、3b。
B<t、B×0.8<A<B×1.2并且B×0.8<C<B×1.2
此外,调整用振动臂4a、4b形成为全长比驱动用振动臂2a、2b和检测用振动臂3a、3b短。由此,用于调整泄漏输出的调整用振动臂4a、4b的振动不会阻碍基于驱动用振动臂2a、2b和检测用振动臂3a、3b的陀螺仪元件510的主要振动,因此陀螺仪元件510的振动特性稳定,并且还有利于陀螺仪元件510的小型化。
可将基部1的中央设为陀螺仪元件510的重心。并且,X轴、Y轴和Z轴相互垂直且通过重心。陀螺仪元件510的外形可设为关于通过重心的Y轴方向的虚拟中心线轴对称。由此,陀螺仪元件510的外形的平衡良好,从而陀螺仪元件510的特性稳定、检测灵敏度提高,因此优选。这种陀螺仪元件510的外形形状可利用使用了光刻技术的蚀刻(湿蚀刻或干蚀刻)形成。另外,能够从1块石英晶片得到多个陀螺仪元件510。
此外,如上所述,以间隔A和间隔C、一对检测用振动臂3a、3b的间隔B以及基材的厚度t的关系成为下式的方式设置调整用振动臂4a、4b和检测用振动臂3a、3b,
B<t、B×0.8<A<B×1.2并且B×0.8<C<B×1.2
由此能够得到如下的效果。
由此,以一对检测用振动臂3a、3b的臂与臂之间的间隔B为基准,构成检测用振动臂3a、3b与相邻的调整用振动臂4a、4b之间的间隔A和间隔C,由此能够稳定地形成基部1与检测用振动臂3a、3b以及调整用振动臂4a、4b的连结部分的外形形状。
此处,对陀螺仪元件510的外形形状的形成与振动特性的关系进行详细说明。在通过使用了光刻技术的蚀刻加工形成陀螺仪元件510的外形形状时,由于石英的蚀刻各向异性,在基部1与检测用振动臂3a、3b以及调整用振动臂4a、4b的连结部分(角部)产生蚀刻残余(也称作飞边)3c、3d、3e、3f、4c、4d。
该蚀刻残余3c、3d、3e、3f、4c、4d的大小,由于石英的蚀刻各向异性,根据各个振动臂的根部位置而不同。例如,在检测用振动臂3a中,产生于图示左侧(与调整用振动臂4a相对一侧)的根部的蚀刻残余3c比产生于图示右侧(与检测用振动臂3b相对一侧)的根部的蚀刻残余3e大。同样,在检测用振动臂3b中,产生于图示左侧的根部(与检测用振动臂3a相对一侧)的蚀刻残余3d比产生于图示右侧的根部(与调整用振动臂4b相对一侧)的蚀刻残余3f大。此外,同样在调整用振动臂4a中,在图示右侧(与检测用振动臂3a相对一侧)的根部产生蚀刻残余4d,但比在相邻的检测用振动臂3a的与调整用振动臂4a相对一侧的根部产生的蚀刻残余3c小。此外,同样在调整用振动臂4b中,在图示左侧(与检测用振动臂3b相对一侧)的根部产生蚀刻残余4c,但比在相邻的检测用振动臂3b的与调整用振动臂4b相对一侧的根部产生的蚀刻残余3f大。
特别在需要较长的蚀刻加工时间的基材厚度t大(厚)的情况下,即基材的厚度t比一对检测用振动臂3a、3b的臂与臂之间的间隔B大(厚)的情况下,或者相邻的振动臂与振动臂之间的间隔(上述间隔A、B、C)窄的情况下等,显著出现这种现象。另外,在基材的厚度t比一对检测用振动臂3a、3b的臂与臂之间的间隔B小(薄)的情况下也有效,但该情况下的蚀刻加工时间较短,蚀刻残余3c、3d、3e、3f、4c、4d比较小,因此难以受到振动特性的影响。并且,由于在相邻(相对)的振动臂的根部产生的蚀刻残余的大小不同(外形形状偏差),各个振动臂的振动数或振动模式稍微发生偏差。由于该偏差,各个振动臂的振动平衡被打破,容易产生振动泄漏输出或者不需要的模式振动(TuX模式振动)等。
在本实施方式的陀螺仪元件510中,在一对检测用振动臂3a、3b的间隔B与基材的厚度t的关系为B<t时,一个调整用振动臂4a与相邻的检测用振动臂3a的间隔A、另一个调整用振动臂4b与相邻的检测用振动臂3b的间隔C以及一对检测用振动臂3a、3b的间隔B的关系为
B×0.8<A<B×1.2并且B×0.8<C<B×1.2。
由此,形成于各个振动臂的根部的蚀刻残余3c、3d、3e、3f、4c、4d能够形成稳定的形状。因此,能够抑制形成于各个振动臂的根部的较大蚀刻残余,由于蚀刻残余的形状偏差等而产生的振动泄漏输出或者不需要的模式振动(TuX模式振动),能够使振动片的振动特性稳定,因此能够得到高灵敏度、高精度的振动片。
另外,还能够将间隔A、C设为间隔B的1.2倍以上,但陀螺仪元件510的外形形状变大,不能满足小型化的要求,从而不实用。
另外,陀螺仪元件510的电极配置及其功能是与上述第1实施方式相同的结构,因此省略本实施方式中的说明。
如上所述,根据本实施方式的陀螺仪元件510,在通过施加预定的激励驱动信号而使驱动用振动臂2a、2b振动的状态下,向陀螺仪元件510施加角速度,由此在检测用振动臂3a、3b中产生基于哥氏力的振动。通过该检测用振动臂3a、3b的振动激励调整用振动臂4a、4b。因此,使设置于调整用振动臂4a、4b的金属膜即调整用电极21c、21d、22c、31c、31d、32c的重量增减,并且使调整用电极21c、21d、22c、31c、31d、32c的体积增减来改变电荷量,由此能够抑制检测用振动臂3a、3b的不期望的泄漏输出。
因此,能够抑制以泄漏输出为原因而引起的检测灵敏度的降低,能够提供作为灵敏度高的振动片的陀螺仪元件510,该泄漏输出可能由于驱动用振动臂2a、2b和检测用振动臂3a、3b的截面形状的偏差等引起,该偏差由于作为陀螺仪元件510的基材的石英的蚀刻各向异性和制造偏差等而产生。
另外,在上述实施方式的陀螺仪元件的说明中,使用了如下例子:在基部1的一端,设置有一对检测用振动臂3a、3b,以及夹着检测用振动臂3a、3b的一对调整用振动臂4a、4b,在另一端设置有一对驱动用振动臂2a、2b,但不限于该结构。例如,也可以是驱动用振动臂和调整用振动臂从基部的相同端朝同方向延伸出的方式。具体而言,陀螺仪元件在基部的一端设置有一对驱动用振动臂,以及夹着驱动用振动臂的一对调整用振动臂,在基部的另一端设置有一对检测用振动臂。
能够将这种方式应用到之后说明的实施方式、变形例的陀螺仪元件。
图10是示出第3实施方式的陀螺仪元件510的另一方式的俯视图。在图10(a)所示的陀螺仪元件501A中,利用第1连结部5a、第2连结部6a连结到基部1的固定部7具有框状的形状。即,在本例中,第3实施方式的陀螺仪元件510中的第1固定部5b和第2固定部6b在驱动用振动臂2a、2b侧形成一体相连的固定部7。另外,在陀螺仪元件501A中,一个调整用振动臂4a与相邻的检测用振动臂3a具有间隔A,另一个调整用振动臂4b与相邻的检测用振动臂3b具有间隔C。并且,以该间隔A和间隔C、一对检测用振动臂3a、3b的间隔B以及基材的厚度t的关系成为下式的方式,形成调整用振动臂4a、4b和检测用振动臂3a、3b。
B<t、B×0.8<A<B×1.2并且B×0.8<C<B×1.2
此外,图10(b)所示的陀螺仪元件501B成为如下方式:在框状的固定部8的内侧配置基部1、驱动用振动臂2a、2b、检测用振动臂3a、3b以及调整用振动臂4a、4b,并利用第1连结部5a、第2连结部6a对基部1和固定部8进行连结。另外,在陀螺仪元件501B中,一个调整用振动臂4a与相邻的检测用振动臂3a具有间隔A,另一个调整用振动臂4b与相邻的检测用振动臂3b具有间隔C。并且,以该间隔A和间隔C、一对检测用振动臂3a、3b的间隔B以及基材的厚度t的关系成为下式的方式,形成调整用振动臂4a、4b和检测用振动臂3a、3b。
B<t、B×0.8<A<B×1.2并且B×0.8<C<B×1.2
由此,根据图10(a)、(b)所示的陀螺仪元件501A、501B,除了在之前的陀螺仪元件510中说明的效果以外,还在形成后述的在封装中收纳有陀螺仪元件501A、501B的陀螺仪单元时,由于固定于封装的固定部7或固定部8的固定面积较宽而提高固定力,由此抑制封装中的振动泄漏。此外,固定部7或8是框状的,由此能够提高陀螺仪元件501A、501B的强度,抑制固定部7或固定部8中的振动泄漏。
(变形例)
在上述第3实施方式的陀螺仪元件510中,调整用振动臂4a、4b能够通过增加可在末端部附加质量的形状变化,进一步提高有助于陀螺仪元件510的高灵敏度化的效果。图11是示出作为在调整用振动臂的末端设置有宽幅部的振动片的陀螺仪元件的变形例的示意性俯视图。另外,在图11中,对于与第3实施方式的陀螺仪元件510相同的结构,标注相同标号并省略说明,而且还省略图示。
如图11所示,本变形例的陀螺仪元件501C具有与第3实施方式的陀螺仪元件510相同结构的基部1、从基部1的Y轴方向的两端部起分别延伸的一对驱动用振动臂2a、2b以及一对检测用振动臂3a、3b。此外,具有与检测用振动臂3a的(-)X方向相邻且在(+)Y方向上从基部1延伸出的调整用振动臂15a、和与检测用振动臂3b的(+)X方向相邻且在(+)Y方向上从基部1延伸出的调整用振动臂15b。此外,在陀螺仪元件501C中,一个调整用振动臂15a与相邻的检测用振动臂3a具有间隔A,另一个调整用振动臂15b与相邻的检测用振动臂3b具有间隔C。并且,以该间隔A和间隔C、一对检测用振动臂3a、3b的间隔B以及基材的厚度t的关系成为下式的方式,形成调整用振动臂15a、15b和检测用振动臂3a、3b。
B<t、B×0.8<A<B×1.2并且B×0.8<C<B×1.2
在调整用振动臂15a、15b的主面上,设置有作为用于调整陀螺仪元件501C的泄漏输出的膜体的调整用电极21c、31c,在调整用振动臂15a、15b的侧面上,设置有调整用电极22c、32c。
在调整用振动臂15a、15b的末端侧,设置有作为宽度比调整用振动臂15a、15b宽(X轴方向的长度较长)的大致矩形的宽幅部的施重部16a、16b。在施重部16a、16b的表面设置有膜体40a、40b。另外,膜体可设置于施重部16a、16b的两个主面和省略了图示的两侧面上。此外,膜体40a、40b可以由与其他电极相同的金属材料形成,也可以由非导体材料形成。能够通过利用与其他电极相同的金属材料形成膜体40a、40b,与其他电极同时进行制造,因此能够提高生产率。此外,利用非导体材料形成膜体40a、40b,由此在膜体形成材料的选择项变多的方面比较有利。另外,优选尽量使用密度高(比重大)的材料作为膜体形成材料。
根据变形例的陀螺仪元件501C,能够通过与在第3实施方式的陀螺仪元件510中说明的调整用振动臂4a、4b同样地具有调整用振动臂15a、15b,得到抑制了泄漏振动的陀螺仪元件501C。并且,能够通过在各调整用振动臂15a、15b的末端侧具有作为宽幅部的施重部16a、16b,在抑制调整用振动臂15a、15b的长度增大的同时提高泄漏振动的抑制效果。并且,能够较宽获得用于抑制泄漏振动的调整用振动臂15a、15b具备的膜体(电极)重量的调整范围,因此能够进行用于泄漏振动抑制的精细调整,能够提供灵敏度更高的陀螺仪元件501C。
(第4实施方式的陀螺仪元件)
依照图12对第4实施方式的陀螺仪元件进行说明。图12是示意性示出第4实施方式的陀螺仪元件的俯视图。另外,在本说明中,对于与上述第3实施方式的陀螺仪元件510同样的结构,能够标注相同标号,并省略或简化其说明。
如图12所示,陀螺仪元件510a具有通过对基材(构成主要部分的材料)进行加工而一体形成的基部1、驱动用振动臂2a、2b和检测用振动臂3a、3b、调整用振动臂4a、4b以及平衡用振动臂9a、9b。并且,由从基部1延伸出的第1连结部5a、和与第1连结部5a连结且固定于未图示的封装等的基板的第1固定部5b形成第1支撑部5,由从基部1延伸出的第2连结部6a、和与第2连结部6a连结且固定于未图示的封装等的基板的第2固定部6b形成第2支撑部6。
本实施方式的陀螺仪元件510a使用了厚度t的石英作为基材,省略其说明。
陀螺仪元件510a具有:位于中心部分的大致矩形的基部1;从基部1的Y轴方向的端部中的一个端部起以并行的方式沿Y轴延伸的一对驱动用振动臂2a、2b;以及从基部1的另一个端部起沿Y轴具有间隔B地并行延伸的一对检测用振动臂3a、3b。此外,陀螺仪元件510a从基部1起,以在与石英的X晶轴(电轴)交叉的方向上与检测用振动臂3a、3b并行并夹着检测用振动臂3a、3b的方式,延伸出一对调整用振动臂4a、4b。即,调整用振动臂4a、4b沿Y轴朝(+)Y方向延伸。并且,一个调整用振动臂4a与相邻的检测用振动臂3a具有间隔A,另一个调整用振动臂4b与相邻的检测用振动臂3b具有间隔C。
此外,陀螺仪元件510a从基部1起,以在与石英的X晶轴(电轴)交叉的方向上与调整用振动臂4a、4b并行并且夹着调整用振动臂4a、4b的方式,延伸出一对平衡用振动臂9a、9b。即,平衡用振动臂9a、9b沿Y轴朝(+)Y方向延伸。并且,一个平衡用振动臂9a与相邻的调整用振动臂4a具有间隔D,另一个平衡用振动臂9b与相邻的调整用振动臂4b具有间隔E。
并且,以该间隔A、间隔C、间隔D、间隔E、一对检测用振动臂3a、3b的间隔B以及基材的厚度t的关系成为下式的方式,形成调整用振动臂4a、4b、检测用振动臂3a、3b以及平衡用振动臂9a、9b。
B<t、B×0.8<A<B×1.2、B×0.8<C<B×1.2、A×0.8<D<A×1.2并且C×0.8<E<C×1.2
此外,调整用振动臂4a、4b形成为全长比驱动用振动臂2a、2b和检测用振动臂3a、3b短。并且,平衡用振动臂9a、9b形成为全长比调整用振动臂4a、4b短。由此,用于调整泄漏输出的调整用振动臂4a、4b的振动以及平衡用振动臂9a、9b的振动不会阻碍基于驱动用振动臂2a、2b和检测用振动臂3a、3b的陀螺仪元件510a的主要振动,因此陀螺仪元件510a的振动特性稳定,并且还有利于陀螺仪元件510a的小型化。
根据第4实施方式的陀螺仪元件510a,除了上述第3实施方式的陀螺仪元件510的结构以外,还与调整用振动臂4a、4b具有间隔D和间隔E地设置平衡用振动臂9a、9b,因此能够减小在其根部产生的蚀刻残余(飞边),从而使形状稳定。此外,平衡用振动臂9a、9b作为平衡器发挥功能,从而能够进一步抑制振动泄漏输出,或者抑制不需要的模式振动(TuX模式振动)。另外,关于振动泄漏输出的抑制,或者不需要的模式振动(TuX模式振动)的抑制,与上述第1实施方式相同,因此此处省略说明。
此外,图13是示出上述第3实施方式的陀螺仪元件510的各振动臂间的间隔与从调整用振动臂取得的电荷量的关系的图表。横轴示出了与基材的厚度t的关系为B<t时的一对检测用振动臂3a、3b的间隔B、一个调整用振动臂4a与相邻的检测用振动臂3a的间隔A、以及另一个调整用振动臂4b与相邻的检测用振动臂3b的间隔C的尺寸比。此外,纵轴表示从调整用振动臂取得的电荷量。
如图13的图表所示,可知在间隔B与间隔A或间隔C的比超过0.8时,从调整用振动臂取得的电荷量为正,得到正常的振动模式。由此,在间隔B与基材的厚度t的关系为B<t时的间隔B、间隔A以及间隔C为下式的结构中,能够实现振动泄漏输出的抑制,或者不需要的模式振动(TuX模式振动)的抑制。
B×0.8<A<B×1.2并且B×0.8<C<B×1.2
另外,即使如在图10(a)、(b)中说明的陀螺仪元件501A、陀螺仪元件501B那样,是具有利用第1连结部5a、第2连结部6a连结到基部1的框状的固定部7、8的形状,且具有第1固定部5b和第2固定部6b的结构,也能够得到同样的效果。
另外,关于作为使用了第3、第4实施方式以及其变形例所示的陀螺仪元件510、501A、501B、501C、510a中的任意一个的传感器单元的陀螺仪传感器的结构、陀螺仪元件的泄漏输出的说明以及不需要的模式振动的说明,也是与上述第2实施方式中的陀螺仪元件100同样的结构和说明,因此此处省略说明。
此外,在实施了泄漏输出的抑制调整后,进行接合到封装110的陀螺仪元件510的频率微调。能够利用如下方法等进行频率调整:通过激光修整来去除陀螺仪元件510的电极的一部分,从而减少质量的方法;通过蒸镀或溅射等向陀螺仪元件510附加质量的方法;或者基于半导体装置120的数据改写的方法。
(另一陀螺仪传感器)
作为另一陀螺仪传感器,图14示出收纳有图3(b)所示的陀螺仪元件1B的陀螺仪传感器10A,(a)是俯视图,(b)是(a)所示的D-O-D′部分的剖视图。另外,对与图5所示的第2实施方式的陀螺仪传感器100相同的结构标注相同标号,并省略说明。
如图14所示,陀螺仪元件1B被载置在第3基板面113的第3基板面113a上,对准连接焊盘11f、12f、21h、22f、31h、32f(参照图2)与陀螺仪元件连接端子113b的位置地载置陀螺仪元件1B的固定部8,并利用导电性粘接剂150进行粘接固定。并且,利用粘接剂170对固定部8的没有形成连接焊盘11f、12f、21h、22f、31h、32f的部位进行粘接固定。粘接剂170可以使用在陀螺仪元件连接端子113b中使用的导电性粘接剂150。
通过使用具有框状的固定部8的陀螺仪元件1B构成陀螺仪传感器10A,利用粘接剂170在较宽的面积范围内进行粘接固定,由此能够得到陀螺仪元件1B在封装110上的固定力强的陀螺仪传感器。因此,还能够进一步抑制驱动用振动臂2a、2b和检测用振动臂3a、3b的振动泄漏到封装110。
另外,在本例中,以使用了陀螺仪元件1B的例子进行了说明,但也可以使用在第3实施方式中说明的陀螺仪元件501B,具有同样的效果。
(第5实施方式)
图15示出具有第1实施方式的陀螺仪元件10、第3实施方式的陀螺仪元件510或陀螺仪元件1A、1B、1C、501A、501B、501C、510a的电子设备的外观图。图15(a)示出具有陀螺仪元件10、510或陀螺仪元件1A、1B、1C、501A、501B、501C、510a的数字摄像机1000。数字摄像机1000具有显像部1100、操作部1200、声音输入部1300和显示单元1400。能够使这种数字摄像机1000具备搭载上述实施方式的陀螺仪元件10、510、1A、1B、1C、501A、501B、501C、510a和作为传感器单元的陀螺仪传感器100、10A的手抖校正功能。
图15(b)示出在作为电子设备的移动电话机中的应用例,图15(c)示出在便携信息终端(PDA:Personal DigialAssistants:个人数字助理)中的应用例。图15(b)所示的移动电话机2000具有多个操作按钮2100和滚动按钮2200、以及显示单元2300。通过对滚动按钮2200进行操作,对显示单元2300所显示的画面进行滚动。此外,图15(c)所示的PDA3000具有多个操作按钮3100和电源开关3200、以及显示单元3300。在对电源开关3200进行操作时,在显示单元3300上显示通信簿或日程簿这样的各种信息。
能够通过对这种移动电话机2000和PDA3000搭载上述实施方式的陀螺仪元件10、510、1A、1B、1C、501A、501B、501C、510a和作为传感器单元的陀螺仪传感器100、10A,赋予各种各样的功能。例如,在对图15(b)的移动电话机2000赋予了未图示的照相机功能的情况下,能够与上述数字摄像机1000同样地进行手抖校正。此外,在图15(b)的移动电话机2000、和图15(c)的PDA3000中具备作为GPS(Global Positioning System:全球定位系统)而公知的泛地球测位系统的情况下,能够通过搭载上述实施方式的陀螺仪元件10、510、1A、1B、1C、501A、501B、501C、510a和作为传感器单元的陀螺仪传感器100、10A,利用GPS识别移动电话机2000和PDA3000的位置和姿势。
另外,不限于图15所示的电子设备,作为可应用具有本发明的振动片的传感器单元(陀螺仪传感器)的电子设备,可列举移动型计算机、汽车导航装置、电子记事本、计算器、工作站、视频电话、POS终端、游戏机等。
以上,对实施方式进行了具体说明,但是本发明不限于上述实施方式,能够在不脱离其主旨的范围内进行各种变更。例如,在上述实施方式和变形例中,对于作为振动片的陀螺仪元件形成材料,说明了使用石英的例子,但能够使用石英以外的压电体材料。例如,能够使用氮化铝(AlN)、铌酸锂(LiNbO3)、钽酸锂(LiTaO3)、锆钛酸铅(PZT)、四硼酸锂(Li2B4O7)、硅酸镓镧(La3Ga5SiO14)等的氧化物基板,在玻璃基板上层叠氮化铝或五氧化二钽(Ta2O5)等的压电体材料而构成的层叠压电基板,或者压电陶瓷等。此外,能够使用压电体材料以外的材料形成振动片。例如,还能够使用硅半导体材料等形成振动片。此外,振动片的振动(驱动)方式不限于压电驱动。除了使用压电基板的压电驱动型的振动片以外,在使用静电力的静电驱动型和利用磁力的劳伦兹驱动型等的振动片中,也能够发挥本发明的结构及其效果。
此外,在上述变形例中,说明了如下例子:在作为第2振动臂的调整用振动臂15a、15b的自由端侧的末端设置作为宽幅部的施重部16a、16b,增大用于泄漏输出抑制的调整幅度。不限于此,能够通过在作为第1振动臂的驱动用振动臂或检测用振动臂的自由端侧的末端设置作为宽幅部的施重部,在抑制振动片(陀螺仪元件)的外形尺寸增大的同时降低谐振频率等,能够实现小型化和高灵敏度化。

Claims (13)

1.一种振动片,其特征在于,该振动片具有:
基部;
从所述基部的一端延伸出的驱动用振动臂;
从所述基部的与所述一端相反侧的另一端延伸出的检测用振动臂;
从所述基部朝与所述驱动用振动臂延伸的方向相反的方向延伸出的调整用振动臂;以及
支撑部,其从所述基部延伸出,并被固定于基板,
所述调整用振动臂的输出信号与所述检测用振动臂的泄漏振动的输出信号为相反相位,
所述支撑部具有:
一端与所述基部连接的第1连结部和第2连结部;
与所述第1连结部的另一端连接的第1固定部;以及
与所述第2连结部的另一端连接的第2固定部。
2.根据权利要求1所述的振动片,其特征在于,
所述驱动用振动臂是一对驱动用振动臂,
所述检测用振动臂是一对检测用振动臂,
所述调整用振动臂是以夹着所述一对检测用振动臂的方式设置的一对调整用振动臂。
3.根据权利要求1所述的振动片,其特征在于,
所述第1固定部和所述第2固定部被连结。
4.根据权利要求1或2所述的振动片,其特征在于,
在所述检测用振动臂上设置有检测电极,
在所述调整用振动臂上设置有金属膜,
所述金属膜与所述检测电极电连接。
5.根据权利要求1或2所述的振动片,其特征在于,
在所述调整用振动臂的与所述基部一侧相反侧的末端部设置有宽幅部。
6.根据权利要求1或2所述的振动片,其特征在于,
所述调整用振动臂的长度比所述驱动用振动臂以及所述检测用振动臂的长度短。
7.一种振动片,其由厚度为t的基材形成,该振动片的特征在于,具有:
基部;
从所述基部的一端延伸出的一对检测用振动臂;
从所述基部的与所述一端相反侧的另一端起延伸出的一对驱动用振动臂;以及
从所述一端或所述另一端中的任意一方延伸出,并以夹着所述检测用振动臂或所述驱动用振动臂的方式设置的一对调整用振动臂,
所述厚度t、
所述检测用振动臂或所述驱动用振动臂的一对臂的间隔B、
一个所述调整用振动臂和与该调整用振动臂相邻的一个所述检测用振动臂或所述驱动用振动臂之间的间隔A、以及
另一个所述调整用振动臂和与该调整用振动臂相邻的另一个所述检测用振动臂或所述驱动用振动臂之间的间隔C的关系为
B<t、B×0.8<A<B×1.2并且B×0.8<C<B×1.2。
8.根据权利要求7所述的振动片,其特征在于,
所述振动片还具有以夹着所述一对调整用振动臂的方式设置的一对平衡用振动臂,
一个所述调整用振动臂和与该调整用振动臂相邻的一个所述平衡用振动臂之间的间隔D、
另一个所述调整用振动臂和与该调整用振动臂相邻的另一个所述平衡用振动臂之间的间隔E的关系为
A×0.8<D<A×1.2并且C×0.8<E<C×1.2。
9.根据权利要求7或8所述的振动片,其特征在于,
在所述检测用振动臂上设置有检测用电极,
在所述调整用振动臂上设置有金属膜,
所述金属膜与所述检测用电极电连接。
10.根据权利要求7或8所述的振动片,其特征在于,
在所述调整用振动臂的与所述基部一侧相反侧的末端部设置有宽幅部。
11.根据权利要求7或8所述的振动片,其特征在于,
所述调整用振动臂的长度比所述驱动用振动臂以及所述检测用振动臂的长度短。
12.一种传感器单元,其具有:
权利要求1或7所述的振动片;
电子部件,其包含激励所述驱动用振动臂的驱动电路、和检测在所述检测用振动臂中产生的检测信号的检测电路;以及
封装,其收纳所述振动片和所述电子部件。
13.一种电子设备,其中,该电子设备具有权利要求1或7所述的振动片。
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