CN105207642A - 振动元件及其制造方法、振子、陀螺仪传感器、电子设备和移动体 - Google Patents

振动元件及其制造方法、振子、陀螺仪传感器、电子设备和移动体 Download PDF

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Abstract

提供振动元件及其制造方法、振子、陀螺仪传感器、电子设备和移动体。为了提高对冲击的耐久性，石英振动元件在俯视时具有凹部。此外，所述振动元件具有：相互处于正背关系的第1主面和第2主面；以及配置于所述第1主面与所述第2主面之间的侧面，所述侧面由通过干蚀刻而交替配置的平面和曲面构成。此外，所述振动元件优选具有基部、和从所述基部起延伸的至少1个振动臂。

Description

振动元件及其制造方法、振子、陀螺仪传感器、电子设备和移动体
技术领域
本发明涉及振动元件、振动元件的制造方法、振子、陀螺仪传感器、电子设备以及移动体。
背景技术
一直以来，公知有使用了石英的振动元件(例如参照专利文献1)。这样的振动元件被广泛用作各种电子设备的基准频率源、振荡发生源、陀螺仪传感器等。
专利文献1所记载的振动元件呈音叉型，具有基部、和从基部起延伸的一对振动臂。此外，在各振动臂上形成有朝其上表面和下表面敞开的一对槽。此外，振动元件具有：相互处于正背关系并形成有所述槽的一对主面、和连结于该一对主面之间的侧面。
但是，在专利文献1所记载的振动元件中，由于应力集中在角部，有时耐久性不充分。
【专利文献1】日本特开2005-184767号公报
发明内容
本发明的目的在于提供能够提高耐久性的振动元件、振动元件的制造方法、振子、陀螺仪传感器、电子设备以及移动体。
本发明是为了解决上述课题的至少一部分而作出的，其可以作为以下的方式或应用例来实现。
[应用例1]
本发明的石英振动元件的特征在于，所述振动元件具有：相互处于正背关系的第1主面和第2主面；以及连结于所述第1主面和所述第2主面之间的侧面，所述侧面由交替配置的平面和曲面状的面构成。
由此，在石英振动元件的侧面上，在角部不易形成尖锐的角度，能够提高对冲击的耐久性。
[应用例2]
在本发明的石英振动元件中，优选的是，所述振动元件具有基部、和从所述基部起延伸的至少1个振动臂。
由此，通过在振动臂的末端侧的侧面、即石英振动元件的凸部的侧面形成弯曲面状的形状，能够提高对冲击的耐久性。
[应用例3]
在本发明的振动元件中，优选的是，所述振动元件具有一对所述振动臂，所述一对振动臂之间的谷部的侧面是所述曲面状的面。
由此，在所述谷部的侧面、即石英振动元件的凹部的侧面形成的面是曲面状的面，因此能够提高对冲击的耐久性。
[应用例4]
在本发明的石英振动元件中，优选的是，所述曲面状的面具有在俯视所述第1主面时曲率半径处于3μm以上且50μm以下的范围内的部分。
由此，能够进一步提高对冲击的耐久性。
[应用例5]
在本发明的石英振动元件中，优选的是，所述曲面状的面包括凹状的曲面和凸状的曲面，
所述凹状的曲面具有在俯视所述第1主面时曲率半径处于5μm以上且50μm以下的范围内的部分，
所述凸状的曲面具有在俯视所述第1主面时曲率半径处于3μm以上且30μm以下的范围内的部分。
由此，能够进一步提高对冲击的耐久性。
[应用例6]
在本发明的石英振动元件中，优选的是，各所述曲面状的面包括凹状的曲面和凸状的曲面，
俯视所述第1主面时，所述凹状的曲面的平均曲率半径比所述凸状的曲面的平均曲率半径大。
由此，能够增大石英振动元件的凸部的末端部的体积，并且在振动元件的凸部和凹部形成曲面状的形状。
[应用例7]
本发明的振子的特征在于，该振子具有：本发明的石英振动元件；以及收纳有所述石英振动元件的封装。
由此，在石英振动元件的侧面上，能够消除尖锐的角部，能够提高对冲击的耐久性。
[应用例8]
本发明的陀螺仪传感器的特征在于，该陀螺仪传感器具有本发明的石英振动元件。
由此，在石英振动元件的侧面上，能够消除尖锐的角部，能够提高对冲击的耐久性。
[应用例9]
本发明的电子设备的特征在于，该电子设备具有本发明的石英振动元件。
由此，在石英振动元件的侧面上，能够消除尖锐的角部，能够提高对冲击的耐久性。
[应用例10]
本发明的移动体的特征在于，该移动体具有本发明的石英振动元件。
由此，在石英振动元件的侧面上，能够消除尖锐的角部，能够提高对冲击的耐久性。
[应用例11]
本发明的石英振动元件的制造方法的特征在于，该制造方法包含以下工序：
准备基板；以及
使用所述掩模对所述基板进行干蚀刻，形成相互处于正背关系的第1主面和第2主面、以及侧面，所述侧面配置于所述第1主面与所述第2主面之间且由交替配置的平面和曲面状的面构成。
并且，优选的是，在准备所述石英基板的工序之后，包含在所述石英基板上形成掩模的工序，所述干蚀刻中使用所述掩模来进行所述石英基板的干蚀刻。
并且，优选的是，所述石英振动元件具有一对振动臂，所述一对振动臂之间的谷部的侧面包含所述曲面状的面。
由此，能够容易地制造对冲击的耐久性优异的石英振动元件。
即，通过使用干蚀刻，能够在石英振动元件的侧面容易且高精度地形成平面和曲面状的面，并且，在石英振动元件的侧面上，能够消除尖锐的角部，因此能够提高对冲击的耐久性。
[应用例12]
在本发明的石英振动元件的制造方法中，优选的是，在形成所述侧面的工序中，对与所述振动元件的振动方向交叉的方向进行干蚀刻。
在本发明的石英振动元件的制造方法中，优选的是，在形成所述侧面的工序中，对与所述第1主面和所述第2主面中的至少一方交叉的方向进行干蚀刻。
由此，能够容易且高精度地形成朝沿着石英振动元件的振动方向的方向、或者沿着第1主面和第2主面中的至少一方的面的方向弯曲的曲面状的形状。
附图说明
图1是示出本发明的振子的第1实施方式的俯视图。
图2是图1中的A-A线剖视图。
图3是图1中的B-B线剖视图。
图4是图1所示的振子的振动元件的剖视图(图1中的C－C线剖视图)。
图5是图1所示的振子的振动元件的振动基板的立体图。
图6是用于说明图1所示的振子的振动元件的制造方法的图。
图7是用于说明图1所示的振子的振动元件的制造方法的图。
图8是用于说明图1所示的振子的振动元件的制造方法的图。
图9是示出本发明的振子的第2实施方式的俯视图。
图10是图9所示的振子的横剖视图。
图11是示出图9所示的振子的驱动用振动臂的图，其中，(a)是放大俯视图，(b)是放大横剖视图。
图12是示出图9所示的振子的检测用振动臂的图，其中，(a)是放大俯视图，(b)是放大横剖视图。
图13是图9所示的振子的振动元件的主要部分的立体图。
图14是用于说明图9所示的振子的振动元件的检测模式的图。
图15是示出本发明振子的第3实施方式的振动元件的俯视图。
图16是示出图15所示的振动元件具有的电极的俯视图。
图17是示出图15所示的振动元件具有的电极的俯视图(透视图)。
图18是用于说明图15所示的振动元件的动作的图。
图19是示出应用了本发明的电子设备的移动型(或笔记本型)的个人计算机的结构的立体图。
图20是示出应用了本发明的电子设备的移动电话机(也包括PHS)的结构的立体图。
图21是示出应用了本发明的电子设备的数字静态照相机的结构的立体图。
图22是示出应用了本发明的移动体的汽车的结构的立体图。
标号说明
1：振子；11、13：导电性粘接剂；2：振动元件；3：振动基板；31：第1主面；32：第2主面；33：侧面；34：谷部；361～366：平面；371～376：曲面；30：石英基板；4：基部；5：振动臂；51、52：主面；53、54：侧面；55、56：槽；6：振动臂；61、62：主面；63、64：侧面；65、66：槽；84：第1驱动用电极；85：第2驱动用电极；9：封装；91：底座；100：显示部；911：凹部；92：盖；951、961：连接端子；952、962：贯通电极；953、963：外部端子；1100：个人计算机；1102：键盘；1104：主体部；1106：显示单元；1200：移动电话机；1202：操作按钮；1204：接听口；1206：通话口；1300：数字静态照相机；1302：外壳；1304：受光单元；1306：快门按钮；1308：存储器；1312：视频信号输出端子；1314：输入输出端子；1430：电视监视器；1440：个人计算机；F1、F2：曲线；1500：汽车；M1、M2、M3：掩模；L：线段；T：厚度；a、b：箭头；1A：振子；2A：振动元件；20A：振动基板；21A：基部；221A：驱动用振动臂；222A：驱动用振动臂；231A：检测用振动臂；232A：检测用振动臂；23A：侧面；25A：支承部；261A：连结部；262A：连结部；263A：连结部；264A：连结部；27A：第1主面；28A：第2主面；4A：封装；41A：底座部件(底座)；411A：板体(板部)；412A：框体(框部)；42A：盖部件(盖)；51A：驱动用电极组；511A：驱动用电极；512A：驱动用电极；513A：驱动用电极；514A：驱动用电极；52A：驱动用电极组；53A：检测用电极组；531A：检测用电极；532A：检测用电极；533A：检测用电极；534A：检测用电极；54A：检测用电极组；57a：端子；57b：端子；57c：端子；57d：端子；57e：端子；57f：端子；71A：内部端子；73A：外部端子；81A：接合部件；A1：箭头；A2：箭头；B1：箭头；B2：箭头；C1：箭头；C2：箭头；D1：箭头；D2：箭头；E1：箭头；E2：箭头；L1：长度；L2：长度；ω：角速度；1B：振动元件；2B：振动基板；20B：振动部；21B：基部；221B：第1检测臂；2211B：锤头；222B：第2检测臂；2221B：锤头；231B：第1连结臂；232B：第2连结臂；241B：第1驱动臂；2411B：锤头；242B：第2驱动臂；2421B：锤头；243B：第3驱动臂；2431B：锤头；244B：第4驱动臂；2441B：锤头；251B：第1支承部；252B：第2支承部；261B：第1梁；261a：蛇行部；261b：倾斜部；262B：第2梁；262a：蛇行部；262b：倾斜部；263B：第3梁；263a：蛇行部；263b：倾斜部；264B：第4梁；264a：蛇行部；264b：倾斜部；27B：侧面；28B：第1主面；29B：第2主面；311B：检测信号电极；312B：检测信号端子；321B：检测接地电极；322B：检测接地端子；331B：驱动信号电极；332B：驱动信号端子；341B：驱动接地电极；342B：驱动接地端子。
具体实施方式
下面，根据附图所示的实施方式，对本发明的振动元件、振动元件的制造方法、振子、陀螺仪传感器、电子设备以及移动体进行详细说明。
1.振子
首先对本发明的振子进行说明。
<第1实施方式>
图1是示出本发明的振子的第1实施方式的俯视图。图2是图1中的A-A线剖视图。图3是图1中的B-B线剖视图。图4是图1所示的振子的振动元件的剖视图(图1中的C－C线剖视图)。图5是图1所示的振子的振动元件的振动基板的立体图。图6～图8是分别用于说明图1所示的振子的振动元件的制造方法的图。另外，图6的(a)是图6的(b)中的D-D线剖视图，图6的(b)是俯视图，图6的(c)是图6的(d)中的E-E线剖视图，图6的(d)是俯视图。此外，图7的(a)是图7的(b)中的F-F线剖视图，图7的(b)是俯视图，图7的(c)和图7的(d)是剖视图。此外，图8的(a)、图8的(b)、图8的(c)和图8的(d)是剖视图。
图1～图3所示的振子1具有振动元件2(本发明的振动元件)、和收纳振动元件2的封装9。以下，依次对振动元件2和封装9进行详细说明。
(振动元件)
如图1～图5所示，本实施方式的振动元件2具有振动基板(构造体)3以及形成在振动基板3上的第1、第2驱动用电极84、85。另外，在图1和图2中，为了方便说明，省略了第1、第2驱动用电极84、85的图示。
振动基板3由Z切石英板构成。Z切石英板是将Z轴作为大致厚度方向的石英基板。另外，振动基板3的厚度方向可以与Z轴一致，但基于缩小常温附近的频率温度变化的观点，Z轴对于厚度方向稍微倾斜。即，在将倾斜的角度设为θ度(-5°≤θ≤15°)的情况下，以由作为所述石英的电轴的X轴、作为机械轴的Y轴和作为光轴的Z轴构成的正交坐标系中的所述X轴为旋转轴，设使所述Z轴以+Z侧朝所述Y轴的－Y方向旋转的方式倾斜θ度后的轴为Z’轴，使所述Y轴以+Y侧朝所述Z轴的+Z方向旋转的方式倾斜θ度后的轴为Y’轴时，成为以沿着Z’轴的方向为厚度、以包含X轴和Y’轴的面为主面的振动基板3。另外，在各图中，图示出所述X轴、Y’轴和Z’轴。
振动基板3将Y’轴方向作为长度方向、X轴方向作为宽度方向、Z’轴方向作为厚度方向。此外，振动基板3在大致整个区域(除形成有后述的槽55、56、65、66的区域以外的区域)内，具有大致相同的厚度。作为振动基板3的厚度(Z’轴方向的长度)T，没有特别限定，但优选为50μm以上且200μm以下，更优选为90μm以上且130μm以下。由此，能够得到充分的机械强度，并且，能够增高Q值、降低CI值，同时通过干蚀刻容易地制成细微形状。即，当振动基板3的厚度T小于所述下限值时，根据其他条件，Q值降低，CI值增高，并且机械的强度不足，振动基板3可能会破损。此外，当振动基板3的厚度T超过所述上限值时，可能会导致振动元件2的过度的大型化。
这样的振动基板3具有基部4、以及从基部4起延伸的一对振动臂5和6。
基部4呈板状，在XY’平面上扩展，在Z’轴方向上具有厚度。
振动臂5、6以沿X轴方向(第1方向)排列且相互平行的方式，从基部4的－Y’轴侧的端起朝－Y’轴方向(第2方向)延伸(突出)。此外，振动臂5、6从基部4的X轴方向的一个端部和另一个端部起延伸。这些振动臂5、6分别呈长条形状，它们的基端(+Y’轴侧的端)为固定端，末端(－Y’轴侧的端)为自由端。另外，这样的振动臂5、6呈彼此相同的结构(形状、大小)。
如图4所示，振动臂5具有：在XY’平面构成的相互处于正背关系的一对主面51、52；以及在Y’Z’平面构成且连接一对主面51、52的一对侧面53、54。此外，振动臂5具有朝主面51开口的有底的槽55、和朝主面52开口的有底的槽56。槽55、56分别在Y’轴方向上延伸。这样的振动臂5在形成有槽55、56的部分处呈大致H型的横截面形状。
槽55、56优选相对于将振动臂5的厚度方向的长度二等分的线段L对称地形成。由此，能够减少振动臂5的不必要的振动(具体而言，是具有面外方向分量的倾斜振动)，能够使振动臂5高效地在振动基板3的面内方向上振动。
与振动臂5同样，振动臂6具有：在XY’平面构成的相互处于正背关系的一对主面61、62；以及在Y’Z’平面构成且连接一对主面61、62的一对侧面63、64。此外，振动臂6具有朝主面61开口的有底的槽65、和朝主面62开口的有底的槽66。槽65、66分别在Y’轴方向上延伸。这样的振动臂6在形成有槽65、66的部分处呈大致H型的横截面形状。
槽65、66优选相对于将振动臂6的厚度方向的长度二等分的线段L对称地形成。由此，能够减少振动臂6的不必要的振动，能够使振动臂6高效地在振动基板3的面内方向上振动。
振动元件2通过在各振动臂5、6上形成槽55、56、65、66，能够实现热弹性损失的减少，能够发挥减少了Q值劣化的优异的振动特性。
在振动臂5上形成有一对第1驱动用电极84和一对第2驱动用电极85。具体而言，第1驱动用电极84的一个形成于槽55的内表面，另一个形成于槽56的内表面。此外，第2驱动用电极85的一个形成于侧面53，另一个形成于侧面54。同样，在振动臂6上也形成有一对第1驱动用电极84和一对第2驱动用电极85。具体而言，第1驱动用电极84的一个形成于侧面63，另一个形成于侧面64。此外，第2驱动用电极85的一个形成于槽65的内表面，另一个形成于槽66的内表面。当在这些第1、第2驱动用电极84、85之间施加交变电压时，振动臂5、6以彼此反复接近、离开的方式在面内(XY’平面内)以规定的频率进行振动。即，振动臂5、6在图1中的箭头a、b方向上振动。
作为第1、第2驱动用电极84、85的结构，没有特别限定，但能够由金(Au)、金合金、铂(Pt)、铝(Al)、铝合金、银(Ag)、银合金、铬(Cr)、铬合金、铜(Cu)、钼(Mo)、铌(Nb)、钨(W)、铁(Fe)、钛(Ti)、钴(Co)、锌(Zn)、锆(Zr)等金属材料以及氧化铟锡(ITO)等导电材料形成。
如图1和图5所示，关于以上所说明的振动元件2的振动基板3，在俯视振动基板3(振动元件2)(第1主面31)时、即从其厚度方向观察时，具有凹部和凸部。在俯视振动基板3时，例如各振动臂5、6是所述凸部，此外，振动臂5与振动臂6之间的部分的谷部34是所述凹部。此外，振动基板3具有：相互处于正背关系的第1主面31和第2主面32；以及配置于第1主面31与第2主面32之间的侧面33。另外，第1主面31是振动基板3在图1的纸面近前侧的面，第2主面32是振动基板3在图1的纸面里侧的面，侧面33是配置于该第1主面31与第2主面32之间、且沿着振动基板3的外周而在1周范围内形成的面。
所述侧面33由交替配置的平面和曲面构成。即，侧面33由平面361、曲面371、平面362、曲面372、平面363、曲面373、平面364、曲面374、平面365、曲面375、平面366和曲面376构成，这些面绕图1和图5中的顺时针方向按照所述顺序配置。换言之，在侧面33中，相邻的平面361和平面362通过曲面371而被连接(连结)，相邻的平面362和平面363通过曲面372而被连接，相邻的平面363和平面364通过曲面373而被连接，相邻的平面364和平面365通过曲面374而被连接，相邻的平面365和平面366通过曲面375而被连接，相邻的平面366和平面361通过曲面376而被连接。
此外，在这些曲面371～376中包含凹状的曲面和凸状的曲面。具体而言，曲面371、374、375和376是凸状的曲面，其中，曲面371设置于振动臂6的末端部(凸部)的侧面，曲面374设置于振动臂5的末端部(凸部)的侧面，曲面375和376设置于基部4的凸部的侧面。此外，曲面372和373是凹状的曲面，所述曲面372和373设置于振动臂5与振动臂6之间的部分的谷部34的侧面。另外，所述谷部34的侧面除了所述曲面372和373以外，还具有配置于曲面372与曲面373之间的平面363。
这样，在该振动元件2(振子1)中，通过由交替配置的平面和曲面构成振动基板3的侧面33，在侧面33中，能够消除尖锐的角部，由此，能够减少振动基板3的特定部位上的应力集中，能够提高对冲击的耐久性。
此外，由于能够减少振动基板3的特定部位上的应力集中，因此即使增大振动臂5、6的振幅也能够抑制其破损，由此能够增大所述振幅。
此外，能够在振动臂5、6上稳定地形成曲面，因此能够提高Q值。
此外，在侧面33中，通过消除尖锐的角部，在制造时，振动基板3的形状稳定，能够高精度地制造振动基板3，由此能够提高频率特性。另外，由于能够高精度地制造振动基板3，因此例如不需要由激光加工等实现的频率的微调，能够削减制造工序。
此外，通过将特定的部位形成为曲面状，能够得到下述效果。
首先，通过在振动臂5、6的末端部(凸部)的侧面设置曲面371、374来消除尖锐的角部，由此能够高精度地制造该振动臂5、6，由此，能够得到期望的振动特性。
此外，通过在基部4的凸部的侧面设置曲面375、376来消除尖锐的角部，由此能够高精度地制造该基部4，由此，在将振动元件2安装到封装9后，能够得到：防止振动元件2的缺损、抑制针对安装位置偏差的电极短路而引起的成品率的降低以及振动泄漏等效果，这是非常有利的。
此外，如果谷部34(凹部)的侧面存在尖锐的角部，则应力特别集中于此处，因此能够通过在谷部34的侧面设置曲面372、373来消除尖锐的角部，由此能够减少该应力的集中，能够显著提高对冲击的耐久性，并且能够提高Q值，还能够增大振动臂5、6的振幅。
此外，在俯视振动基板3时，所述曲面371～376的部分的曲线的曲率半径分别没有特别限定，能够根据各条件适当设定。此外，在俯视振动基板3时，曲面371～376的部分的曲线的曲率半径可以相互不同，并且也可以相同。此外，在俯视振动基板3时，曲面371～376的部分的曲线各自的曲率半径可以是恒定的，并且也可以具有曲率半径变化的部分。
以下，对曲面371～376的优选的尺寸和条件进行说明，但如上所述，不限定于此。
首先，在俯视振动基板3时，曲面371～376的曲面部分的曲线分别优选具有曲率半径为3μm以上且50μm以下的部分，更优选具有曲率半径为5μm以上且35μm以下的部分。
在所述曲率半径小于所述下限值时，虽然还依据其他条件，但对冲击的耐久性可能恶化。此外，在将所述曲率半径设为大于所述上限值时，虽然还依据其他条件，但在提高对冲击的耐久性的效果改善方面也不理想。
此外，在俯视振动基板3时，凹状的曲面、即曲面372和373的曲面的部分的曲线分别优选具有曲率半径为5μm以上且50μm以下的部分，更优选具有曲率半径为10μm以上且35μm以下的部分。
在所述曲率半径小于所述下限值时，虽然还依据其他条件，但对冲击的耐久性可能恶化。此外，在将所述曲率半径设为大于所述上限值时，虽然还依据其他条件，但在提高对冲击的耐久性的效果改善方面也不理想。
此外，在俯视振动基板3时，凸状的曲面、即曲面371、374、375和376的曲面的部分的曲线分别优选具有曲率半径为3μm以上且30μm以下的部分，更优选具有曲率半径为5μm以上且15μm以下的部分。
在所述曲率半径小于所述下限值时，虽然还依据其他条件，但可能无法高精度地制造振动基板3，并且对冲击的耐久性可能恶化。此外，在所述曲率半径大于所述上限值时，例如振动臂5、6的末端部的体积减小，由此无法缩短振动臂5、6，对振动元件2的小型化是不利的。此外，在将所述曲率半径设为大于所述上限值时，虽然还依据其他条件，但在提高对冲击的耐久性的效果改善方面也不理想。
此外，在俯视振动基板3时，作为凹状曲面的曲面372和373的部分的曲线的平均曲率半径分别优选大于作为凸状曲面的曲面371、374、375和376的部分的曲线的平均曲率半径。由此，例如通过将曲面372和373的部分的曲线的平均曲率半径设为比曲面371、374的部分的曲线的平均曲率半径大，能够增大振动臂5、6的末端部的体积。由此，能够缩短振动臂5、6，能够实现振动元件2的小型化。另外，所述平均曲率半径不是针对多个曲面的曲线的曲率半径的平均值，而是针对1个曲面的曲线的曲率半径的平均值。
另外，在本实施方式中，说明了振动基板3是Z切石英基板，但本发明还能够应用于石英的其他切割方式、即AT切、X切、SC切等中的任意一个切割方式。
(封装)
如图1和图3所示，封装9具有：箱状的底座91，其具有在上表面敞开的凹部911；以及以塞住凹部911的开口的方式接合到底座91的板状的盖92。这样的封装9具有通过由盖92塞住凹部911而形成的收纳空间，在该收纳空间中气密地收纳有振动元件2。振动元件2在基部4的X轴方向的两端部，经由导电性粘接剂11、13被固定到凹部911的底面，该导电性粘接剂11、13例如是在环氧系、丙烯酸系的树脂中混合了导电性填充剂而成的。
另外，收纳空间内可以成为减压(优选为真空)状态，也可以封入氮、氦、氩等惰性气体。由此，振动元件2的振动特性提高。
作为底座91的构成材料，没有特别限定，但可使用氧化铝等各种陶瓷。此外，作为盖92的构成材料，没有特别限定，但为线膨胀系数与底座91的构成材料近似的部件即可。例如，在将底座91的构成材料设为了上述那样的陶瓷的情况下，优选将盖92的构成材料设为铁镍钴合金等合金。另外，底座91与盖92的接合没有特别限定，例如可以经由粘接剂接合，也可利用缝焊等接合。
此外，在底座91的凹部911的底面形成有连接端子951、961。虽然未图示，但振动元件2的第1驱动用电极84被引出到基部4，并在该部分处，经由导电性粘接剂11与连接端子951电连接。同样，虽然未图示，但振动元件2的第2驱动用电极85被引出到基部4，并在该部分处，经由导电性粘接剂13与连接端子961电连接。
此外，连接端子951经由贯通底座91的贯通电极952与形成于底座91的底面的外部端子953电连接，连接端子961经由贯通底座91的贯通电极962与形成于底座91的底面的外部端子963电连接。
作为连接端子951、961、贯通电极952、962和外部端子953、963的结构，只要分别具有导电性，则没有特别限定，例如能够由金属覆膜构成，该金属覆膜在Cr(铬)、W(钨)等的金属化层(基底层)上层叠Ni(镍)、Au(金)、Ag(银)、Cu(铜)等的各覆膜而形成。
(振动元件的制造方法)
接着，根据图6～图8说明振动元件2(振动基板3)的制造方法。
振动元件2的制造方法包括以下工序：准备石英基板(基板)30；在石英基板30上形成掩模；以及使用所述掩模对石英基板30进行干蚀刻，形成振动基板(构造体)3，所述振动基板3具有第1主面31和第2主面32、以及侧面33，所述侧面33配置于第1主面31与第2主面32之间且由交替配置的平面和曲面构成，在俯视振动基板3(振动元件2)时，振动基板3包括凹部和凸部。以下详细进行说明。
首先，准备Z切的石英基板30(参照图6的(a))。石英基板30是经过后述的加工而成为振动基板3的部件。接着，如图6的(a)、(b)所示，使用光刻法等，在石英基板30的上表面形成掩模M1。掩模M1是与振动基板3的外形形状对应地形成的掩模。
接着，如图6的(c)、(d)所示，借助(使用)掩模M1对石英基板30进行干蚀刻。在该干蚀刻中，对与振动元件2的振动方向垂直(交叉)的方向进行蚀刻。由此，形成具有未形成有槽55、56、65、66的振动臂5、6以及基部4的振动基板3。
接着，如图7的(a)、(b)所示，去除掩模M1。
然后，如图7的(c)所示，使用光刻法等，在石英基板30的上表面形成掩模M2。掩模M2是与振动臂5的槽55和振动臂6的槽65的外形形状对应地形成的掩模。另外，这里在未形成槽55、65的部位形成掩模M2。
然后，如图7的(d)所示，借助掩模M2对石英基板30进行干蚀刻。由此，在振动臂5上形成槽55，在振动臂6上形成槽65，从而形成了具有未形成有槽55、56的振动臂5、6以及基部4的振动基板3。
接着，如图8的(a)所示，去除掩模M2。
然后，如图8的(b)所示，将石英基板30的上下倒置，并使用光刻法等，在石英基板30的上表面形成掩模M3。掩模M3是与振动臂5的槽56和振动臂6的槽66的外形形状对应地形成的掩模。另外，这里在未形成槽56、66的部位形成掩模M3。
然后，如图8的(c)所示，借助掩模M3对石英基板30进行干蚀刻。由此，在振动臂5上形成槽56，在振动臂6上形成槽66，从而形成了具有形成有槽55、56、65、66的振动臂5、6以及基部4的振动基板3。
接着，如图8的(d)所示，去除掩模M3。由此得到振动基板3。
接着，例如通过蒸镀等，在振动基板3的表面形成未图示的金属膜。然后，例如借助未图示的掩模对所述金属膜进行构图，由此形成第1、第2驱动用电极84、85。通过以上的工序，得到振动元件2。
根据这样的制造方法，能够容易地制造对冲击的耐久性优异的振动元件2。
即，不使用湿蚀刻，而使用干蚀刻，由此能够在不被石英基板30的晶体异向性等左右的情况下，在振动基板3的侧面容易且高精度地形成平面和曲面。此外，在振动基板3的侧面未形成尖锐的角部，因此在使用光刻法的情况下，能够抑制光的衍射(回り込み)，由此，能够高精度地形成振动基板3。
如以上所说明那样，根据该振子1(振动元件2)，能够提高对下落等冲击的耐久性。
另外，在本实施方式中，示出了按照每个单面形成掩模M1、M2的例子，但也可以通过光刻法对两面同时进行曝光来形成掩模。通过对两面同时进行曝光，能够减少掩模M1与掩模M2的位置偏差量。
此外，在本实施方式中，振动臂的数量是两个，但是不限于此，例如可以是1个，并且还可以是3个以上。
此外，可以在振动臂的末端部设置锤头(锤部)。通过设置锤头，能够缩短振动臂的长度，能够实现振动元件2的小型化。
此外，振动臂5与振动臂6可以不平行，并且当然也可以省略槽55、56、65、66。
<第2实施方式>
图9是示出本发明的振子的第2实施方式的俯视图。图10是图9所示的振子的横剖视图。图11是示出图9所示的振子的驱动用振动臂的图，其中，(a)是放大俯视图，(b)是放大横剖视图。图12是示出图9所示的振子的检测用振动臂的图，其中，(a)是放大俯视图，(b)是放大横剖视图。图13是图9所示的振子的振动元件的主要部分的立体图。图14是用于说明图9所示的振子的振动元件的检测模式的图。
另外，以下为了便于说明，假定x轴(第1轴)、y轴(第2轴)和z轴(第3轴)作为相互垂直(交叉)的3个轴，在图9～图13中，图示出各轴，将与X轴平行的方向称作“X轴方向”、与Y轴平行的方向称作“Y轴方向”、与Z轴平行的方向称作“Z轴方向”。此外，各方向的正负如图中的箭头所示。
以下，关于第2实施方式，以与上述第1实施方式的不同之处为中心进行说明，省略相同事项的说明。
图9和图10所示的振子1A是检测角速度的陀螺仪传感器。
这样的振子1A例如能够用于摄像设备的手抖校正、或使用了GPS(GlobalPositioningSystem：全球定位系统)卫星信号的移动体导航系统中的车辆等的姿势检测、姿势控制等。
该振子1A具有振动元件2A、以及收纳振动元件2A的封装4A。
下面，依次对构成振子1A的各个部分进行说明。
振动元件2A是检测绕1个轴的角速度的陀螺仪传感器元件。
如图9所示，振动元件2A以z轴为法线，具有振动基板20A、驱动用电极组51A、52A和检测用电极组53A、54A。
振动基板20A是具有基部21A、一对驱动用振动臂(振动臂)221A、222A、一对检测用振动臂(振动臂)231A、232A、支承部25A、4个连结部261A、262A、263A、264A的所谓“H型”的振动基板。在本实施方式中，基部21A、驱动用振动臂221A、222A、检测用振动臂231A、232A、支承部25A和连结部261A～264A由压电体材料一体地形成。另外，检测用振动臂231A是第1检测用振动臂，检测用振动臂232A是第2检测用振动臂。
作为压电体材料，没有特别限定，但优选使用石英。由此，能够使振动元件2A的特性优异。石英具有相互垂直的X轴(电轴)、Y轴(机械轴)和Z轴(光轴)这3个晶轴。基部21A、驱动用振动臂221A、222A、检测用振动臂231A、232A、支承部25A和连结部261A～264A例如能够通过对由石英构成的基板进行蚀刻加工而形成，所述基板的厚度方向处于Z轴并且具有与X轴和Y轴平行的板面。上述基板的厚度能够根据振动元件2A的振荡频率(谐振频率)、外形尺寸、加工性等适当设定。另外，在本实施方式中，以基部21A、驱动用振动臂221A、222A、检测用振动臂231A、232A、支承部25A和连结部261A～264A由石英一体地构成的情况为例来进行说明。此外，在本实施方式中，晶轴的X轴与绝对坐标轴的x轴一致，晶轴的Y轴与绝对坐标轴的y轴一致，晶轴的Z轴与绝对坐标轴的z轴一致。
基部21A借助4个连结部261A～264A被支承于支承部25A，支承部25A形成为在俯视时包围基部21A。4个连结部261A～264A分别呈长条形状，一端与基部21A连结，另一端与支承部25A连结。另外，连结部261A～264A分别在长度方向的中途弯曲多次。
此外，在从z轴方向观察时，基部21A呈矩形，具有沿y轴方向延伸的一对边、和沿x轴方向延伸的一对边。即，基部21A在俯视时呈矩形，具有与后述那样的驱动用振动臂221A、222A的延伸方向平行的一对边、和与驱动用振动臂221A、222A的延伸方向垂直的一对边。由此，如后述那样，能够使检测用振动臂231A、232A伴随驱动用振动臂221A、222A的驱动振动，在第1方向(图13所示的箭头E1、E2的方向)上更高效地进行振动(面内振动)(参照图13)。
此外，如图9所示，优选的是，本实施方式中的基部21A呈四边形，其x轴方向的长度比y轴方向的长度长。即，优选的是，在设俯视时与驱动用振动臂221A、222A的延伸方向垂直的方向上的基部21A的长度为L1、俯视时与驱动用振动臂221A、222A的延伸方向平行的方向上的基部21A的长度为L2时，满足L1＞L2的关系。通过满足这样的L1和L2的关系，能够使检测用振动臂231A、232A伴随驱动用振动臂221A、222A的驱动振动，在第2方向E1、E2上更高效地进行振动。
驱动用振动臂221A、222A分别从基部21A朝y轴方向(+y方向)延伸。由此，驱动用振动臂221A、222A被设置成相互平行。此外，驱动用振动臂221A、222A相互在x轴方向上隔开配置。由此，驱动用振动臂221A、222A能够分别独立地进行振动。如图11的(b)所示，驱动用振动臂221A、222A的横截面分别呈矩形，由与x轴平行的一对边和与z轴平行的一对边构成。
并且，在驱动用振动臂221A上设置有驱动用电极组51A，同样，在驱动用振动臂222A上设置有驱动用电极组52A。以下，以驱动用电极组51A为代表来进行说明。另外，对于驱动用电极组52A，由4个驱动用电极构成，与后述的驱动用电极组51A相同，因此省略其说明。另外，驱动用电极组51A和驱动用电极组52A借助未图示的布线将规定的电极彼此电连接。
如图11的(a)、(b)所示，驱动用电极组51A由以下电极构成：设置于驱动用振动臂221A的上表面的驱动用电极511A、设置于驱动用振动臂221A的下表面的驱动用电极512A、设置于驱动用振动臂221A的左侧面的驱动用电极513A、和设置于驱动用振动臂221A的右侧面的驱动用电极514A。
驱动用电极511A和驱动用电极512A以相互成为相同电位的方式，借助未图示的布线相互电连接。此外，驱动用电极513A和驱动用电极514A以相互成为相同电位的方式，借助未图示的布线相互电连接。这样的驱动用电极511A、512A借助未图示的布线，与图9所示的设置于支承部25A的端子57a电连接。此外，驱动用电极513A、514A借助未图示的布线，与图9所示的设置于支承部25A的端子57b电连接。另外，驱动用电极组52A的规定的驱动用电极与所述驱动用电极513A、514A电连接，并且，驱动用电极组52A的规定的驱动用电极与所述驱动用电极511A、512A电连接。
检测用振动臂231A、232A分别从基部21A朝y轴方向(－y方向)延伸。由此，检测用振动臂231A、232A被设置成相互平行。此外，检测用振动臂231A、232A与上述驱动用振动臂221A、222A朝相反方向延伸。此外，检测用振动臂231A、232A相互在x轴方向上隔开配置。由此，检测用振动臂231A、232A能够分别独立地进行振动。如图12的(b)所示，检测用振动臂231A、232A的横截面分别呈矩形，由与x轴平行的一对边和与z轴平行的一对边构成。另外，检测用振动臂231A和驱动用振动臂221A被配置在同轴上，x轴方向和z轴方向的位置一致，同样，检测用振动臂232A和驱动用振动臂222A被配置在同轴上，x轴方向和z轴方向的位置一致。
这样的检测用振动臂231A、232A分别如后述那样，根据施加到了驱动用振动臂221A、222A的物理量，在第3方向(图13所示的箭头C1和D1、C2和D2)上进行振动，并且伴随驱动用振动臂221A、222A的驱动振动，在与第3方向不同的第1方向(图13所示的箭头E1、E2)上进行振动。
并且，如图9所示，在检测用振动臂231A上设置有检测用电极组53A，同样，在检测用振动臂232A上设置有检测用电极组54A。通过这样在与驱动用振动臂221A、222A分开设置的检测用振动臂231A、232上设置检测用电极组53A、54A，能够增大检测用电极组53A、54A的检测用电极的电极面积(作为电极发挥功能的部分的面积)。因此，能够提高振动元件2A的检测灵敏度。
以下，以检测用电极组53A为代表来进行说明。另外，对于检测用电极组54A，由4个检测用电极构成，与后述的检测用电极组53A相同，因此省略其说明。
如图12的(a)、(b)所示，检测用电极组53A由以下电极构成：设置于检测用振动臂231A的上表面的检测用电极(第1检测用电极)531A、532A；以及设置于检测用振动臂231A的下表面的检测用电极(第2检测用电极)533A、534A。这里，检测用电极531A、533A分别设置于检测用振动臂231A的宽度方向的一侧(图12中的左侧)，此外，检测用电极532A、534A分别设置于检测用振动臂231A的宽度方向的另一侧(图12中的右侧)。
检测用电极531A和检测用电极534A以相互成为相同电位的方式，借助未图示的布线相互电连接。此外，检测用电极532A和检测用电极533A以相互成为相同电位的方式，借助未图示的布线相互电连接。这样的检测用电极531A、534A借助未图示的布线，与图9所示的设置于支承部25A的端子57c电连接。此外，检测用电极532A、533A借助未图示的布线，与图9所示的设置于支承部25A的端子57e电连接。另外，检测用电极组54A借助未图示的布线，与图9所示的设置于支承部25A的端子57d、57f电连接。
在使用这样构成的振动元件2A时，通过对端子57a与端子57b之间施加驱动信号(驱动电压)，即对驱动用电极组51A、52A通电，如图13所示，驱动用振动臂221A和驱动用振动臂222A以相互接近/离开的方式进行弯曲振动(驱动振动)(在x轴方向上进行往返驱动)。即，交替反复下述两个状态：驱动用振动臂221A向图13中的箭头A1的方向弯曲并且驱动用振动臂222A向图13中的箭头A2的方向弯曲的状态、和驱动用振动臂221A向图13中的箭头B1的方向弯曲并且驱动用振动臂222A向图13中的箭头B2的方向弯曲的状态。在该状态时，是驱动模式。
在这样对驱动用振动臂221A、222A进行了驱动振动的状态下，对振动元件2A施加绕y轴的角速度ω时，驱动用振动臂221A、222A通过哥氏力，在z轴方向上相互朝相反侧进行弯曲振动(在z轴方向上进行往返驱动)。伴随与此，检测用振动臂231A、232A在z轴方向(第3方向)上相互朝相反侧进行弯曲振动(检测振动)(在z轴方向上进行往返驱动)。即，交替反复下述两个状态：驱动用振动臂221A向图13中的箭头C1的方向弯曲并且驱动用振动臂222A向图13中的箭头C2的方向弯曲的状态、和检测用振动臂231A向图13中的箭头D1或D2的方向弯曲并且检测用振动臂232A在图13中的箭头D2或D1的方向上弯曲的状态。在该状态时，是检测模式。
通过检测由于这样的检测用振动臂231A、232A的检测振动而在检测用电极组53A、54A中产生的电荷，能够求出施加到振动元件2A的角速度ω。
这里，作为所述检测模式，存在图14的(a)所示的第1检测模式、和图14的(b)所示的第2检测模式。在第1检测模式、第2检测模式中，检测用振动臂231A、232A的检测振动的谐振频率相互不同。
在图14的(a)所示的第1检测模式中，配置在同轴上的驱动用振动臂221A和检测用振动臂231A在z轴方向上相互朝相反侧进行振动，同样，配置在同轴上的驱动用振动臂222A和检测用振动臂232A在z轴方向上相互朝相反侧进行振动。
此外，在图14的(b)所示的第2检测模式中，配置在同轴上的驱动用振动臂221A和检测用振动臂231A在z轴方向上相互朝相同侧进行振动，同样，配置在同轴上的驱动用振动臂222A和检测用振动臂232A在z轴方向上相互朝相同侧进行振动。
另外，图14的(a)、图14的(b)中的各符号“·”、“×”分别表示与其对应的驱动用振动臂221A、222A、检测用振动臂231A、232A的振动中的位移的方向，符号“·”表示位移的方向是从图14的纸面的里侧朝向表侧，符号“×”表示位移的方向是从图14的纸面的表侧朝向里侧。
在以上所说明的振动元件2A中，配置于振动基板(构造体)20A的第1主面27A与第2主面28A之间的侧面23A与第1实施方式同样，由交替配置的平面和曲面构成。由此，可得到能够提高对下落等冲击的耐久性等、与所述第1实施方式相同的效果。
如图10所示，封装4A具有：具有朝上方敞开的凹部的底座部件(底座)41A；以及设置成覆盖该底座部件41A的凹部的盖部件(盖)42A。并且，通过底座部件41A和盖部件42A，形成收纳振动元件2A的内部空间。
底座部件41A由平板状的板体(板部)411A、和与板体411A的上表面的外周部接合的框体(框部)412A构成。
这样的底座部件41A例如由氧化铝质烧结体、石英、玻璃等构成。
如图10所示，在底座部件41A的板体411A的上表面(被盖部件42A覆盖一侧的面)，例如利用包含硅树脂、环氧树脂、丙烯酸类树脂等而构成的粘接剂那样的接合部件81A，接合有上述振动元件2A的支承部25A。由此，相对于底座部件41A来支撑并固定振动元件2A。
并且，如图9和图10所示，在底座部件41A的上表面设置有多个内部端子71A。
在多个内部端子71A上，例如经由用接合线构成的布线，电连接有上述振动元件2A的端子57a～57f。
另一方面，在底座部件41A的板体411A的下表面(封装4A的底面)上，设置有在安装到组装有振子1A的设备(外部设备)时使用的多个外部端子73A。
该多个外部端子73A经由未图示的内部布线与板体411A电连接。由此，将板体411A和多个外部端子73A电连接。
这样的各内部端子71A和各外部端子73A例如分别由金属覆膜构成，该金属覆膜是通过镀覆等在钨(W)等的金属化层上层叠镍(Ni)、金(Au)等的各覆膜而成的。
在这样的底座部件41A上，气密地接合有盖部件42A。由此，对封装4A内进行了气密密封。
该盖部件42A例如由与底座部件41A相同的材料，或者铁镍钴合金、42合金、不锈钢等金属构成。
底座部件41A和盖部件42A的接合方法没有特别限定，例如可使用由钎料、固化性树脂等构成的粘接剂的接合方法，缝焊、激光焊接等焊接方法等。此外，能够通过在减压下或惰性气体环境下进行上述接合，将封装4A内保持为减压状态或惰性气体封入状态。
根据该振子1A，能够得到与所述第1实施方式相同的效果。
并且，在该振子1A中，通过Q值的提高，能够以较低的电压使驱动用振动臂221A、222A较大程度地振动，并且即使增大驱动用振动臂221A、222A、检测用振动臂231A、232A的振幅也能够抑制其破损，因此能够增大驱动用振动臂221A、222A、检测用振动臂231A、232A的振幅，由此能够提高灵敏度。
<第3实施方式>
图15是示出本发明振子的第3实施方式的振动元件的俯视图。图16是示出图15所示的振动元件具有的电极的俯视图。图17是示出图15所示的振动元件具有的电极的俯视图(透视图)。图18是用于说明图15所示的振动元件的动作的图。
另外，以下为了便于说明，将图15和图16的纸面近前侧称作“上侧”、纸面里侧称作“下侧”。此外，在图15中，为了便于说明，省略了电极的图示。
以下，关于第3实施方式，以与上述第1、第2实施方式的不同之处为中心进行说明，省略相同事项的说明。
《振动元件的基本构造》
振子具有图15所示的振动元件1B、和收纳振动元件1B的封装(未图示)。
如图15所示，振动元件1B被用作角速度检测元件(陀螺仪元件)。这样的振动元件1B具有振动基板(构造体)2B、和形成于振动基板2B的表面的电极。
－振动基板－
作为振动基板2B的构成材料，例如可列举石英、钽酸锂、铌酸锂等压电材料。在这些压电材料中，作为振动基板2B的构成材料，优选使用石英。通过使用石英，可得到具有比其他材料优异的频率温度特性的振动元件1B。另外，以下说明由石英构成振动基板2B的情况。
如图15所示，振动基板2B呈板状，在XY平面上扩展，在Z轴(光轴)方向上具有厚度，其中，XY平面是通过作为石英基板的晶轴的Y轴(机械轴。第2轴)和X轴(电轴。第1轴)而被规定的平面。即，振动基板2B由Z切石英板构成。另外，优选Z轴与振动基板2B的厚度方向一致，但是基于缩小常温附近的频率温度变化的观点，可以相对于厚度方向稍微(例如，小于15°的程度)倾斜。
这样的振动基板2B具有：振动部20B；隔着振动部20B在Y轴方向上相对配置的第1、第2支承部251B、252B；连结第1支承部251B和振动部20B的第1、第3梁(悬臂)261B、263B；以及连结第2支承部252B和振动部20B的第2、第4梁(悬臂)262B、264B。
此外，振动部20B具有：位于中心部的基部21B；从基部21B起朝Y轴方向两侧延伸的第1检测臂(振动臂)221B、第2检测臂(振动臂)222B；从基部21B起朝X轴方向两侧延伸的第1、第2连结臂(支承臂)231B、232B；从第1连结臂231B的末端部起朝Y轴方向两侧延伸的第1驱动臂(振动臂)241B、第2驱动臂(振动臂)242B；以及从第2连结臂232B的末端部起朝Y轴方向两侧延伸的第3驱动臂(振动臂)243B、第4驱动臂(振动臂)244B，基部21B通过梁261B、262B、263B、264B被支承到第1、第2支承部251B、252B。另外，通过基部21B、以及第1和第2连结臂(支承臂)231B、232B构成了基部。
第1检测臂221B从基部21B起朝+Y轴方向延伸，在其末端部设置有宽度较宽的锤头2211B。另一方面，第2检测臂222B从基部21B起朝－Y轴方向延伸，在其末端部设置有宽度较宽的锤头2221B。所述第1、第2检测臂221B、222B被配置成关于通过振动元件1B的重心G的XZ平面面对称。
通过在第1、第2检测臂221B、222B上设置锤头2211B、2221B，能够提高角速度的检测灵敏度，并且缩短第1、第2检测臂221B、222B的长度。另外，锤头2211B、2221B可以根据需要进行设置，也可以省略。此外，也可以根据需要，在第1、第2检测臂221B、222B的上表面和下表面形成在长度方向上延伸的有底的槽。
第1连结臂231B从基部21B起朝+X轴方向延伸。另一方面，第2连结臂232B从基部21B起朝－X轴方向延伸。所述第1、第2连结臂231B、232B被配置成关于通过重心G的YZ平面面对称。另外，也可以在第1、第2连结臂231B、232B的上表面和下表面设置在其长度方向(X轴方向)上延伸的有底的槽。
第1驱动臂241B从第1连结臂231B的末端部起朝+Y轴方向延伸，在其末端部设置有宽度较宽的锤头2411B。此外，第2驱动臂242B从第1连结臂231B的末端部起朝－Y轴方向延伸，在其末端部设置有宽度较宽的锤头2421B。此外，第3驱动臂243B从第2连结臂232B的末端部起朝+Y轴方向延伸，在其末端部设置有宽度较宽的锤头2431B。此外，第4驱动臂244B从第2连结臂232B的末端部起朝－Y轴方向延伸，在其末端部设置有宽度较宽的锤头2441B。这4个驱动臂241B、242B、243B、244B被配置成关于重心G点对称。
通过在驱动臂241B、242B、243B、244B上设置锤头2411B、2421B、2431B、2441B，能够提高角速度的检测灵敏度，并且缩短驱动臂241B、242B、243B、244B的长度。另外，锤头2411B、2421B、2431B、2441B可以根据需要进行设置，也可以省略。此外，也可以根据需要，在驱动臂241B、242B、243B、244B的上表面和下表面形成在长度方向上延伸的有底的槽。
第1支承部251B相对于基部21B位于+Y轴方向侧，在X轴方向上延伸配置。另一方面，第2支承部252B相对于基部21B位于－Y轴方向侧，在X轴方向上延伸配置。所述第1、第2支承部251B、252B被配置成关于通过重心G的XZ平面面对称。
第1梁261B通过第1检测臂221B与第1驱动臂241B之间而对基部21B和第1支承部251B进行了连结。此外，第2梁262B通过第2检测臂222B与第2驱动臂242B之间而对基部21B和第2支承部252B进行了连结。此外，第3梁263B通过第1检测臂221B与第3驱动臂243B之间而对基部21B和第1支承部251B进行了连结。此外，第4梁264B通过第2检测臂222B与第4驱动臂244B之间而对基部21B和第2支承部252B进行了连结。所述梁261B、262B、263B、264B被配置成关于重心G点对称。
如图15所示，第1梁261B具有：与第1支承部251B连结的蛇行部261a；以及对蛇行部261a和基部21B进行连结的倾斜部261b。第2梁262B具有：与第2支承部252B连结的蛇行部262a；以及对蛇行部262a和基部21B进行连结的倾斜部262b。第3梁263B具有：与第1支承部251B连结的蛇行部263a；以及对蛇行部263a和基部21B进行连结的倾斜部263b。第4梁264B具有：与第2支承部252B连结的蛇行部264a；以及对蛇行部264a和基部21B进行连结的倾斜部264b。
在以上所说明的振动基板(构造体)2B的配置于第1主面28B与第2主面29B之间的侧面27B与第1、第2实施方式同样，由交替配置的平面和曲面构成。由此，可得到能够提高对下落等冲击的耐久性等、与所述第1、第2实施方式相同的效果。
－电极－
在振动基板2B的表面上形成有电极。
如图16和图17所示，电极具有检测信号电极311B、检测信号端子312B、检测接地电极321B、检测接地端子322B、驱动信号电极331B、驱动信号端子332B、驱动接地电极341B和驱动接地端子342B。另外，在图16和图17中，为了方便说明，分别用不同的阴影线图示出了检测信号电极311B和检测信号端子312B、检测接地电极321B和检测接地端子322B、驱动信号电极331B和驱动信号端子332B、驱动接地电极341B和驱动接地端子342B。此外，用粗线图示出了形成于振动基板2B的侧面的电极、布线、端子。
检测信号电极311B形成于第1、第2检测臂221B、222B的上表面和下表面(除锤头2211B、2221B以外的部分)。这样的检测信号电极311B是在第1、第2检测臂221B、222B的检测振动被激励时，用于检测通过该振动而产生的电荷的电极。
检测信号端子312B形成于第1、第2支承部251B、252B的右侧端部。形成于第1支承部251B的检测信号端子312B借助形成于第1梁261B的检测信号布线，与形成于第1检测臂221B的检测信号电极311B电连接。另一方面，形成于第2支承部252B的检测信号端子312B借助形成于第2梁262B的检测信号布线，与形成于第2检测臂222B的检测信号电极311B电连接。
此外，检测接地电极321B形成于第1、第2检测臂221B、222B的两侧面。形成于第1检测臂221B的两侧面的检测接地电极321B经由锤头2211B而被电连接，形成于第2检测臂222B的两侧面的检测接地电极321B经由锤头2221B而被电连接。这样的检测接地电极321B具有相对于检测信号电极311B成为接地的电位。
检测接地端子322B形成于第1、第2支承部251B、252B的中央部。形成于第1支承部251B的检测接地端子322B借助形成于第1梁261B的检测接地布线，与形成于第1检测臂221B的检测接地电极321B电连接。另一方面，形成于第2支承部252B的检测接地端子322B借助形成于第2梁262B的检测接地布线，与形成于第2检测臂222B的检测接地电极321B电连接。
通过这样配置检测信号电极311B、检测信号端子312B、检测接地电极321B、检测接地端子322B，在第1检测臂221B中产生的检测振动显现为形成于第1检测臂221B的检测信号电极311B与检测接地电极321B之间的电荷，能够从形成于第1支承部251B的检测信号端子312B和检测接地端子322B作为信号取出。此外，在第2检测臂222B中产生的检测振动显现为形成于第2检测臂222B的检测信号电极311B与检测接地电极321B之间的电荷，能够从形成于第2支承部252B的检测信号端子312B和检测接地端子322B作为信号取出。
驱动信号电极331B形成于第1、第2驱动臂241B、242B的上表面和下表面(除锤头2411B、2421B以外的部分)。并且，驱动信号电极331B形成于第3、第4驱动臂243B、244B的两侧面。形成于第3驱动臂243B的两侧面的驱动信号电极331B经由锤头2431B而被电连接，形成于第4驱动臂244B的两侧面的驱动信号电极331B经由锤头2441B而被电连接。这样的驱动信号电极331B是用于激励出第1、第2、第3、第4驱动臂241B、242B、243B、244B的驱动振动的电极。
此外，驱动信号端子332B形成于第2支承部252B的左端部。驱动信号端子332B借助形成于第4梁264B的驱动信号布线，与形成于第1、第2、第3、第4驱动臂241B、242B、243B、244B的驱动信号电极331B电连接。
驱动接地电极341B形成于第3、第4驱动臂243B、244B的上表面和下表面(除锤头2431B、2441B以外的部分)。并且，驱动接地电极341B形成于第1、第2驱动臂241B、242B的两侧面。形成于第1驱动臂241B的两侧面的驱动接地电极341B经由锤头2411B而被电连接，形成于第2驱动臂242B的两侧面的驱动接地电极341B经由锤头2421B而被电连接。这样的驱动接地电极341B具有相对于驱动信号电极331B成为接地的电位。
此外，驱动接地端子342B形成于第1支承部251B的左端部。驱动接地端子342B借助形成于第3梁263B的驱动接地布线，与形成于第1、第2、第3、第4驱动臂241B、242B、243B、244B的驱动接地电极341B电连接。
通过这样配置驱动信号电极331B、驱动信号端子332B、驱动接地电极341B、驱动接地端子342B，在驱动信号端子332B与驱动接地端子342B之间施加驱动信号，由此能够在形成于第1、第2、第3、第4驱动臂241B、242B、243B、244B的驱动信号电极331B与驱动接地电极341B之间产生电场，使各驱动臂241B、242B、243B、244B进行驱动振动。
作为以上那样的电极的结构，只要具有导电性，则没有特别限定，例如能够由金属覆膜构成，该金属覆膜是在Cr(铬)、W(钨)等的金属化层(基底层)上层叠Ni(镍)、Au(金)、Ag(银)、Cu(铜)等的各覆膜而成的。
《振动元件的驱动》
接着，说明振动元件1B的驱动。
通过在没有向振动元件1B施加角速度的状态下，对驱动信号端子332B与驱动接地端子342B之间施加电压(交变电压)，而在驱动信号电极331B与驱动接地电极341B之间产生电场时，如图18的(a)所示，各驱动臂241B、242B、243B、244B在箭头A所示的方向上进行弯曲振动。此时，第1、第2驱动臂241B、242B和第3、第4驱动臂243B、244B关于通过振动元件1B的重心G的YZ平面进行面对称的振动，因此基部21B、第1、第2检测臂221B、222B和第1、第2连结臂231B、232B几乎不振动。
在进行该驱动振动的状态下，对振动元件1B施加绕Z轴的角速度ω时，激励出图18的(b)所示那样的检测振动。具体而言，对驱动臂241B、242B、243B、244B和第1、第2连结臂231B、232B作用箭头B方向的哥氏力，激励出新的振动。该箭头B方向的振动是相对于重心G沿周向的振动。并且同时，与箭头B的振动相呼应，在第1、第2检测臂221B、222B中激励出箭头C方向的检测振动。并且，将通过该振动而在第1、第2检测臂221B、222B中产生的电荷从检测信号电极311B和检测接地电极321B作为信号取出，并根据该信号求出角速度。
根据该振动元件1B，能够得到与所述第1、第2实施方式相同的效果。
2.电子设备
接着，对应用了本发明的振动元件的电子设备(本发明的电子设备)进行说明。
图19是示出应用了本发明的电子设备的移动型(或笔记本型)的个人计算机的结构的立体图。在该图中，个人计算机1100由具有键盘1102的主体部1104以及具有显示部100的显示单元1106构成，显示单元1106通过铰链构造部以能够转动的方式支承在主体部1104上。在这样的个人计算机1100中内置有作为滤波器、谐振器、基准时钟等发挥功能的振动元件2。另外，也可以内置第2、第3实施方式的振动元件。
图20是示出应用了本发明的电子设备的移动电话机(也包括PHS)的结构的立体图。在该图中，移动电话机1200具有多个操作按钮1202、接听口1204以及通话口1206，在操作按钮1202与接听口1204之间配置有显示部100。在这样的移动电话机1200中内置有作为滤波器、谐振器等发挥功能的振动元件2。另外，也可以内置第2、第3实施方式的振动元件。
图21是示出应用了本发明的电子设备的数字静态照相机的结构的立体图。另外，在该图中，还简单地示出与外部设备之间的连接。这里，通常的照相机是通过被摄体的光像对银盐胶片进行感光，与此相对，数字静态照相机1300通过CCD(ChargeCoupledDevice：电荷耦合器件)等摄像元件对被摄体的光像进行光电转换，生成摄像信号(图像信号)。
在数字静态照相机1300中的外壳(机身)1302的背面设置有显示部100，构成为根据CCD的摄像信号进行显示，显示部100作为将被摄体显示为电子图像的取景器发挥功能。并且，在外壳1302的正面侧(图中背面侧)设置有包含光学镜头(摄像光学系统)和CCD等的受光单元1304。
摄影者确认在显示部100中显示的被摄体像，并按下快门按钮1306时，将该时刻的CCD的摄像信号传输到存储器1308内进行存储。并且，在该数字静态照相机1300中，在外壳1302的侧面设置有视频信号输出端子1312和数据通信用的输入输出端子1314。而且，如图所示，根据需要，在视频信号输出端子1312上连接电视监视器1430，在数据通信用的输入输出端子1314上连接个人计算机1440。而且，构成为通过规定操作，将存储在存储器1308中的摄像信号输出到电视监视器1430或个人计算机1440。在这样的数字静态照相机1300中内置有作为滤波器、谐振器等发挥功能的振动元件2。另外，也可以内置第2、第3实施方式的振动元件。
另外，除了图19的个人计算机(移动型个人计算机)、图20的移动电话机、图21的数字静态照相机以外，具有本发明的振动元件的电子设备例如还能够应用于喷墨式排出装置(例如喷墨打印机)、膝上型个人计算机、电视、摄像机、录像机、车载导航装置、寻呼机、电子记事本(也包含通信功能)、电子辞典、计算器、电子游戏设备、文字处理器、工作站、视频电话、防盗用电视监视器、电子双筒镜、POS终端、医疗设备(例如电子体温计、血压计、血糖计、心电图计测装置、超声波诊断装置、电子内窥镜)、鱼群探测器、各种测定设备、计量仪器类(例如车辆、飞机、船舶的计量仪器类)、飞行模拟器等。
3.移动体
接着，对应用了本发明的振动元件的移动体(本发明的移动体)进行说明。
图22是示出应用了本发明的移动体的汽车的结构的立体图。在汽车1500上搭载有振动元件2。振动元件2可以广泛应用于无钥匙门禁、防盗器、汽车导航系统、汽车空调、防抱死制动系统(ABS)、安全气囊、轮胎压力监测系统(TPMS：TirePressureMonitoringSystem)、发动机控制器、混合动力汽车及电动汽车的电池监视器、以及车体姿势控制系统等的电子控制单元(ECU：electroniccontrolunit)。另外，也可以内置第2、第3实施方式的振动元件。
以上，根据图示的实施方式对本发明的振动元件、振动元件的制造方法、振子、陀螺仪传感器、电子设备以及移动体进行了说明，但是，本发明不限于此，各个部分的结构可置换为具有相同功能的任意结构。此外，可以在本发明中附加其他任意的结构物。
并且，本发明也可以组合上述各实施方式中的任意两个以上的结构(特征)。

Claims (20)

1.一种石英振动元件，其特征在于，
该石英振动元件具有：相互处于正背关系的第1主面和第2主面；以及连结所述第1主面和所述第2主面的侧面，
所述侧面由通过干蚀刻形成且交替配置的平面和曲面状的面构成。
2.根据权利要求1所述的石英振动元件，其中，
所述石英振动元件具有基部、和从所述基部起延伸的至少1个振动臂。
3.根据权利要求1所述的石英振动元件，其中，
所述石英振动元件具有一对所述振动臂，所述一对振动臂之间的谷部的侧面包含所述曲面状的面。
4.根据权利要求2所述的石英振动元件，其中，
所述石英振动元件具有一对所述振动臂，所述一对振动臂之间的谷部的侧面包含所述曲面状的面。
5.根据权利要求1所述的石英振动元件，其中，
所述曲面状的面包括曲面，且包含在俯视所述第1主面时曲率半径处于3μm以上且50μm以下的范围内的部分。
6.根据权利要求2所述的石英振动元件，其中，
所述曲面状的面包括曲面，且包含在俯视所述第1主面时曲率半径处于3μm以上且50μm以下的范围内的部分。
7.根据权利要求1所述的石英振动元件，其中，
所述曲面状的面包括凹状的曲面和凸状的曲面，
所述凹状的曲面包含在俯视所述第1主面时曲率半径处于5μm以上且50μm以下的范围内的部分，
所述凸状的曲面包含在俯视所述第1主面时曲率半径处于3μm以上且30μm以下的范围内的部分。
8.根据权利要求2所述的石英振动元件，其中，
所述曲面状的面包括凹状的曲面和凸状的曲面，
所述凹状的曲面包含在俯视所述第1主面时曲率半径处于5μm以上且50μm以下的范围内的部分，
所述凸状的曲面包含在俯视所述第1主面时曲率半径处于3μm以上且30μm以下的范围内的部分。
9.根据权利要求1所述的石英振动元件，其中，
各所述曲面状的面包括凹状的曲面和凸状的曲面，
俯视所述第1主面时，所述凹状的曲面的平均曲率半径比所述凸状的曲面的平均曲率半径大。
10.根据权利要求2所述的石英振动元件，其中，
各所述曲面状的面包括凹状的曲面和凸状的曲面，
俯视所述第1主面时，所述凹状的曲面的平均曲率半径比所述凸状的曲面的平均曲率半径大。
11.一种石英振子，其特征在于，该石英振子具有：
权利要求1所述的石英振动元件；以及
收纳有所述石英振动元件的封装。
12.一种石英振子，其特征在于，该石英振子具有：
权利要求2所述的石英振动元件；以及
收纳有所述石英振动元件的封装。
13.一种陀螺仪传感器，其特征在于，该陀螺仪传感器具有权利要求1所述的石英振动元件。
14.一种电子设备，其特征在于，该电子设备具有权利要求1所述的石英振动元件。
15.一种移动体，其特征在于，该移动体具有权利要求1所述的石英振动元件。
16.一种石英振动元件的制造方法，其特征在于，该制造方法包含以下工序：
准备石英基板；以及
对所述石英基板进行干蚀刻，形成相互处于正背关系的第1主面和第2主面、以及侧面，所述侧面配置于所述第1主面与所述第2主面之间且由交替配置的平面和曲面状的面构成。
17.根据权利要求16所述的石英振动元件的制造方法，其特征在于，
在准备所述石英基板的工序之后，包含在所述石英基板上形成掩模的工序，
所述干蚀刻中使用所述掩模来进行所述石英基板的干蚀刻。
18.根据权利要求16所述的石英振动元件的制造方法，其特征在于，
所述石英振动元件具有一对振动臂，所述一对振动臂之间的谷部的侧面包含所述曲面状的面。
19.根据权利要求16所述的石英振动元件的制造方法，其中，
在形成所述侧面的工序中，对与所述石英振动元件的振动方向交叉的方向进行干蚀刻。
20.根据权利要求16所述的石英振动元件的制造方法，其中，
在形成所述侧面的工序中，对与所述第1主面和所述第2主面中的至少一方交叉的方向进行干蚀刻。
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