CN105281705B - 振动元件及其制造方法、振子、电子设备和移动体 - Google Patents
振动元件及其制造方法、振子、电子设备和移动体 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105281705B CN105281705B CN201510435114.3A CN201510435114A CN105281705B CN 105281705 B CN105281705 B CN 105281705B CN 201510435114 A CN201510435114 A CN 201510435114A CN 105281705 B CN105281705 B CN 105281705B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- vibration
- vibrating
- arm
- detection
- driving
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 41
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 76
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 40
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 35
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 27
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 claims description 15
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 claims description 8
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract description 17
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 168
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 18
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 11
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N alstonine Natural products C1=CC2=C3C=CC=CC3=NC2=C2N1C[C@H]1[C@H](C)OC=C(C(=O)OC)[C@H]1C2 WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N 0.000 description 8
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 8
- 230000006870 function Effects 0.000 description 8
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 8
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 8
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 7
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 6
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 5
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 5
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 description 3
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 3
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 2
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- KGWWEXORQXHJJQ-UHFFFAOYSA-N [Fe].[Co].[Ni] Chemical compound [Fe].[Co].[Ni] KGWWEXORQXHJJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007611 bar coating method Methods 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 2
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-pyrazole-3-carboxylic acid Chemical compound CC1=CC(C(O)=O)=NN1 WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 1
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001020 Au alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000599 Cr alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- XPDWGBQVDMORPB-UHFFFAOYSA-N Fluoroform Chemical compound FC(F)F XPDWGBQVDMORPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 239000000788 chromium alloy Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011231 conductive filler Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 239000003353 gold alloy Substances 0.000 description 1
- 238000007756 gravure coating Methods 0.000 description 1
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000813 microcontact printing Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007645 offset printing Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 1
- GGCZERPQGJTIQP-UHFFFAOYSA-N sodium;9,10-dioxoanthracene-2-sulfonic acid Chemical compound [Na+].C1=CC=C2C(=O)C3=CC(S(=O)(=O)O)=CC=C3C(=O)C2=C1 GGCZERPQGJTIQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/21—Crystal tuning forks
- H03H9/215—Crystal tuning forks consisting of quartz
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
- H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
- H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
- H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
- H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
- H03H2003/026—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks the resonators or networks being of the tuning fork type
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
本发明提供振动元件及其制造方法、振子、电子设备和移动体，可以得到充分的电场效率，能够确保良好的元件特性。本发明的振动元件具有基部、和从所述基部延伸的一对振动臂，在所述振动臂的2个侧面(与振动臂进行振动的方向交叉的面)分别具有曲面状的凹部。
Description
技术领域
本发明涉及振动元件、振动元件的制造方法、振子、电子设备和移动体。
背景技术
以往，公知有使用石英的振动元件。这样的振动元件被广泛用作各种电子设备的基准频率源、发送源、陀螺仪传感器等。
并且，公知的是，这样的振动元件，例如是通过使用等离子体干蚀刻对基材进行构图，得到规定形状的被加工物(构造体)来制造的，由此，可以使振动元件具有的振动臂成为具有对称性优异的垂直的截面形状的振动臂，对确保振动元件的高精度的振动特性(频率等)是有效的(例如，参照专利文献1)。
【专利文献1】日本特开2007－13383号公报
然而，例如，在沿着与振动元件具有的振动臂的长度方向交叉的方向形成了垂直的截面形状的情况下，随着元件小型化，拾取电荷的表面积减少，得不到充分的电场效率，因而存在难以得到良好的Q值的情况。
发明内容
本发明的目的是提供能够得到充分的电场效率并确保良好的元件特性的振动元件、以及可以制造该振动元件的振动元件的制造方法、具有该振动元件的振子、电子设备和移动体。
本发明是为了解决上述课题的至少一部分而作成的，能够作为以下的方式或应用例来实现。
[应用例1]
本发明的振动元件，其特征在于，在与振动方向交叉的面具备具有凹部的振动臂。
由此，可以增加(增大)所述面的表面积。因此，实现了电场效率的提高。并且，在振动元件的面内方向上的振动时，可以减小热弹性损失，能够确保良好的Q值。由此，即使将振动元件做成小型的振动元件，也能够得到充分的电场效率，确保良好的元件特性。
[应用例2]
在本发明的振动元件中，优选的是，所述振动臂的与所述振动方向交叉的2个面分别具有所述凹部。
由此，确保了振动臂的平衡，可以减少振动臂的不需要的振动(具体地，具有面外方向分量的斜振动)，可以使振动臂有效地在振动基板的面内方向上振动。
[应用例3]
在本发明的振动元件中，优选的是，所述2个面分别具有的所述凹部之间具有对称性。
由此，由于进一步确保了振动臂的平衡，因而可以使振动臂更有效地在振动基板的面内方向上振动。
[应用例4]
在本发明的振动元件中，优选的是，所述凹部包含曲面。
由此，由于进一步确保了振动臂的平衡，因而可以使振动臂更有效地在振动基板的面内方向上振动。
[应用例5]
在本发明的振动元件中，优选的是，与所述振动方向交叉的面具有：所述凹部、和曲率比所述凹部小的部分。
由此，可以更稳定地进行振动元件在面内方向上的振动。
[应用例6]
在本发明的振动元件中，优选的是，所述振动臂的材料包含石英。
[应用例7]
优选的是，本发明的振动元件呈音叉型。
[应用例8]
本发明的振动元件的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：
在基材上形成掩模的工序；和
利用使用了所述掩模的干蚀刻对所述基材进行加工，形成具有振动臂的振动元件的工序，
在形成所述振动元件的工序中，在与所述振动臂的振动方向交叉的面形成凹部。
由此，可以得到这样的振动元件：即使将振动元件做成小型的振动元件，也能够得到充分的电场效率，确保良好的元件特性。
[应用例9]
在本发明的振动元件的制造方法中，优选的是，在形成所述振动元件的工序中，利用使用了CF系的反应性气体的等离子体蚀刻法来形成所述凹部。
由此，通过适当设定等离子体蚀刻法的条件，可以将所述面做成容易具有所述凹部的面。
[应用例10]
在本发明的振动元件的制造方法中，优选的是，在形成所述振动元件的工序中，从使用各向异性等离子体成分的蚀刻条件开始，增加各向同性等离子体成分。
由此，可以以良好的图案尺寸精度对基材进行加工，以优异的尺寸精度形成平面部和凹部。
[应用例11]
在本发明的振动元件的制造方法中，优选的是，所述蚀刻条件的变更是室内的压力、所述基材的加热温度、气体种类和偏置功率中的至少1种的变更。
这样，可以通过变更所述蚀刻条件这样的比较容易的操作，使CF系的反应性气体成为各向同性等离子体成分，或者成为各向异性等离子体成分。
[应用例12]
本发明的振子，其特征在于，所述振子具有：
本发明的振动元件；和
封装，其收纳所述振动元件。
由此，可以得到可靠性高的振子。
[应用例13]
本发明的电子设备，其特征在于，所述电子设备具有本发明的振动元件。
由此，可以得到可靠性高的电子设备。
[应用例14]
本发明的移动体，其特征在于，所述移动体具有本发明的振动元件。
由此，可以得到可靠性高的移动体。
附图说明
图1是示出本发明的振子的第1实施方式的平面图。
图2是图1中的A－A线截面图。
图3是图1所示的振子的振动元件的截面图(图1中的B－B线截面图)。
图4是用于说明图1所示的振子的振动元件的制造方法的截面图。
图5是用于说明图1所示的振子的振动元件的制造方法的截面图。
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截面图。
图7是示出本发明的振子的第2实施方式的平面图。
图8是图7所示的振子的横截面图。
图9是示出图7所示的振子的驱动用振动臂的图，(a)是放大平面图，(b)是放大横截面图。
图10是示出图7所示的振子的检测用振动臂的图，(a)是放大平面图，(b)是放大横截面图。
图11是图7所示的振子的振动元件的主要部分的立体图。
图12是用于说明图7所示的振子的振动元件的检测模式的图。
图13是示出本发明的振子的第3实施方式中的振动元件的平面图。
图14是示出图13所示的振动元件具有的电极的平面图。
图15是示出图13所示的振动元件具有的电极的平面图(透视图)。
图16是用于说明图13所示的振动元件的动作的图。
图17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18是示出应用了本发明的电子设备的便携电话机(也包括PHS)的结构的立体图。
图19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20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、12、13、14：导电性粘接剂；2：振动元件；3：振动基板；30：石英基板；4：基部；5：振动臂；51、52：主面；53、54：侧面；531、541：凹部；532、542：平面部；55、56：槽；58、68：臂部；59、69：锤头；6：振动臂；61、62：主面；63、64：侧面；631、641：凹部；632、642：平面部；65、66：槽；7：支撑部；71：分支部；72、73：连结臂；74、75：支撑臂；8：金属膜；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：便携电话机；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；1500：汽车；M1、M2、M3：掩模；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：支撑部；261A：连结部；262A：连结部；263A：连结部；264A：连结部；27A：第1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；521A：驱动用电极；523A：驱动用电极；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；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支撑部；252B：第2支撑部；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；G：重心。
具体实施方式
以下，根据附图所示的实施方式详细说明本发明的振动元件、振动元件的制造方法、振子、电子设备和移动体。
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实施方式的平面图。图2是图1中的A－A线截面图。图3是图1所示的振子的振动元件的截面图(图1中的B－B线截面图)。图4～图6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截面图。
图1和图2所示的振子1具有：振动元件2、和收纳振动元件2的封装9。以下，对振动元件2和封装9依次详细说明。
(振动元件)
如图1、图2和图3所示，本实施方式的振动元件2具有：振动基板(被加工物)3、和形成在振动基板3上的第1、第2驱动用电极84、85。另外，在图1和图2中，为了便于说明，省略了第1、第2驱动用电极84、85的图示。
在本实施方式中，振动基板3主要由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也可以使其厚度方向与Z轴一致，然而从减小常温附近的频率温度变化的观点来看，使Z轴相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，成为下述的振动基板3：将由作为所述石英的电气轴的X轴、作为机械轴的Y轴和作为光学轴的Z轴构成的正交坐标系中的所述X轴为旋转轴，将使所述Z轴以+Z侧朝所述Y轴的－Y方向旋转的方式倾斜θ度后的轴作为Z’轴，将使所述Y轴以+Y侧朝所述Z轴的+Z方向旋转的方式倾斜θ度后的轴作为Y’轴，这时，以沿着Z’轴的方向为厚度，以包含X轴和Y’轴的面为主面。另外，在各图中，图示了这些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。并且，振动基板3在其大致整个区域(除形成有后述的槽55、56、57、58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110μm以上且150μm以下的程度，更优选的是120μm以上且130μm以下。由此，能够得到充分的机械强度，并且，能够在提高Q值、降低CI值的同时，通过各向异性等离子体蚀刻来容易地作成细微形状。即，当振动基板3的厚度T不到所述下限值时，根据其他条件，担心的是，Q值变低，CI值变高，并且，机械强度不足，振动基板3破损。并且，当振动基板3的厚度T超过上述上限值时，很有可能导致振动元件2的过度大型化。
这样的振动基板3具有：基部4；一对振动臂5、6，其从基部4延伸；以及支撑部7，其从基部4延伸。
基部4呈板状，其在XY’平面上有宽度，在Z’轴方向上有厚度。并且，支撑部7具有：分支部71，其从基部4的下端延伸，在X’轴方向进行分支；连结臂72、73，其从分支部朝X轴方向两侧延伸；以及支撑臂74、75，其从连结臂72、73的前端部朝－Y’轴方向延伸。
振动臂5、6形成音叉型，即，以沿着X轴方向(第2方向)排列且相互平行的方式，从基部4的－Y’轴侧的端朝－Y’轴方向(第1方向)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，前端(－Y’轴侧的端)为自由端。并且，振动臂5、6分别具有：臂部58、68，其从基部4延伸；以及作为锤部的锤头(宽幅部)59、69，其设置在臂部58、68的前端部，宽度比臂部58、68大。这样，通过在振动臂5、6的前端部设置锤头59、69，可以缩短振动臂5、6，可以实现振动元件2的小型化。并且，与缩短振动臂5、6相应地，可以比以往进一步降低在使振动臂5、6以相同频率振动时的振动臂5、6的振动速度，因而可以减小振动臂5、6进行振动时的空气阻力，与此相应地，Q值增高，可以提高振动特性。另外，这样的振动臂5、6形成为彼此相同的结构(形状、大小)。
如图3所示，振动臂5具有：一对主面(上表面、下表面)51、52，其由XY’平面构成，处于互为正背关系；和一对侧面(与振动臂5的振动方向交叉的面)53、54，其由Y’Z’平面构成，连接一对主面51、52。
并且，振动臂5具有：在主面51开口的有底的槽55、和在主面52开口的有底的槽56。槽55、56分别在Y’轴方向上延伸。并且，槽55、56分别以包含振动臂5的臂部58的基端部的方式延伸到臂部58的前端部。这样的振动臂5在形成有槽55、56的部分，呈大致H型的横截面形状。
而且，侧面53、54分别具有：凹部531、541，其位于主面52侧，在Y’轴方向上延伸；和平面部(直线部)532、542，其位于振动臂5的主面51侧，具有比凹部531、541的曲率小的曲率。
这样，通过将侧面53、54做成具有凹部531、541的侧面，可以增加(增大)侧面53、54的表面积。因此，实现了电场效率的提高。并且，在振动元件2(振动基板3)的面内方向上的振动时，可以减小热弹性损失，能够确保良好的Q值。由此，即使将振动元件2做成小型的振动元件，也能够得到充分的电场效率，确保良好的元件特性。并且，通过将侧面53、54做成具有平面部532、542的侧面，可以更稳定地进行振动元件2(振动基板3)在面内方向上的振动，而且，通过适当设定平面部632、642的面积，可以使振动臂6的频率成为期望的频率。
如图3所示，这些凹部531、541设置在侧面53、54双方。由此，确保了振动臂5的平衡，可以减少振动臂5的不需要的振动(具体地，具有面外方向分量的斜振动)，可以使振动臂5有效地在振动基板3的面内方向上振动。
并且，凹部531、541分别形成在使主面(上表面)51的端部与主面(下表面)52的端部连结的直线的内侧。由此，不会招致振动臂5的大型化，可以增加侧面53、54的表面积。
而且，该凹部531、541具有对称性，更具体地，由具有对称性的弯曲凹面构成。由此，由于进一步确保了振动臂5的平衡，因而可以使振动臂5更有效地在振动基板3的面内方向上振动。
与振动臂5一样，振动臂6具有：一对主面61、62，其由XY’平面构成，处于互为正背关系；和一对侧面63、64，其由Y’Z’平面构成，连接一对主面61、62。并且，振动臂6具有：在主面61开口的有底的槽65、和在主面62开口的有底的槽66。槽65、66分别在Y’轴方向上延伸。并且，槽65、66分别以包含振动臂6的臂部68的基端部的方式延伸到臂部68的前端部。这样的振动臂6在形成有槽65、66的部分，呈大致H型的横截面形状。
振动元件2通过在各振动臂5、6形成槽55、56、65、66，可以实现热弹性损失的减少，可以发挥降低了Q值劣化的优异的振动特性。
而且，侧面63、64分别具有：凹部631、641，其位于主面62侧，在Y’轴方向上延伸；和平面部(直线部)632、642，其位于振动臂6的主面61侧，具有比凹部631、641的曲率小的曲率。
这样，通过将侧面63、64做成具有凹部631、641的侧面，可以增加(增大)侧面63、64的表面积。因此，实现了电场效率的提高。并且，在振动元件2(振动基板3)的面内方向上的振动时，可以减小热弹性损失，能够确保良好的Q值。由此，即使将振动元件2做成小型的振动元件，也能够得到充分的电场效率，确保良好的元件特性。并且，通过将侧面63、64做成具有平面部632、642的侧面，可以更稳定地进行振动元件2(振动基板3)在面内方向上的振动，而且，通过适当设定平面部632、642的面积，可以使振动臂6的频率成为期望的频率。
如图3所示，这些凹部631、641设置在侧面63、64双方。由此，确保了振动臂6的平衡，可以减少振动臂6的不需要的振动(具体地，具有面外方向分量的斜振动)，可以使振动臂6有效地在振动基板3的面内方向上振动。
并且，凹部631、641分别形成在使主面(上表面)61的端部与主面(下表面)62的端部连结的直线的内侧。由此，不会招致振动臂6的大型化，可以增加侧面63、64的表面积。
而且，该凹部631、641具有对称性，更具体地，由具有对称性的弯曲凹面构成。由此，由于进一步确保了振动臂6的平衡，因而可以使振动臂6更有效地在振动基板3的面内方向上振动。
振动元件2中，通过在各振动臂5、6处形成凹部531、541、631、641，即使将振动元件2做成小型的振动元件，也能够得到充分的电场效率，确保良好的元件特性。
在振动臂5处形成有一对第1驱动用电极84和一对第2驱动用电极85。具体地，第1驱动用电极84中的一方形成在槽55的内表面，另一方形成在槽56的内表面。并且，第2驱动用电极85中的一方形成在侧面53，另一方形成在侧面54。同样，在振动臂6处也形成有一对第1驱动用电极84和一对第2驱动用电极85。具体地，第1驱动用电极84中的一方形成在侧面63，另一方形成在侧面64。并且，第2驱动用电极85中的一方形成在槽65的内表面，另一方形成在槽66的内表面。当在该第1、第2驱动用电极84、85之间施加交变电压时，振动臂5、6以重复相互接近、远离的方式在面内方向(XY’平面方向)上以规定的频率振动。
作为第1、第2驱动用电极84、85的结构，没有特别限定，可以使用金(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)等的金属材料、氧化铟锡(ITO)等导电材料形成。
(封装)
如图1和图2所示，封装9具有：箱状的底座91，其具有在上表面开放的凹部911；以及板状的盖92，其以封住凹部911的开口的方式与底座91接合。这样的封装9具有通过用盖92封住凹部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利用支撑臂74、75的前端部，经由例如使导电性填料混合到环氧树脂系、丙烯酸系的树脂而成的导电性粘接剂11、12、13、14固定在凹部911的底面。
此外，收纳空间内也可以处于减压(优选真空)状态，也可以封入有氮、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，可使用氧化铝等各种陶瓷。作为盖92的构成材料，没有特别限定，只要是线性膨胀系数与底座91的构成材料近似的部件即可。例如，在使底座91的构成材料采用所述的陶瓷的情况下，优选的是采用铁镍钴合金等合金。另外，底座91与盖92的接合没有特别限定，例如，可以是经由粘接剂来接合，也可以是通过焊缝等来接合。
并且，在底座91的凹部911的底面形成有连接端子951、961。尽管未图示，然而振动元件2的第1驱动用电极84被引出到支撑臂74的前端部，在该部分，经由导电性粘接剂11、12与连接端子951电连接。同样，尽管未图示，然而振动元件2的第2驱动用电极85被引出到支撑臂75的前端部，在该部分，经由导电性粘接剂13、14与连接端子961电连接。
并且，连接端子951经由贯通底座91的底部的贯通电极952与形成在底座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与形成在底座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，例如可以由在Cr(铬)、W(钨)等的金属化层(基底层)上层叠了Ni(镍)、Au(金)、Ag(银)、Cu(铜)等的各覆膜而成的金属覆膜构成。
(振动元件的制造方法)
下面，根据图4～图6对应用了本发明的振动元件的制造方法的、振动元件2(振子1)的制造方法进行说明。另外，图4～图6是分别与图1中的B－B线截面对应的截面图。
振动元件2的制造方法包括以下工序：准备石英基板(基材)，在该石英基板上形成掩模；以及使用利用掩模的干蚀刻法，对石英基板进行加工(构图)，形成具有基部4、振动臂5、6和支撑部7的振动基板3。以下，详细说明。
[1]首先，准备Z切的石英基板(基材)30，之后，如图4的(a)所示，在该石英基板30上形成掩模M1。
该掩模M1可以使用例如光刻法，按以下方式形成。
[1－1]首先，准备Z切的石英基板(基材)30，在石英基板30上形成籽晶层即基底层。
优选的是，该基底层(籽晶层)例如使用利用溅射、蒸镀等的籽金属的气相成膜法来形成。由此，可以在使用镀敷法的掩模M1的形成时，使包含籽金属的基底层发挥作为在掩模M1的构成材料层叠在石英基板30上时的籽晶层的功能。
并且，作为基底层的构成材料，只要是能够在形成掩模M1时促进其形成的构成材料，就不作特别限定，列举有例如Cr、Cu等。
[1－2]然后，使用光刻法，在基底层上形成抗蚀剂层。
该抗蚀剂层是这样的掩模：其能够以具有与应形成的掩模M1的外形形状对应的开口部的方式构图成期望的形状。即，该抗蚀剂层是这样的掩模：其以能够在不形成抗蚀剂层的部位形成掩模M1的方式进行构图而成。
并且，使用光刻法的抗蚀剂层的形成可以通过例如在基底层上涂布(供给)了抗蚀剂材料(感光性光致抗蚀剂)之后，经由与抗蚀剂层的形状对应的光掩模曝光，之后使用显像液显像来进行。
另外，作为涂布抗蚀剂材料的方法，列举有旋涂法、浇铸法、微型凹版涂布法、凹版涂布法、棒涂法、辊涂法、线棒涂法、浸涂法、喷涂法、丝网印刷法、柔性版印刷法、胶版印刷法、喷墨法、微接触印刷法等，可以将其中的1种或2种以上组合使用。
而且，抗蚀剂材料(感光性光致抗蚀剂)也可以是负性抗蚀剂材料和正性抗蚀剂材料中的任一方。
[1－3]然后，使用镀敷法，在抗蚀剂层的开口部露出的基底层上形成掩模M1。
另外，作为镀敷法，也可以是电镀法和化学镀法中的任一种，然而优选的是化学镀法。根据化学镀法，无需使用大规模的装置，可以以优异的成膜精度形成均匀的膜厚的掩模M1。
并且，作为掩模M1的构成材料，不作特别限定，然而除了例如Ni、Cr、Si那样的金属材料以外，还列举有它们的合金、氮化物、氟化物和氧化物等。
[1－4]然后，去除抗蚀剂层，并去除与抗蚀剂层对应的位置的基底层。
由此，在石英基板30上得到进行了构图的掩模M1。
该抗蚀剂层的去除优选可以使用抗蚀剂剥离液进行，然而除此以外，还可以使用例如等离子体蚀刻、反应蚀刻、射束蚀刻、光辅助蚀刻等的物理蚀刻法来进行，并且，基底层的去除可以使用所述物理蚀刻法进行，因而抗蚀剂层和基底层的去除能够通过将它们合适组合来实施。
另外，在本实施方式中，对使用镀敷法形成掩模M1的情况作了说明，然而掩模M1的形成方法不限定于该情况，例如，也可以在使用喷墨法将金属系的液状材料选择性地供给到抗蚀剂层具备的开口部之后，通过使该液状材料固化来形成掩模M1。
并且，在该情况下，也可以省略所述工序[1－1]中的基底层的形成。
[2]然后，如图4的(b)所示，借助(使用)掩模M1对石英基板30进行干蚀刻。
由此，针对与振动元件2的振动方向垂直(交叉)的方向进行蚀刻。其结果，基部4、未形成有槽55、56、65、66的振动臂5、6、以及支撑部7被一体地形成(不过，对基部4和支撑部7未作图示)。
这里，在本发明中，在通过该干蚀刻得到具有基部4、振动臂5、6和支撑部7的振动元件2的本工序[2]中，将振动臂5、6具备的侧面53、54、63、64分别形成为具有凹部531、541、631、641的侧面。
在该侧面53、54、63、64上的凹部531、541、631、641的形成可以使用各种干蚀刻法进行，然而其中，优选的是使用将CF系的反应性气体用作蚀刻剂的等离子体蚀刻法来形成。根据该方法，在通过仅变更后述的等离子体蚀刻法的条件，使用掩模M1对石英基板30进行构图来得到振动元件2时，可以使所形成的侧面53、54、63、64成为具有凹部531、541、631、641和平面部532、542、632、642双方的侧面。
以下，对使用利用CF系的反应性气体的等离子体蚀刻法形成具有凹部531、541、631、641和平面部532、542、632、642的侧面53、54、63、64的方法进行说明。
[2－1]首先，在基于等离子体蚀刻法的使用掩模M1的石英基板30的构图时，使用各向异性等离子体成分在Z’轴方向(与振动方向交叉的方向)上进行蚀刻。
由此，在Z’轴方向(厚度方向)上去除石英基板30时，形成平面部532、542、632、642，可以以优异的精度形成该平面部532、542、632、642。
作为等离子体蚀刻法中使用的CF系的反应性气体，优选的是包含CF系的反应性气体的混合气体。
作为该CF系的气体，列举有CF4、CHF3、C2F6、C4F8和C5F8等，可以将其中的1种或2种以上组合使用。并且，作为包含CF系的气体的混合气体，除了CF系的气体以外，还列举有包含CO、Ar、O2和N2中的至少1种的气体。
此时，为了使CF系的反应性气体(蚀刻剂)成为在Z’轴方向上进行蚀刻的各向异性等离子体成分，可以通过适当设定室内的压力、等离子体密度、温度、蚀刻剂(气体种类)和偏置功率那样的蚀刻条件中的至少1种来容易地进行。
[2－2]然后，通过使用各向同性等离子体成分在X轴方向(振动方向)和Z’轴方向(与振动方向交叉的方向)双方进行蚀刻，形成凹部531、541、631、641。
由此，形成具有凹部531、541、631、641和平面部532、542、632、642的侧面53、54、63、64。
使用该各向同性等离子体成分的凹部531、541、631、641的形成例如可以通过在使用各向异性等离子体成分的平面部532、542、632、642之后，从该蚀刻条件开始进行变更，增加各向同性等离子体成分来进行。由此，能够在X轴方向和Z’轴方向双方进行蚀刻，其结果，形成凹部531、541、631、641。并且，通过使用这样的各向同性等离子体成分对石英基板30进行构图，可以以优异的尺寸精度形成该凹部531、541、631、641。
此时，为了使CF系的反应性气体(蚀刻剂)成为在X轴方向和Z’轴方向双方进行蚀刻的各向同性等离子体成分，优选的是，通过变更所述的室内的压力、等离子体密度、温度、蚀刻剂(气体种类)和偏置功率那样的蚀刻条件中的至少1种来进行。这样，可以通过变更所述蚀刻条件这样的比较容易的操作，使蚀刻剂成为各向同性等离子体成分。
以上的工序[1]、[2]使用本发明的振动元件的制造方法构成。
[3]然后，如图4的(c)所示，去除掩模M1。
该掩模M1的去除可以使用例如等离子体蚀刻、反应蚀刻、射束蚀刻、光辅助蚀刻等的物理蚀刻法来进行。
[4]然后，如图4的(d)所示，使用光刻法，在石英基板30上形成掩模M2。
掩模M2是与槽55、65的外形形状对应形成的掩模。另外，这里，在不形成槽55、65的部位形成掩模M2。即，掩模M2具有与槽55、65的外形形状对应的开口。
[5]然后，如图5的(a)所示，借助掩模M2对石英基板30进行各向异性等离子体蚀刻。由此，在振动臂5形成槽55，在振动臂6形成槽65，从而形成具有未形成有槽56、66的振动臂5、6、基部4和支撑部7的振动基板3。
另外，此时，控制各向异性等离子体的蚀刻时间，以使槽55、65的最大深度为规定值。
[6]然后，如图5的(b)所示，去除掩模M2。
[7]然后，如图5的(c)所示，使石英基板30的上下颠倒，使用光刻法，在石英基板30上形成掩模M3。
掩模M3是与槽56、66的外形形状对应形成的掩模。另外，这里，在不形成槽56、66的部位形成掩模M3。即，掩模M3具有与槽56、66的外形形状对应的开口。
[8]然后，如图6的(a)所示，借助掩模M3对石英基板30进行各向异性等离子体蚀刻。由此，在振动臂5形成槽56，在振动臂6形成槽66，从而形成具有形成有槽55、56、65、66的振动臂5、6、基部4和支撑部7的振动基板3。另外，此时，控制各向异性等离子体的蚀刻时间，以使槽56、66的最大深度为规定值。
[9]然后，如图6的(b)所示，去除掩模M3。
通过经过以上的工序，得到振动基板3。
[10]然后，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，通过借助未图示的掩模对所述金属膜进行构图，形成第1、第2驱动用电极84、85。
通过以上，可以得到振动元件2。
另外，在本实施方式中，对侧面53、54、63、64具有凹部531、541、631、641和平面部532、542、632、642的情况作了说明，然而也可以省略平面部532、542、632、642的形成。在该情况下，省略所述工序[2－1]，由此形成省略了平面部532、542、632、642的形成的侧面53、54、63、64。
<第2实施方式>
图7是示出本发明的振子的第2实施方式的平面图。图8是图7所示的振子的横截面图。图9是示出图7所示的振子的驱动用振动臂的图，其中，(a)是放大平面图，(b)是放大横截面图。图10是示出图7所示的振子的检测用振动臂的图，其中，(a)是放大平面图，(b)是放大横截面图。图11是图7所示的振子的振动元件的主要部分的立体图。图12是用于说明图7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，作为相互垂直(交叉)的3个轴，假定x轴(第1轴)、y轴(第2轴)和z轴(第3轴)，在图7～图11中，图示出各轴，将平行于x轴的方向称为“x轴方向”，将平行于y轴的方向称为“y轴方向”，将平行于z轴的方向称为“z轴方向”。并且，各方向的正负如图中的箭头所示。
以下，以与所述的第1实施方式的不同点为中心说明第2实施方式，对于相同的事项，省略其说明。
图7和图8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可以用于例如摄像设备的手抖校正、使用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和收纳振动元件2A的封装4A。
以下，对构成振子1A的各部分依次进行说明。
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7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、以及检测用电极组53A、54A。
振动基板20A是所谓的“H型”的振动基板，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、支撑部25A、以及4个连结部261A、262A、263A、264A。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、支撑部25A和连结部261A～264A使用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，不作特别限定，然而优选的是使用石英。由此，可以使振动元件2A的特性优异。石英具有相互垂直的X轴(电气轴)、Y轴(机械轴)和Z轴(光学轴)这3个晶轴。基部21A、驱动用振动臂221A、222A、检测用振动臂231A、232A、支撑部25A和连结部261A～264A可以通过对由Z轴为厚度方向并且具有与X轴和Y轴平行的板面的石英构成的基板进行蚀刻加工而形成。该基板的厚度是根据振动元件2A的振荡频率(谐振频率)、外形尺寸、加工性等而适当设定的。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、支撑部25A和连结部261A～264A由石英一体构成的情况为例进行说明。并且，在本实施方式中，晶轴中的X轴与绝对坐标轴中的x轴一致，晶轴中的Y轴与绝对坐标轴中的y轴一致，晶轴中的Z轴与绝对坐标轴中的z轴一致。
基部21A经由4个连结部261A～264A被支撑在以俯视时包围基部21A的方式形成的支撑部25A。4个连结部261A～264A分别呈长条形状，一端与基部21A连结，另一端与支撑部25A连结。另外，连结部261A～264A分别在长度方向的中途进行多次弯曲。
并且，当从z轴方向观察时，基部21A呈矩形形状，具有在y轴方向上延伸的一对边和在x轴方向上延伸的一对边的。即，俯视时，基部21A呈这样的矩形形状：具有相对于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相对于驱动用振动臂221A、222A的延伸方向垂直的一对边，由此，如后所述，可以使检测用振动臂231A、232A伴随驱动用振动臂221A、222A的驱动振动而在第2方向(图11所示的箭头E1、E2的方向)更有效地振动(面内振动)(参照图11)。
并且，如图7所示，优选的是，本实施方式中的基部21A呈方形形状，其x轴方向的长度比y轴方向的长度长。即，优选的是，当设相对于俯视时的驱动用振动臂221A、222A的延伸方向垂直的方向上的基部21A的长度为L1，且设相对于俯视时的驱动用振动臂221A、222A的延伸方向平行的方向上的基部21A的长度为L2时，满足的L1>L2的关系。通过满足这样的L1和L2的关系，可以使检测用振动臂231A、232A伴随驱动用振动臂221A、222A的驱动振动在第2方向E1、E2上更有效地振动。
驱动用振动臂221A、222A分别从基部21A在y轴方向(+y方向)上延伸(延长)。由此，驱动用振动臂221A、222A以相互平行的方式设置。并且，驱动用振动臂221A、222A彼此在x轴方向上远离配置。由此，驱动用振动臂221A、222A可以分别独立地振动。如图9的(b)所示，驱动用振动臂221A、222A的横截面分别呈由与x轴平行的一对边和与z轴平行的一对边构成的矩形。
并且，在驱动用振动臂221A设置有驱动用电极组51A，同样，在驱动用振动臂222A设置有驱动用电极组52A。以下，对驱动用电极组51A进行代表性说明。另外，驱动用电极组52A由4个驱动用电极构成，由于与后述的驱动用电极组51A相同，因而省略其说明。另外，驱动用电极组51A和驱动用电极组52A的规定的电极之间经由未图示的布线电连接。
如图9的(a)、(b)所示，驱动用电极组51A由以下电极构成：设置在驱动用振动臂221A的上表面的驱动用电极511A、设置在驱动用振动臂221A的下表面的驱动用电极512A、设置在驱动用振动臂221A的左侧面的驱动用电极513A、以及设置在驱动用振动臂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以达到互为相同电位的方式经由未图示的布线相互电连接。并且，驱动用电极513A和驱动用电极514A以达到互为相同电位的方式经由未图示的布线相互电连接。这样的驱动用电极511A、512A经由未图示的布线，与设置在图7所示的支撑部25A的端子57a电连接。并且，驱动用电极513A、514A经由未图示的布线，与设置在图7所示的支撑部25A的端子57b电连接。另外，驱动用电极组52A的驱动用电极521A、522A与所述驱动用电极513A、514A电连接，并且，驱动用电极组52A的驱动用电极523A、524A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在y轴方向(－y方向)上延伸(延长)。由此，检测用振动臂231A、232A以相互平行的方式设置。并且，检测用振动臂231A、232A在与所述的驱动用振动臂221A、222A相反的方向上延伸。并且，检测用振动臂231A、232A相互在x轴方向上远离配置。由此，检测用振动臂231A、232A可以分别独立地振动。如图10的(b)所示，检测用振动臂231A、232A的横截面分别呈由与x轴平行的一对边和与z轴平行的一对边构成的矩形。另外，检测用振动臂231A与驱动用振动臂221A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与驱动用振动臂222A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分别如后所述那样根据施加给驱动用振动臂221A、222A的物理量在第1方向(图11所示的箭头C1、C2)上振动，并且伴随驱动用振动臂221A、222A的驱动振动，在与第1方向不同的第2方向上振动。
然后，如图7所示，在检测用振动臂231A设置有检测用电极组53A，同样，在检测用振动臂232A设置有检测用电极组54A。这样，通过在与驱动用振动臂221A、222A分开设置的检测用振动臂231A、232设置检测用电极组53A、54A，可以增大检测用电极组53A、54A的检测用电极的电极面积(作为电极执行功能的部分的面积)。因此，可以提高振动元件2A的检测灵敏度。
以下，对检测用电极组53A进行代表性说明。另外，检测用电极组54A由4个检测用电极构成，由于与后述的检测用电极组53A相同，因而省略其说明。
如图10的(a)、(b)所示，检测用电极组53A由以下电极构成：设置在检测用振动臂231A的上表面的检测用电极(第1检测用电极)531A、532A、和设置在检测用振动臂231A的下表面的检测用电极(第1检测用电极)533A、534A。这里，检测用电极531A、533A分别设置在检测用振动臂231A的宽度方向上的一侧(图10中的左侧)，并且，检测用电极532A、534A分别设置在检测用振动臂231A的宽度方向上的另一侧(图10中的右侧)。
检测用电极531A和检测用电极534A以达到互为相同电位的方式经由未图示的布线相互电连接。并且，检测用电极532A和检测用电极533A以达到互为相同电位的方式经由未图示的布线相互电连接。这样的检测用电极531A、534A经由未图示的布线，与设置在图7所示的支撑部25A的端子57c电连接。并且，检测用电极532A、533A经由未图示的布线，与设置在图7所示的支撑部25A的端子57e电连接。另外，检测用电极组54A经由未图示的布线，与设置在图7所示的支撑部25A的端子57d、57f电连接。
在这样构成的振动元件2A中，在使用时，当对端子57a与端子57b之间施加了驱动信号(驱动电压)时，即，通过使驱动用电极组51A、52A通电，如图11所示，使得驱动用振动臂221A与驱动用振动臂222A以相互接近、远离的方式进行弯曲振动(驱动振动)(在x轴方向上往复驱动)。即，交替重复以下状态：驱动用振动臂221A在图11中的箭头A1的方向上弯曲并且驱动用振动臂222A在图11中的箭头A2的方向上弯曲的状态；以及驱动用振动臂221A在图11中的箭头B1的方向上弯曲并且驱动用振动臂222A在图11中的箭头B2的方向上弯曲的状态。在该状态时是驱动模式。
在这样使驱动用振动臂221A、222A驱动振动的状态下，当绕y轴的角速度ω施加给振动元件2A时，驱动用振动臂221A、222A利用科里奥利力，在z轴方向上向彼此相反侧进行弯曲振动(在z轴方向上往复驱动)。伴随于此，检测用振动臂231A、232A在z轴方向(第1方向)上向彼此相反侧进行弯曲振动(检测振动)(在z轴方向上往复驱动)。即，交替重复以下状态：驱动用振动臂221A在图11中的箭头C1的方向上弯曲并且驱动用振动臂222A在图11中的箭头C2的方向上弯曲的状态；以及检测用振动臂231A在图11中的箭头D1或者D2的方向上弯曲并且检测用振动臂232A在图11中的箭头D2或者D1的方向上弯曲的状态。在该状态时是检测模式。
通过利用这样的检测用振动臂231A、232A的检测振动来检测在检测用电极组53A、54A产生的电荷，可以求出施加给振动元件2A的角速度ω。
这里，作为所述检测模式，有图12的(a)所示的第1检测模式、和图12(b)所示的第2检测模式。在第1检测模式和第2检测模式中，检测用振动臂231A、232A的检测振动的谐振频率彼此不同。
在图12的(b)所示的第1检测模式中，配置在同轴上的驱动用振动臂221A与检测用振动臂231A在z轴方向上向彼此相反侧振动，同样，配置在同轴上的驱动用振动臂222A与检测用振动臂232A在z轴方向上向彼此相反侧振动。
并且，在图12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与检测用振动臂231A在z轴方向上向彼此相同侧振动，同样，配置在同轴上的驱动用振动臂222A与检测用振动臂232A在z轴方向上向彼此相同侧振动。
另外，图12的(a)、图12的(b)中的各记号“·”、“×”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的振动中的位移方向，记号“·”表示位移方向是从图12的纸面的背侧到正侧，记号“×”表示位移方向是从图12的纸面的正侧到背侧。
在以上说明的振动元件2A中，一对驱动用振动臂(振动臂)221A、222A和一对检测用振动臂(振动臂)231A、232A分别成为在其具备的左侧面和右侧面的双方具有凹部的结构。由此，可以增加(增大)左侧面和右侧面的表面积。因此，实现了进行面内振动的驱动用振动臂(振动臂)221A、222A的电场效率的提高。并且，在驱动用振动臂(振动臂)221A、222A中，可以减小热弹性损失，能够确保良好的Q值。由此，即使将振动元件2A做成小型的振动元件，也能够得到充分的电场效率，确保良好的元件特性，得到与所述第1实施方式相同的效果。
并且，如图8所示，封装4A具有：底座部件(底座)41A，其具有在上方开放的凹部；和盖部件(盖)42A，其设置成覆盖该底座部件41A的凹部。然后，利用底座部件41A和盖部件42A形成收纳有振动元件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由例如氧化铝质烧结体、石英、玻璃等构成。
如图8所示，在底座部件41A的板体411A的上表面(由盖部件42A覆盖一侧的面)，使用包含例如硅树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂等而构成的粘接剂那样的接合部件81A接合有所述的振动元件2A的支撑部25A。由此，振动元件2A相对于底座部件41A被支撑、固定。
而且，如图7和图8所示，在底座部件41A的上表面设置有多个内部端子71A。
所述的振动元件2A的端子57a～57f经由例如由接合引线构成的布线，与多个内部端子71A电连接。
另一方面，在底座部件41A的板体411A的下表面(封装4A的底面)设置有多个外部端子73A，它们在安装于装入有振子1a的设备(外部设备)时使用。
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，板体411A与多个外部端子73A电连接。
这样的各内部端子71A和各外部端子73A分别由例如在钨(W)等的金属层上通过镀敷等层叠了镍(Ni)、金(Au)等的覆膜而成的金属覆膜构成。
盖部件42A与这样的底座部件41A气密接合。由此，将封装4A内气密密封。
该盖部件42A例如使用与底座部件41A相同的材料、或者铁镍钴合金、42合金、不锈钢等金属构成。
作为底座部件41A与盖部件42A的接合方法，不作特别限定，可以使用基于例如由钎焊材料、硬化性树脂等构成的粘接剂的接合方法，以及缝焊、激光焊接等焊接方法等。并且，该接合通过在降压下或者惰性气体气氛下进行，由此可以将封装4A内保持在降压状态或者惰性气体封入状态。
根据该振子1A，得到与所述第1实施方式相同的效果。
<第3实施方式>
图13是示出本发明的振子的第3实施方式中的振动元件的平面图。图14是示出图13所示的振动元件具有的电极的平面图。图15是示出图13所示的振动元件具有的电极的平面图(透视图)。图16是用于说明图13所示的振动元件的动作的图。
另外，以下，为了便于说明，将图13和图14的纸面近前侧也称为“上侧”，将纸面背侧也称为“下侧”。并且，在图13、图14和图6中，为了便于说明，分别省略电极的图示。
以下，针对第3实施方式，以与所述的第1、第2实施方式的不同点为中心进行说明，针对相同的事项，省略其说明。
《振动元件的基本构造》
振子具有：图13所示的振动元件1B、和收纳有振动元件1B的封装(未图示)。
如图13所示，振动元件1B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、和形成在振动基板2B的表面的电极。
－振动基板－
作为振动基板2B的构成材料，列举有例如石英、钽酸锂，铌酸锂等的压电材料。其中，作为振动基板2B的构成材料，优选使用石英。通过使用石英，得到具有与其他材料相比优异的频率温度特性的振动元件1B。另外，以下，对振动基板2B由石英构成的情况进行说明。
如图13所示，振动基板2B呈板状，并在由作为石英基板的晶轴的Y轴(机械轴。第2轴)和X轴(电气轴。第1轴)规定的XY平面具有宽度，在Z轴(光轴)方向上具有厚度。即，振动基板2B由Z切石英板构成。另外，Z轴与振动基板2B的厚度方向一致是优选的，然而从减小常温附近的频率温度变化的观点看，也可以使Z轴相对于厚度方向稍微倾斜(例如不到15°左右)。
这样的振动基板2B具有：振动部20B、经由振动部20B在Y轴方向上对置配置的第1、第2支撑部251B、252B、使第1支撑部251B和振动部20B连结的第1、第3梁(吊臂)261B、263B、以及使第2支撑部252B和振动部20B连结的第2、第4梁(吊臂)262B、264B。
并且，振动部20B具有：基部21B，其位于中心部；第1检测臂(振动臂)221B、第2检测臂(振动臂)222B，其从基部21B向Y轴方向两侧延伸；第1、第2连结臂(支撑臂)231B、232B，其从基部21B向X轴方向两侧延伸；第1驱动臂(振动臂)241B、第2驱动臂(振动臂)242B，其从第1连结臂231B的前端部向Y轴方向两侧延伸；以及第3驱动臂(振动臂)243B、第4驱动臂(振动臂)244B，其从第2连结臂232B的前端部向Y轴方向两侧延伸，基部21B通过梁261B、262B、263B、264B被支撑在第1、第2支撑部251B、252B。另外，由基部21B以及第1、第2连结臂(支撑臂)231B、232B构成基部。该结构的振动基板2B是所谓的“WT型”的振动基板。
第1检测臂221B从基部21B在+Y轴方向上延伸，在其前端部设置有宽度宽的锤头2211B。另一方面，第2检测臂222B从基部21B在－Y轴方向上延伸，在其前端部设置有宽度宽的锤头2221B。该第1、第2检测臂221B、222B关于通过振动元件1B的重心G的XZ平面面对称地配置。
通过在第1、第2检测臂221B、222B设置锤头2211B、2221B，可以使得角速度的检测灵敏度提高，并且缩短第1、第2检测臂221B、222B的长度。另外，锤头2211B、2221B也可以根据需要设置，也可以省略。并且，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在+X轴方向上延伸。另一方面，第2连结臂232B从基部21B在－X轴方向上延伸。该第1、第2连结臂231B、232B关于通过重心G的YZ平面面对称地配置。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的前端部在+Y轴方向上延伸，在其前端部设置有宽度宽的锤头2411B。并且，第2驱动臂242B从第1连结臂231B的前端部在－Y轴方向上延伸，在其前端部设置有宽度宽的锤头2421B。并且，第3驱动臂243B从第2连结臂232B的前端部在+Y轴方向上延伸，在其前端部设置有宽度宽的锤头2431B。并且，第4驱动臂244B从第2连结臂232B的前端部在－Y轴方向上延伸，在其前端部设置有宽度宽的锤头2441B。这4根驱动臂241B、242B、243B、244B关于重心G点对称地配置。
通过在驱动臂241B、242B、243B、244B设置锤头2411B、2421B、2431B、2441B，使得角速度的检测灵敏度提高，并且可以缩短驱动臂241B、242B、243B、244B的长度。另外，锤头2411B、2421B、2431B、2441B也可以根据需要设置，也可以省略。并且，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支撑部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支撑部252B相对于基部21B位于－Y轴方向侧，在X轴方向上延伸配置。这些第1、第2支撑部251B、252B关于通过重心G的XZ平面面对称地配置。
第1梁261B通过第1检测臂221B与第1驱动臂241B之间使基部21B与第1支撑部251B连结。并且，第2梁262B通过第2检测臂222B与第2驱动臂242B之间使基部21B与第2支撑部252B连结。并且，第3梁263B通过第1检测臂221B与第3驱动臂243B之间使基部21B与第1支撑部251B连结。并且，第4梁264B通过第2检测臂222B与第4驱动臂244B之间使基部21B与第2支撑部252B连结。这些梁261B、262B、263B、264B关于重心G点对称地配置。
如图13所示，第1梁261B具有：蛇形部261a，其与第1支撑部251B连结；和倾斜部261b，其使蛇形部261a和基部21B连结。第2梁262B具有：蛇形部262a，其与第2支撑部252B连结；和倾斜部262b，其使蛇形部262a和基部21B连结。第3梁263B具有：蛇形部263a，其与第1支撑部251B连结；和倾斜部263b，其使蛇形部263a和基部21B连结。第4梁264B具有：蛇形部264a，其与第2支撑部252B连结；和倾斜部264b，其使蛇形部264a和基部21B连结。
－电极－
在振动基板2B的正面形成有电极。
如图14和图15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、以及驱动接地端子342B。另外，在图14和图15中，为了便于说明，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分别由不同的阴影线图示。并且，形成在振动基板2B的侧面的电极、布线、端子由粗线图示。
检测信号电极311B形成在第1、第2检测臂221B、222B的上表面和下表面(除了锤头2211B、2221B以外的部分)。这样的检测信号电极311B是用于在第1、第2检测臂221B、222B的检测振动被激励时检测由该振动产生的电荷的电极。
检测信号端子312B形成在第1、第2支撑部251B、252B的右侧端部。形成在第1支撑部251B的检测信号端子312B经由形成在第1梁261B的检测信号布线，与形成在第1检测臂221B的检测信号电极311B电连接。另一方面，形成在第2支撑部252B的检测信号端子312B经由形成在第2梁262B的检测信号布线，与形成在第2检测臂222B的检测信号电极311B电连接。
并且，检测接地电极321B形成在第1、第2检测臂221B、222B的两侧面。形成在第1检测臂221B的两侧面的检测接地电极321B经由锤头2211B电连接，形成在第2检测臂222B的两侧面的检测接地电极321B经由锤头2221B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接地的电位。
检测接地端子322B形成在第1、第2支撑部251B、252B的中央部。形成在第1支撑部251B的检测接地端子322B经由形成在第1梁261B的检测接地布线，与形成在第1检测臂221B的检测接地电极321B电连接。另一方面，形成在第2支撑部252B的检测接地端子322B经由形成在第2梁262B的检测接地布线，与形成在第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，使得在第1检测臂221B产生的检测振动表现为形成在第1检测臂221B处的检测信号电极311B与检测接地电极321B之间的电荷，可以从形成在第1支撑部251B处的检测信号端子312B和检测接地端子322B作为信号取出。并且，在第2检测臂222B产生的检测振动表现为形成在第2检测臂222B处的检测信号电极311B与检测接地电极321B之间的电荷，可以从形成在第2支撑部252B处的检测信号端子312B和检测接地端子322B作为信号取出。
驱动信号电极331B形成在第1、第2驱动臂241B、242B的上表面和下表面(除了锤头2411B、2421B以外的部分)。而且，驱动信号电极331B形成在第3、第4驱动臂243B、244B的两侧面。形成在第3驱动臂243B的两侧面的驱动信号电极331B经由锤头2431B电连接，形成在第4驱动臂244B的两侧面的驱动信号电极331B经由锤头2441B电连接。这样的驱动信号电极331B是用于激励第1、第2、第3、第4驱动臂241B、242B、243B、244B的驱动振动的电极。
并且，驱动信号端子332B形成在第2支撑部252B的左端部。驱动信号端子332B经由形成在第4梁264B处的驱动信号布线，与形成在第1、第2、第3、第4驱动臂241B、242B、243B、244B处的驱动信号电极331B电连接。
驱动接地电极341B形成在第3、第4驱动臂243B、244B的上表面和下表面(除了锤头2431B、2441B以外的部分)。而且，驱动接地电极341B形成在第1、第2驱动臂241B、242B的两侧面。形成在第1驱动臂241B的两侧面的驱动接地电极341B经由锤头2411B电连接，形成在第2驱动臂242B的两侧面的驱动接地电极341B经由锤头2421B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为接地的电位。
并且，驱动接地端子342B形成在第1支撑部251B的左端部。驱动接地端子342B经由形成在第3梁263B处的驱动接地布线，与形成在第1、第2、第3、第4驱动臂241B、242B、243B、244B处的驱动接地电极341B电连接。
这样通过配置驱动信号电极331B、驱动信号端子332B、驱动接地电极341B、驱动接地端子342B，对驱动信号端子332B与驱动接地端子342B之间施加驱动信号，从而可以在形成于第1、第2、第3、第4驱动臂241B、242B、243B、244B处的驱动信号电极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。
作为以上的电极的构成，只要具有导电性，则没有特别限定，可以使用例如在Cr(铬)、W(钨)等的金属化层(基底层)上层叠了Ni(镍)、Au(金)、Ag(银)、Cu(铜)等的各覆膜而成的金属覆膜构成。
《振动元件的驱动》
下面，对振动元件1B的驱动进行说明。
在角速度未被施加给振动元件1B的状态下，当通过在驱动信号端子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16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，由于第1、第2驱动臂241B、242B与第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，因而基部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，当绕Z轴的角速度ω施加给振动元件1B时，激励出图16的(b)所示那样的检测振动。具体地，箭头B方向的科里奥利力作用于驱动臂241B、242B、243B、244B和第1、第2连结臂231B、232B，激励出新的振动。该箭头B方向的振动是相对于重心G的周向的振动。并且同时，在第1、第2检测臂221B、222B上，呼应于箭头B的振动，激励出箭头C方向的检测振动。然后，从检测信号电极311B和检测接地电极321B取出通过该振动而在第1、第2检测臂221B、222B产生的电荷作为信号，根据该信号求出角速度。
在以上说明的振动基板2B中，第1检测臂(振动臂)221B、第2检测臂(振动臂)222B、第1驱动臂(振动臂)241B、第2驱动臂(驱动臂)242B、第3驱动臂(振动臂)243B、第4驱动臂(驱动臂)244B分别构成为在它们具备的两侧面具有凹部。由此，能够增加(增大)两侧面的表面积。因此，实现了进行面内振动的检测臂221B、222B和驱动臂241B、242B、243B、244B的电场效率的提高。并且，在检测臂221B、222B和驱动臂241B、242B、243B、244B中，可以减小热弹性损失，能够确保良好的Q值。据此，即使将振动元件1B做成小型的振动元件，也可以得到充分的电场效率，确保良好的元件特性，得到与所述第1、第2实施方式相同的效果。
2.电子设备
下面，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17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和具有显示部100的显示单元1106构成，显示单元1106经由铰链构造部以能够转动的方式被支撑在主体部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，也可以内置有第2、第3实施方式的振动元件2A、2B。
图18是示出应用了本发明的电子设备的便携电话机(也包括PHS)的结构的立体图。在该图中，便携电话机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。在这样的便携电话机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，也可以内置有第2、第3实施方式的振动元件。
图19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则通过CCD(Charge CoupledDevice：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中的壳体(机身)1302的背面设置有显示部，构成为根据CCD的摄像信号进行显示，显示部作为将被摄体显示为电子图像的取景器发挥功能。并且，在壳体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。
当摄影者确认在显示部显示的被摄体像，并按下快门按钮1306时，将在该时刻的CCD的摄像信号传输到存储器1308进行存储。并且，在该数字静态照相机1300中，在壳体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。然后，如图所示，分别根据需要，使电视监视器1430连接到视频信号输出端子1312，使个人计算机1440连接到数据通信用的输入输出端子1314。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，也可以内置有第2、第3实施方式的振动元件。
另外，具有本发明的振动元件的电子设备除了图17的个人计算机(移动型个人计算机)、图18的便携电话机、图19的数字静态照相机以外，例如还可以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、电视机、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、电子双筒望远镜、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
下面，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20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、车载导航系统、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：Tire Pressure MonitoringSystem)、发动机控制器、混合动力汽车及电动汽车的电池监视器、车身姿势控制系统等的电子控制单元(ECU：electronic control unit)。另外，也可以内置有第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、振子、电子设备以及移动体作了说明，然而本发明不限定于此，各个部分的结构可以置换为具有相同功能的任意结构。并且，本发明也可以附加其他任意的结构物。
并且，本发明也可以将上述各实施方式中的任意2个以上的结构(特征)组合而成。
Claims (17)
1.一种振动元件，其特征在于，
该振动元件具有振动臂，所述振动臂具有互为正背关系的一对主面、以及连接所述一对主面并且互为正背关系的一对侧面，
所述一对主面沿着所述振动臂的长度方向和与所述长度方向垂直的宽度方向，
所述一对侧面沿着所述长度方向和与所述长度方向以及所述宽度方向垂直的厚度方向，
所述振动臂在与所述一对侧面交叉的方向上进行弯曲振动，
在所述一对侧面分别通过干蚀刻形成有曲面状的凹部，
所述凹部沿着所述振动臂的所述长度方向延伸。
2.根据权利要求1所述的振动元件，其中，所述凹部彼此关于与所述弯曲振动的振动方向垂直的面具有对称性。
3.根据权利要求1或2所述的振动元件，其中，所述凹部包含曲面。
4.根据权利要求3所述的振动元件，其中，所述凹部设置有具有相互不同的曲率的多个面。
5.根据权利要求1或2所述的振动元件，其中，所述振动臂的材料包含石英。
6.根据权利要求3所述的振动元件，其中，所述振动臂的材料包含石英。
7.根据权利要求4所述的振动元件，其中，所述振动臂的材料包含石英。
8.根据权利要求1或2所述的振动元件，其中，所述振动元件呈音叉型。
9.根据权利要求3所述的振动元件，其中，所述振动元件呈音叉型。
10.根据权利要求4所述的振动元件，其中，所述振动元件呈音叉型。
11.一种振动元件的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：
在基材上形成掩模的工序；和
通过对所述基材的从所述掩模露出的区域进行干蚀刻来形成振动臂的工序，其中，所述振动臂具有互为正背关系的一对主面、以及连接所述一对主面并且互为正背关系的一对侧面，所述一对主面沿着所述振动臂的长度方向和与所述长度方向垂直的宽度方向，所述一对侧面沿着所述长度方向和与所述长度方向以及所述宽度方向垂直的厚度方向，所述振动臂在与所述一对侧面交叉的方向上进行弯曲振动，
在形成所述振动臂的工序中，在所述振动臂的所述一对侧面形成曲面状的凹部，
其中，所述凹部沿着所述振动臂的所述长度方向延伸。
12.根据权利要求11所述的振动元件的制造方法，其中，所述干蚀刻是使用了CF系的反应性气体的等离子体蚀刻。
13.根据权利要求12所述的振动元件的制造方法，其中，在所述等离子体蚀刻中，从使用各向异性等离子体成分的蚀刻条件开始，增加各向同性等离子体成分。
14.根据权利要求13所述的振动元件的制造方法，其中，所述等离子体蚀刻条件的变更是通过变更室内的压力、所述基材的加热温度、气体种类和偏置功率中的至少任一条件来进行的。
15.一种振子，其特征在于，所述振子具有：
权利要求1或2所述的振动元件；和
封装，其收纳所述振动元件。
16.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备具有权利要求1或2所述的振动元件。
17.一种移动体，其特征在于，所述移动体具有权利要求1或2所述的振动元件。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014151841A JP6432190B2 (ja) | 2014-07-25 | 2014-07-25 | 振動素子、振動素子の製造方法、振動子、電子機器および移動体 |
| JP2014-151841 | 2014-07-25 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105281705A CN105281705A (zh) | 2016-01-27 |
| CN105281705B true CN105281705B (zh) | 2020-08-21 |
Family
ID=55150153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510435114.3A Expired - Fee Related CN105281705B (zh) | 2014-07-25 | 2015-07-22 | 振动元件及其制造方法、振子、电子设备和移动体 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10418967B2 (zh) |
| JP (1) | JP6432190B2 (zh) |
| CN (1) | CN105281705B (zh) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6519995B2 (ja) * | 2014-06-30 | 2019-05-29 | セイコーエプソン株式会社 | 振動素子、振動素子の製造方法、振動子、ジャイロセンサー、電子機器および移動体 |
| JP2016085190A (ja) * | 2014-10-29 | 2016-05-19 | セイコーエプソン株式会社 | 振動素子、振動素子の製造方法、電子デバイス、電子機器、および移動体 |
| JP5982054B1 (ja) * | 2015-12-16 | 2016-08-31 | エスアイアイ・クリスタルテクノロジー株式会社 | 圧電振動子 |
| JP6716283B2 (ja) * | 2016-02-23 | 2020-07-01 | エスアイアイ・クリスタルテクノロジー株式会社 | 圧電振動片、及び圧電振動子 |
| CN106026927B (zh) * | 2016-07-29 | 2019-08-20 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | 耐功率太赫兹二倍频非平衡式电路 |
| US11263988B2 (en) * | 2017-10-03 | 2022-03-01 | Lg Display Co., Ltd. | Gate driving circuit and display device using the same |
| WO2020175345A1 (ja) * | 2019-02-27 | 2020-09-03 | 株式会社村田製作所 | コネクタ、コネクタセット |
| WO2020258176A1 (zh) * | 2019-06-27 | 2020-12-30 | 瑞声声学科技(深圳)有限公司 | 一种差分谐振器及mems传感器 |
| CN111351478B (zh) * | 2020-04-16 | 2023-07-21 | 北京晨晶电子有限公司 | 一种振动陀螺元件、陀螺传感器及电子设备 |
| JP2022079131A (ja) * | 2020-11-16 | 2022-05-26 | セイコーエプソン株式会社 | 振動デバイス及び振動デバイスの製造方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1881792A (zh) * | 2005-06-09 | 2006-12-20 | Eta瑞士钟表制造股份有限公司 | 小型压电谐振器 |
| CN101425789A (zh) * | 2007-11-02 | 2009-05-06 | 爱普生拓优科梦株式会社 | 压电振动片、压电振子以及加速度传感器 |
| US7939995B2 (en) * | 2007-12-13 | 2011-05-10 | ETA SA Manufacture Horlogére Suisse | Piezoelectric resonator in a small-sized package |
| CN102195606A (zh) * | 2010-03-17 | 2011-09-21 | 精工爱普生株式会社 | 振动片、振子、振荡器以及电子设备 |
| CN103580640A (zh) * | 2012-07-19 | 2014-02-12 | 精工爱普生株式会社 | 振动片、振子、振荡器以及电子设备 |
| CN103684338A (zh) * | 2012-09-13 | 2014-03-26 | 精工爱普生株式会社 | 振动片、振子、振荡器、电子设备以及移动体 |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49109527U (zh) * | 1973-01-12 | 1974-09-19 | ||
| JPS6271317A (ja) | 1985-09-24 | 1987-04-02 | Nec Kansai Ltd | 弾性表面波装置の製造方法 |
| JPH04364726A (ja) | 1991-06-11 | 1992-12-17 | Mitsubishi Electric Corp | パターン形成方法 |
| JP2000031123A (ja) * | 1998-07-13 | 2000-01-28 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JP4492048B2 (ja) * | 2003-06-23 | 2010-06-30 | セイコーエプソン株式会社 | 振動片の製造方法、振動子、ジャイロセンサおよび電子機器 |
| JP4161857B2 (ja) | 2003-09-10 | 2008-10-08 | 株式会社デンソー | 半導体装置の製造方法 |
| DE102004043233B4 (de) | 2003-09-10 | 2014-02-13 | Denso Corporation | Verfahren zum Herstellen eines beweglichen Abschnitts einer Halbleitervorrichtung |
| DE102004043356A1 (de) | 2004-09-08 | 2006-03-09 | Robert Bosch Gmbh | Sensorelement mit getrenchter Kaverne |
| JP2006308543A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-11-09 | Fujitsu Media Device Kk | 角速度センサ |
| JP2007013383A (ja) | 2005-06-29 | 2007-01-18 | Seiko Epson Corp | 圧電振動片の製造方法、圧電振動片 |
| US20080211350A1 (en) * | 2006-08-18 | 2008-09-04 | Epson Toyocom Corporation | Piezoelectric resonator element and piezoelectric device |
| JP2008131527A (ja) * | 2006-11-24 | 2008-06-05 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 音叉型圧電振動片および圧電デバイス |
| US7545238B2 (en) * | 2006-12-20 | 2009-06-09 | Sitime Inc. | Serrated MEMS resonators |
| US7545237B2 (en) * | 2006-12-20 | 2009-06-09 | Sitime Inc. | Serrated MEMS resonators |
| TWI398097B (zh) * | 2009-11-18 | 2013-06-01 | Wafer Mems Co Ltd | 音叉型石英晶體諧振器 |
| US8283988B2 (en) * | 2010-02-25 | 2012-10-09 | Seiko Epson Corporation | Resonator element, resonator, oscillator, and electronic device |
| JP5617392B2 (ja) * | 2010-07-09 | 2014-11-05 | セイコーエプソン株式会社 | 振動片、振動子及び発振器 |
| JP2012029023A (ja) * | 2010-07-23 | 2012-02-09 | Seiko Epson Corp | 屈曲振動片、振動ジャイロ素子、および電子機器 |
-
2014
- 2014-07-25 JP JP2014151841A patent/JP6432190B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2015
- 2015-07-22 CN CN201510435114.3A patent/CN105281705B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2015-07-23 US US14/807,107 patent/US10418967B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1881792A (zh) * | 2005-06-09 | 2006-12-20 | Eta瑞士钟表制造股份有限公司 | 小型压电谐振器 |
| CN101425789A (zh) * | 2007-11-02 | 2009-05-06 | 爱普生拓优科梦株式会社 | 压电振动片、压电振子以及加速度传感器 |
| US7939995B2 (en) * | 2007-12-13 | 2011-05-10 | ETA SA Manufacture Horlogére Suisse | Piezoelectric resonator in a small-sized package |
| CN102195606A (zh) * | 2010-03-17 | 2011-09-21 | 精工爱普生株式会社 | 振动片、振子、振荡器以及电子设备 |
| CN103580640A (zh) * | 2012-07-19 | 2014-02-12 | 精工爱普生株式会社 | 振动片、振子、振荡器以及电子设备 |
| CN103684338A (zh) * | 2012-09-13 | 2014-03-26 | 精工爱普生株式会社 | 振动片、振子、振荡器、电子设备以及移动体 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Humidity measurement using resonating CMOS microcantilever structures;Derek Strembicke,et al;《Engineering Solutions for the Next Millennium. 1999 IEEE Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering》;20020806;1658-1661 * |
| 交叉指型电极压电振子的谐振特性研究;刘永刚等;《压电与声光》;20080630;第369-375页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20160028370A1 (en) | 2016-01-28 |
| JP6432190B2 (ja) | 2018-12-05 |
| US10418967B2 (en) | 2019-09-17 |
| JP2016029773A (ja) | 2016-03-03 |
| CN105281705A (zh) | 2016-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105281705B (zh) | 振动元件及其制造方法、振子、电子设备和移动体 | |
| CN110071701B (zh) | 振动元件及其制造方法、物理量传感器、惯性计测装置 | |
| US9425768B2 (en) | Resonator element, resonator device, electronic apparatus, moving object, and method of manufacturing resonator element | |
| JP6435596B2 (ja) | 振動素子、振動デバイス、電子機器、および移動体 | |
| US10079590B2 (en) | Vibrator element, electronic device, electronic apparatus, moving object, and method of manufacturing vibrator element | |
| JP6488709B2 (ja) | 振動素子の製造方法、振動素子、電子デバイス、電子機器、および移動体 | |
| TW201526542A (zh) | 振動元件、振動子、振盪器、電子機器及移動體 | |
| JP6519995B2 (ja) | 振動素子、振動素子の製造方法、振動子、ジャイロセンサー、電子機器および移動体 | |
| JP6528878B2 (ja) | 電子デバイス、電子機器および移動体 | |
| JP6551649B2 (ja) | 振動片の製造方法、振動片、振動子、発振器、リアルタイムクロック、電子機器、および移動体 | |
| CN104935289A (zh) | 振动元件、陀螺仪传感器元件、电子器件、电子设备和移动体 | |
| JP7332007B2 (ja) | 振動素子、物理量センサー、慣性計測装置、電子機器および移動体 | |
| JP6750711B2 (ja) | 振動片、振動子、発振器、リアルタイムクロック、電子機器、および移動体 | |
| JP6439300B2 (ja) | エッチング方法 | |
| JP2017129424A (ja) | 振動素子、振動素子の製造方法、電子機器および移動体 | |
| JP2016178590A (ja) | 振動片、振動片の製造方法、振動子、発振器、電子機器、および移動体 | |
| JP2016092466A (ja) | 振動素子、振動素子の製造方法、電子デバイス、電子機器、および移動体 | |
| JP2017085264A (ja) | 振動片、振動子、発振器、電子機器、および移動体 | |
| JP2016085191A (ja) | 振動素子、振動素子の製造方法、電子デバイス、電子機器、および移動体 | |
| JP2016015563A (ja) | 振動素子、電子デバイス、電子機器および移動体 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200821 Termination date: 20210722 |