CN111239439B - 振动式传感器装置 - Google Patents

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Abstract

振动式传感器装置具备基座和检测基板。所述检测基板具有：可动部，在第1方向上移动；支承机构，由一个或多个支承部构成，一个或多个该支承部在沿着与所述第1方向相交的相交面的方向上延伸；中间固定部，经由所述支承机构与所述可动部连接；连接部，在作为沿着所述相交面的一方向的第2方向上，将固定于所述基座的安装部和所述中间固定部连接；及振子，至少一部分安装于一个或多个所述支承部。在所述相交面内与所述第2方向正交的第3方向上的所述连接部的最大尺寸比在所述第3方向上的所述支承机构的最大尺寸小。

Description

振动式传感器装置
技术领域
本发明涉及振动式传感器装置。
本申请针对2018年11月28日申请的日本国专利申请第2018-222340号主张优先权，将其内容援引于此。
背景技术
例如在日本特开2016-48225号公报中所示，振动式传感器装置是如下的装置，即，具备：配重，具有预先规定的重量；弹簧部，支承配重；及振子，安装于弹簧部，该振动式传感器装置例如通过对由与加速度成比例地产生的弹簧部的应变引起的振子的共振频率的变化进行检测，来测定加速度。在日本特开2016-48225号公报中公开的振动式传感器装置具有阻尼部件，该阻尼部件用于在该阻尼部件与配重之间形成被调整为规定压的间隙。通过将设置于配重或弹簧部的周围的固定部固定于阻尼部件，由此形成有配重和弹簧部的检测基板与阻尼部件连接。在日本特开2016-48225号公报中公开的振动式传感器装置中，将除了配重和弹簧部以外的区域的整体都设为固定部，固定部的整个区域被固定于阻尼部件。
但是，在形成有配重和弹簧部的检测基板被固定于阻尼部件等基座的振动式传感器装置中，由于检测基板与基座的线性膨胀系数的不同，因温度变化而在检测基板与基座的接合部产生热应力。另外，也存咋因为某种原因而对基座施加外力的结果导致产生应力的情况。由这样的热应力、外力产生的应力等引起的应变传递至弹簧部等安装有振子的支承部，成为计测误差的主要原因。
发明内容
第1发明为一种振动式传感器装置，具备基座和至少一部分被固定支承于上述基座的检测基板，上述检测基板具有：可动部，在第1方向上移动，并且在上述第1方向上与上述基座分离配置；支承机构，由一个或多个支承部构成，上述一个或多个支承部在沿着与上述第1方向相交的相交面的方向延伸，并且在上述第1方向上与上述基座分离配置；中间固定部，经由上述支承机构与上述可动部连接，并且在上述第1方向上与上述基座分离配置；连接部，在作为沿着上述相交面的一方向的第2方向上，将固定于上述基座的安装部和上述中间固定部连接，并且在上述第1方向上，与上述基座分离配置；及振子，至少一部分安装于上述一个或多个支承部，在上述相交面内与上述第2方向正交的第3方向上的上述连接部的最大尺寸比在上述第3方向上的上述支承机构的最大尺寸小。
第2发明是如下的振动式传感器装置，在上述第1发明中，上述连接部的在上述第1方向上的厚度尺寸比上述一个或多个支承部的在上述第1方向上的厚度尺寸大。
第3发明是如下的振动式传感器装置，在上述第1发明或第2发明中，上述中间固定部的在上述第1方向上的厚度尺寸比上述一个或多个支承部的在上述第1方向上的厚度尺寸大。
第4发明是如下的振动式传感器装置，在上述第1发明至第3发明中的任一发明中，上述振子在与上述第1方向和上述第2方向相交的第3方向上振动。
第5发明是如下的振动式传感器装置，在上述第1发明至第4发明中的任一发明中，上述可动部、上述支承机构、上述中间固定部、上述连接部及上述振子是使用硅材料一体形成的。
第6发明是如下的振动式传感器装置，在上述第5发明中，上述振子是形成为在上述一个或多个支承部延伸的方向上延伸的梁状部件，上述振子以两端被固定的状态，至少一部分配置于在上述一个或多个支承部的内部所形成的空间。
第7发明是如下的振动式传感器装置，在上述第1发明至第6发明中的任一发明中，上述检测基板具备用于检测温度的温度检测用振子。
第8发明是如下的振动式传感器装置，在上述第7发明中，上述温度检测用振子安装于上述可动部、上述中间固定部及上述连接部中的任一个。
第9发明是如下的振动式传感器装置，在上述第1发明至第8发明中的任一发明中，上述基座隔着预先规定的间隙与上述可动部、上述中间固定部及上述连接部接近配置的阻尼部件。
第10发明是如下的振动式传感器装置，在上述第1发明至第9发明中的任一发明中，上述检测基板具有用于实现与外部的导通的焊垫，上述基座具有封装，上述封装具有与上述焊垫电连接的电极。
第11发明是如下的振动式传感器装置，在上述第9发明中，上述检测基板具有用于实现与外部的导通的焊垫，上述基座具有封装，上述封装具有与上述焊垫电连接的电极，上述阻尼部件具有突出部，上述突出部比上述阻尼部件的其他部位更向与上述检测基板相反的一侧突出并且固定于上述封装。
第12发明是如下的振动式传感器装置，在上述第11发明中，在上述阻尼部件上形成有环状槽部，以使该环状槽部包围上述突出部。
第13发明是如下的振动式传感器装置，在上述第1发明至第12发明中的任一发明中，上述振子被真空密封。
第14发明是如下的振动式传感器装置，在上述第12发明中，上述振子被真空密封，上述振子的密封压与上述间隙内的压力不同。
第15发明是如下的振动式传感器装置，在上述第1发明至第14发明中的任一发明中，在与上述第2方向相交的方向上排列的多个上述振子的一部分安装于至少一个上述支承部。
第16发明是如下的振动式传感器装置，在上述第1发明至第15发明中的任一发明中，上述中间固定部形成为在上述相交面内包围上述可动部的周围。
第17发明是如下的振动式传感器装置，在上述第1发明至第16发明中的任一发明中，上述安装部形成为在上述相交面内包围上述中间固定部的周围，具备密封部，上述密封部与上述安装部接合，将上述可动部、上述支承机构、上述中间固定部、上述连接部及上述振子密封。
第18发明是如下的振动式传感器装置，在上述第1发明至第15发明中的任一发明中，上述可动部形成为在上述相交面内包围上述中间固定部的周围。
第19发明是如下的振动式传感器装置，在上述第1发明至第18发明中的任一发明中，安装有上述振子的上述一个或多个支承部的两端分别贴合于上述可动部及上述中间固定部。
第20发明是如下的振动式传感器装置，在上述第1发明至第19发明中的任一发明中，在上述振子中，扩散有原子半径比硅材料的原子半径小的杂质，上述振子在上述第2方向上被施加拉伸应力。
本发明的更多的特征及方式通过参照附图，并根据以下叙述的实施方式的详细说明而得以明确。
附图说明
图1A是示出本发明的第1实施方式的振动式传感器装置的图。
图1B是示出本发明的第1实施方式的振动式传感器装置的图。
图2是沿着图1中的B-B线的箭头方向观察的剖视图。
图3设置沿着图2中的D-D线的箭头方向观察的剖视图。
图4是沿着图3中的E-E线的箭头方向观察的剖视图。
图5是沿着图1中的C-C线的箭头方向观察的剖视图。
图6是沿着图5中的F-F线的箭头方向观察的剖视图。
图7是沿着图6中的G-G线的箭头方向观察的剖视图。
图8A是示出本发明的第2实施方式的振动式传感器装置的图。
图8B是示出本发明的第2实施方式的振动式传感器装置的图。
图9是示出本发明的第2实施方式的振动式传感器装置的变形例的俯视图。
图10A是示出本发明的第3实施方式的振动式传感器装置的图。
图10B是示出本发明的第3实施方式的振动式传感器装置的图。
图11A是示出本发明的第3实施方式的振动式传感器装置的变形例的图。
图11B是示出本发明的第3实施方式的振动式传感器装置的变形例的图。
图12A是示出本发明的第4实施方式的振动式传感器装置的图。
图12B是示出本发明的第4实施方式的振动式传感器装置的图。
图13A是示出本发明的第5实施方式的振动式传感器装置的图。
图13B是示出本发明的第5实施方式的振动式传感器装置的图。
图14A是示出本发明的第6实施方式的振动式传感器装置的图。
图14B是示出本发明的第6实施方式的振动式传感器装置的图。
图15A是示出本发明的第7实施方式的振动式传感器装置的图。
图15B是示出本发明的第7实施方式的振动式传感器装置的图。
具体实施方式
参照优选的实施方式说明本发明的实施方式。本领域技术人员能够使用本发明的启示作成本发明的实施方式的更多的代替手段，本发明不限于在此说明的优选的本发明的实施方式。
本发明的一个方式提供抑制由热应力、外力产生的应力等引起的应变传递至支承部，能够最大限度地发挥本来具有的高精度性能的振动式传感器装置。
下面，参照附图，说明本发明的振动式传感器装置的一个实施方式。下面，首先说明本发明的实施方式的概要，接着说明本发明的各实施方式的详细情况。另外，本发明的实施方式的振动式传感器装置能够测定跃度、加速度、速度、位移等，但是下面为了容易理解，作为测定加速度的振动式传感器装置进行说明。另外，下面，一边按照需要参照在图中设定的XYZ直角坐标系(原点的位置适当变更)一边说明各部件的位置关系。
(概要)
在本发明的实施方式中，连接部、中间固定部、支承机构及可动部以与基座分离的状态配置，这些部位中仅连接部与固定于基座的安装部直接连接。因此，由热应力、外力产生的应力等引起的应变仅通过连接部输入支承机构。而且，连接部的在与安装部的连接方向(第2方向)正交的第3方向上的最大尺寸比支承机构的在相同方向上的最大尺寸小，所以与利用支承机构将安装部和可动部直接连接的情况相比较，能够减小应变的传递路径的宽度。因此，能够抑制由热应力、外力产生的应力等引起的应变传递至安装有振子的支承部。
此外，例如在利用支承部将安装部和可动部直接连接的情况下，支承部的宽度尺寸(第3方向上的尺寸)越小，越能够抑制由热应力、外力产生的应力等引起的应变传递至支承部。但是，支承部的宽度尺寸越小，支承部的刚性越低，不能抑制可动部的灵敏度轴方向以外的移动，可动部会在与灵敏度轴方向相交的相交面内进行摇头运动。这样的相交面内的可动部的摇头运动成为计测误差的主要原因。相对于此，根据本发明的实施方式，连接部的在与安装部的连接方向(第2方向)正交的第3方向上的最大尺寸比支承机构的在相同方向上的最大尺寸小，即支承机构的在第3方向上的最大尺寸比连接部的在相同方向上的最大尺寸大。因此，与支承机构的在第3方向上的最大尺寸为连接部的在相同方向上的最大尺寸以下的情况相比较，能够抑制可动部的在第3方向及第2方向上的移动，即能够抑制可动部的相交面内的移动。也就是说，根据本发明的实施方式，能够仅在第1方向上允许可动部的移动，抑制可动部的在与第1方向相交的相交面内的摇头运动。因此，根据本发明的实施方式，使可动部仅能够在成为对于加速度等的灵敏度轴的第1方向上移动，能够防止因可动部的摇头运动引起的计测误差，能够使振子的计测性能最大限度地发挥。
由此，根据本发明的实施方式，在振动式传感器装置中，能够抑制由热应力、外力产生的应力等引起的应变传递至支承部，使本来具有的高精度性能最大限度地发挥。
(第1实施方式)
〈振动式传感器装置〉
图1A及图1B是示出本发明的第1实施方式的振动式传感器装置的图。图1A是俯视图，图1B是沿着图1A中的A-A线的箭头方向观察的剖视图。本实施方式的振动式传感器装置1是对作用于振动式传感器装置1的加速度进行测定的装置，如这些图所示，振动式传感器装置具备加速度检测基板10(检测基板)、阻尼部件20和封装30。此外，振动式传感器装置1构成为在Z方向上的加速度的测定灵敏度最高。
加速度检测基板10由硅基板构成，该硅基板由硅材料形成，加速度检测基板10形成有配重11(可动部)、支承机构12、中间固定部13、连接部14、安装框15(安装部)、加速度检测用振子R1(振子)、温度检测用振子R2、及铝焊垫PD0～PD2(焊垫)。这样的加速度检测基板10设计为，在构成支承机构12的弹簧部12a产生与作用于振动式传感器装置1的加速度(Z方向的加速度)成比例的应变，加速度检测用振子R1的共振频率因在该弹簧部12a产生的应变而变化。此外，根据加速度检测用振子R1的共振频率的变化求出作用于振动式传感器装置1的加速度。
配重11是通过对由硅材料构成的硅基板进行加工而形成的，具有预先规定的重量。该配重11的一端部(在图1A及图1B所示的例子中，为-X方向的端部)通过弹簧部12a与中间固定部13连接，另一方面，剩余的端部与安装框15隔着间隙G1而分离。由此，配重11能够在振动式传感器装置1的测定灵敏度最高的方向即Z方向(第1方向)上移动。也就是说，配重11的移动方向设定为Z方向。
支承机构12在本实施方式中由一个弹簧部12a(支承部)构成。弹簧部12a与配重11的一端部和中间固定部13的一端部(在图1A及图1B所示的例子中，为+X方向的端部)连接。该弹簧部12a将配重11支承为在Z方向上与阻尼部件20分离的状态，使配重11能够相对于中间固定部13在Z方向上相对移动。另外，弹簧部12a形成为厚度尺寸(Z方向的尺寸)比配重11、中间固定部13、连接部14及安装框15减小，且在X方向(第2方向)上延伸。也就是说，弹簧部12a形成为沿着与Z方向相交的相交面即XY面的方向中的一个方向即X方向延伸。通过配重11相对于中间固定部13在Z方向上相对地位移，由此在弹簧部12a产生应变。此外，弹簧部12a是通过对硅基板进行加工而与配重11、中间固定部13、连接部14及安装框15一体形成的。
中间固定部13与弹簧部12a的一端部和连接部14的一端部(在图1A及图1B所示的例子中，为+X方向的端部)连接，将弹簧部12a支承为在Z方向上与阻尼部件20分离的状态。也就是说，中间固定部13经由支承机构12与配重11连接。另外，中间固定部13被连接部14支承，由此在Z方向上与阻尼部件20分离地配置。该中间固定部13形成为与配重11、连接部14及安装框15相同的厚度尺寸(在Z方向上的尺寸)，该中间固定部13的厚度尺寸比弹簧部12a的厚度尺寸大。此外，中间固定部13是通过对硅基板进行加工而形成的。
另外，中间固定部13的宽度尺寸(在Y方向上的尺寸)与配重11相同，比弹簧部12a的宽度尺寸(在Y方向上的尺寸)大。通过将中间固定部13的宽度尺寸形成为比弹簧部12a的宽度尺寸(在Y方向上的尺寸)大，由此与中间固定部13的宽度尺寸与弹簧部12a的宽度尺寸相同的情况相比较，提高中间固定部13的刚性，能够抑制中间固定部13在XY面内弯曲。因此，能够抑制配重11在XY面内移动。
连接部14与中间固定部13的一端部和安装框15连接，将中间固定部13支承为在Z方向上与阻尼部件20分离的状态。该连接部14将固定于阻尼部件20的安装框15和中间固定部13在X方向上连接。另外，连接部14被安装框15支承，由此在Z方向上与阻尼部件20分离地配置。该连接部14形成为与配重11、中间固定部13及安装框15相同的厚度尺寸(在Z方向上的尺寸)，该连接部14的厚度尺寸比弹簧部12a的厚度尺寸大。因此，与连接部14的厚度尺寸小的情况相比较，连接部14的刚性提高，能够抑制以连接部14为起点的配重11的在XY面内的摇头运动，能够进一步抑制计测误差。此外，连接部14是通过对硅基板进行加工而形成的。
另外，连接部14的在Y方向上的尺寸即宽度尺寸(最大尺寸d1)比弹簧部12a的宽度尺寸小。在本实施方式中，由于支承机构12由一个弹簧部12a构成，所以支承机构12的宽度尺寸(最大尺寸d2)与弹簧部12a的宽度尺寸相等。也就是说，在本实施方式的振动式传感器装置1中，连接部14的最大尺寸d1比支承机构12的最大尺寸d2小。
此外，如在后述的实施方式中说明的那样，也考虑支承机构12由多个弹簧部构成的情况。这种情况下的支承机构12的宽度尺寸在包括构成支承机构12的全部的部位的状态下，为从支承机构12的在+Y方向上的最端部的位置到支承机构12的在-Y方向上的最端部的位置为止的相距距离(最大尺寸)。此时，连接部14的在Y方向上的最大尺寸比支承机构12的在Y方向上的最大尺寸小。后面更详细地说明，但是通过这样使连接部14的在Y方向上的最大尺寸比支承机构12的在Y方向上的最大尺寸小，能够抑制由热应力、外力产生的应力等引起的应变传递至支承机构12(弹簧部12a)。
安装框15是直接或间接地支承配重11、支承机构12(弹簧部12a)、中间固定部13及连接部14的部件，安装框15通过对硅基板进行加工而形成为四边环状，以使在XY面内安装框15包围配重11的周围。如图1B所示，在加速度检测基板10中，安装框15唯一地直接被固定于阻尼部件20。也就是说，加速度检测基板10仅利用安装框15与阻尼部件20抵接，以使在阻尼部件20与除了安装框15以外的部位(配重11、支承机构12、中间固定部13及连接部14)之间形成有间隙G。此外，详细情况后述，在配重11与阻尼部件20之间形成的间隙G起到相对于配重11的阻尼器的作用。
加速度检测用振子R1是为了检测作用于振动式传感器装置1的加速度(Z方向的加速度)而设置的，并设计为通过施加在弹簧部12a产生的应变而使共振频率变化。该加速度检测用振子R1的长度方向沿着X方向，并被配置于施加的应变变为尽可能大的位置。此外，虽然加速度检测用振子R1最好是配置于在弹簧部12a产生了应变的情况下所施加的应变变为最大的位置，但是至少一部分安装于弹簧部12a即可。因此，加速度检测用振子R1也可以一部分安装于配重11或中间固定部13。
该加速度检测用振子R1例如设计为，预先在X方向上被施加拉伸应力，并使该加速度检测用振子R1在Y方向(第3方向)上振动。对加速度检测用振子R1施加X方向的拉伸应力是为了扩大用于使加速度检测用振子R1产生压缩应变的输入加速度(负的输入加速度)的动态范围。也就是说，通过对加速度检测用振子R1施加拉伸应力而使其难以产生纵向弯曲，由此能够扩大负的输入加速度的动态范围。
此外，向加速度检测用振子R1作用的X方向的拉伸应力例如是通过使原子半径比构成加速度检测用振子R1的材料的原子半径更小的杂质扩散到加速度检测用振子R1而施加的。例如，在加速度检测用振子R1由硅形成的情况下，通过扩散硼(B)或磷(P)等杂质而施加。
另外，使加速度检测用振子R1在Y方向上振动是因为，即使加速度检测用振子R1的共振频率与弹簧部12a的共振频率(包括高次模式)一致，也防止加速度的计测精度变差。也就是说，通过将加速度检测用振子R1的振动方向设定为与弹簧部12a的振动方向即Z方向正交的Y方向，由此防止用于使加速度检测用振子R1振动的能量被弹簧部12a吸收，由此防止加速度的计测精度变差。
加速度检测用振子R1是通过对硅基板进行加工而与上述的配重11、弹簧部12a、中间固定部13、连接部14、及安装框15一体形成的。这样，不仅是配重11、弹簧部12a、中间固定部13、连接部14、及安装框15，而且加速度检测用振子R1也是在不使用粘接剂等的情况下一体形成的，由此能够改善温度特性、迟滞现象(Hysteresis)、长期稳定性等。另外，加速度检测用振子R1被真空密封。此外，加速度检测用振子R1的具体的结构在后文叙述。
温度检测用振子R2是为了测定振动式传感器装置1的内部温度(与加速度检测用振子R1的温度大致相等的温度)而设置的，并被安装于安装框15。此外，温度检测用振子R2不限于配置于安装框15，也能够配置于配重11、支承机构12、中间固定部13或连接部14。通过将温度检测用振子R2配置于配重11、中间固定部13或连接部14，由此能够不易受到由热应力、外力产生的应力等引起的应变的影响。而且，在将温度检测用振子R2配置于中间固定部13或连接部14的情况下，还能够不易受到加速度的影响。该温度检测用振子R2的检测结果用于对加速度检测用振子R1的检测结果(共振频率)进行温度校正。此外，温度检测用振子R2的具体结构在后文叙述。
铝焊垫PD1是与加速度检测用振子R1电连接的电极，与加速度检测用振子R1对应地形成于安装框15上。从外部向该铝焊垫PD1供给用于使加速度检测用振子R1振动的激振信号，并且从加速度检测用振子R1输出检测信号(具有与加速度检测用振子R1的共振频率相同的频率的信号)。
铝焊垫PD2是与温度检测用振子R2电连接的电极，与温度检测用振子R2对应地形成于安装框15上。从外部向该铝焊垫PD2供给用于使温度检测用振子R2振动的激振信号，并且从温度检测用振子R2输出检测信号(具有与温度相应的频率的信号)。
铝焊垫PD0是为了防止噪音的影响而设置的电极(屏蔽用铝焊垫)，与如下的部分电连接，该部分是不与加速度检测用振子R1及温度检测用振子R2电连接的部分，例如与接地电位连接。此外，屏蔽件不是必须设置的，在这种情况下也不设置铝焊垫PD0。
阻尼部件20是为了控制配重11的振动特性而设置的部件，并与配重11隔着预先规定的间隙G而接近配置。具体地说，阻尼部件20使用热膨胀系数、弹性常数等与加速度检测基板10接近的材料(例如，硅或玻璃等)形成，在加速度检测基板10的-Z侧与安装框15接合，以使在阻尼部件20与配重11之间形成间隙G。
通过阻尼部件20与配重11隔着间隙G而接近配置，由此间隙G通过挤压膜效应(squeeze-film effect)起到相对于配重11的阻尼器的作用。能够通过调整间隙G的大小及间隙G内的气体的压力，调整该阻尼器的效果。因此，如果调整间隙G的大小及间隙G内的气体的压力，则能够调整配重11的衰减系数，所以能够将配重11的振动特性设为期望的特性。此外，大多数情况下，将配重11的振动特性调整为巴特沃斯(Butterworth)特性(最平坦特性)。另外，间隙G内的气体的压力被设定为与被真空密封的加速度检测用振子R1的密封压不同的压力。
如上所述，阻尼部件20使用热膨胀系数、弹性常数等与加速度检测基板10接近的材料形成，并与加速度检测基板10的安装框15直接接合，所以能够改善温度特性、迟滞现象、长期稳定性等。
封装30是保护加速度检测基板10及阻尼部件20的部件，将加速度检测基板10及阻尼部件20容置于由底部31及周壁32包围而成的容置部33。该封装30的底部31从-Z侧经由粘接层S与阻尼部件20接合。这样的封装30例如由氧化铝等陶瓷、科瓦铁镍钴合金(Kovar)等金属形成。另外，作为粘接层S的形成材料能够使用导电性或绝缘性的粘接剂、低熔点玻璃或焊锡等。
另外，封装30具备经由线W与加速度检测基板10的铝焊垫PD0～PD2电连接的电极D0～D2。这些电极D0～D2设置于周壁32的+Z侧的端面。电极D0与铝焊垫PD0连接，电极D1与铝焊垫PD1连接，电极D2与铝焊垫PD2连接。另外，封装30具备多个用于与这些电极D0～D2导通并且与外部设备连接的未图示的端子部。
该封装30与阻尼部件20一起发挥支承加速度检测基板10的基座的功能。也就是说，在本实施方式中，基座构成为包括阻尼部件20及封装30，加速度检测基板10的一部分固定于基座，由此支承加速度检测基板10。此外，也能够采用不具备阻尼部件20或封装30的结构。例如，在不具备阻尼部件20的情况下，仅封装30发挥基座的功能，在不具备封装30的情况下，仅阻尼部件20发挥基座的功能。
〈加速度检测用振子〉
图2～4是设置于本发明的第1实施方式的振动式传感器装置1的加速度检测用振子的剖视图。具体地说，图2是沿着图1A中的B-B线的箭头方向观察的剖视图，图3是沿着图2中的D-D线的箭头方向观察的剖视图，图4是沿着图3中的E-E线的箭头方向观察的剖视图。
如图2所示，安装有加速度检测用振子R1的部位是在基板41上依次形成有下部绝缘膜42、电极43(输入电极43a及输出电极43b)、上部绝缘膜44及壳体45的构造。此外，安装有加速度检测用振子R1的部位是弹簧部12a与中间固定部13连接的部分的表面侧(+Z侧)的部位。加速度检测用振子R1配置于由基板41、输入电极43a、输出电极43b及壳体45等形成的真空室SP1内。
基板41例如是硅基板。下部绝缘膜42及上部绝缘膜44例如是氧化硅膜，用于将输入电极43a及输出电极43b电绝缘而形成。壳体45例如由多晶硅形成，为了对在内部配置有加速度检测用振子R1的真空室SP1进行密封而设置。
输入电极43a是用于输入使加速度检测用振子R1振动的激振信号的电极，输出电极43b是用于提取具有与加速度检测用振子R1的共振频率相同的频率的信号的电极。这些输入电极43a及输出电极43b配置为在Y方向上隔着加速度检测用振子R1。
如图3所示，加速度检测用振子R1是形成为在X方向上延伸的梁状部件，如图4所示，加速度检测用振子R1的两端e11、e12经由下部绝缘膜42及上部绝缘膜44固定于基板41及壳体45。也就是说，加速度检测用振子R1以被施加拉伸应力且两端e11、e12固定的状态，至少一部分配置于在弹簧部12a的内部形成的真空室SP1内。因此，如果弹簧部12a在Z方向上弯曲，则对加速度检测用振子R1施加应变(拉伸应变、压缩应变)。此外，关于加速度检测用振子R1的共振频率，若施加拉伸应变则变高，若施加压缩应变则变低。
〈温度检测用振子〉
图5～7是在本发明的第1实施方式的振动式传感器装置1上设置的温度检测用振子的剖视图。具体地说，图5是沿着图1A中的C-C线的箭头方向观察的剖视图，图6是沿着图5中的F-F线的箭头方向观察的剖视图，图7是沿着图6中的G-G线的箭头方向观察的剖视图。
如图5所示，安装有温度检测用振子R2的部位是与嵌入有加速度检测用振子R1的部位同样的构造。也就是说，是设置有电极46(输入电极46a及输出电极46b)来代替电极43(输入电极43a及输出电极43b)，并在基板41上依次形成有下部绝缘膜42、电极46(输入电极46a及输出电极46b)、上部绝缘膜44及壳体45的构造。温度检测用振子R2配置于由基板41、输入电极46a、输出电极46b及壳体45等形成的真空室SP2内。
输入电极46a是用于被输入使温度检测用振子R2振动的激振信号的电极，输出电极46b是用于提取与温度检测用振子R2的共振频率相同的频率的信号的电极。这些输入电极46a及输出电极46b与输入电极43a及输出电极43b同样地配置为在Y方向隔着温度检测用振子R2。此外，温度检测用振子R2的配置方向也可以朝向其他方向。
如图6所示，温度检测用振子R2是形成为在X方向上延伸的梁状部件，如图7所示，其一端e21经由下部绝缘膜42及上部绝缘膜44固定于基板41及壳体45。也就是说，温度检测用振子R2以仅一端e21被固定的状态配置于真空室SP2内，以使不受因作用于振动式传感器装置1的加速度、安装而导致产生的应变的影响。此外，在本实施方式中，设为温度检测用振子R2的仅一端e21被固定的悬臂梁的状态，但是也能够将温度检测用振子R2的两端固定。例如，在将温度检测用振子R2安装于中间固定部13或配重11的情况下，能够降低因作用于振动式传感器装置1的加速度、安装产生的应变对温度检测用振子R2的影响。因此，例如在将温度检测用振子R2安装于中间固定部13或配重11的情况下，也可以设为将温度检测用振子R2的两端固定的双支撑梁的状态。
关于这样的温度检测用振子R2，与振动式传感器装置1的内部温度(与加速度检测用振子R1的温度大致相等的温度)相应地，杨氏模量发生变化，共振频率发生变化。因此，能够根据从输出电极46b提取出的信号的频率求出振动式传感器装置1的内部温度。此外，求出的振动式传感器装置1的内部温度用于对加速度检测用振子R1的检测结果(共振频率)进行温度校正。
〈振动式传感器装置的动作〉
接着，简单地说明上述的振动式传感器装置1的动作。若对振动式传感器装置1作用Z方向的加速度，则配重11相对于中间固定部13向+Z方向或-Z方向相对地位移。于是，弹簧部12a产生与配重11和中间固定部13的相对的位移量对应的弯曲，从而产生与作用于振动式传感器装置1的加速度成比例的应变。弹簧部12a产生的应变施加于加速度检测用振子R1，由此加速度检测用振子R1的共振频率变化。
具体地说，若使配重11向-Z方向相对地位移的加速度(正的输入加速度)作用于振动式传感器装置1，则弹簧部12a因配重11的位移而向-Z方向弯曲，弹簧部12a的上表面(+Z侧的面)产生拉伸应变。若这样的应变施加于加速度检测用振子R1，则加速度检测用振子R1的共振频率变高。
相对于此，若使配重11向+Z方向相对地位移的加速度(负的输入加速度)作用于振动式传感器装置1，则弹簧部12a因配重11的位移而向+Z方向弯曲，弹簧部12a的上表面(+Z侧的面)产生压缩应变。若这样的应变施加于加速度检测用振子R1，则加速度检测用振子R1的共振频率变低。通过检测这样的加速度检测用振子R1的共振频率的变化，来测定作用于振动式传感器装置1的加速度。
在以上说明的本实施方式的振动式传感器装置1中，连接部14、中间固定部13、支承机构12及配重11以与阻尼部件20分离的状态配置，这些部位中的仅连接部14与固定于阻尼部件20的安装框15直接连接。因此，由热应力、外力产生的应力等引起的应变仅通过连接部14输入支承机构12。
具体地说，在本实施方式的振动式传感器装置1暴露在与规定的基准温度不同的温度下的情况下，由于加速度检测基板10与阻尼部件20的线性膨胀系数的不同，在安装框15与阻尼部件20的边界部分产生热应力。另外，同样地，在阻尼部件20与封装30的边界部分也产生热应力。另外，同样地，在铝焊垫PD0～PD2与安装框15的边界部分也产生热应力。由于这些热应力，在加速度检测基板10的安装框15、阻尼部件20及封装30产生应变。另外，在铝焊垫PD0～PD2因热应力而塑性变形来缓和热应力的情况下，加速度检测基板10的安装框15也产生应变。而且，在对封装30施加外力的情况下，也产生由该外力引起的应力，而且由该应力在安装框15、阻尼部件20产生应变。由于连接部14、中间固定部13、支承机构12及配重11以与阻尼部件20分离的状态配置，所以这样的应变不从Z方向输入支承机构12，而仅通过连接部14从X方向输入支承机构12。
在此，在本实施方式的振动式传感器装置1中，连接部14的在与安装框15的连接方向(X方向)正交的Y方向上的最大尺寸d1比支承机构12的在相同方向上的最大尺寸d2小。因此，与由支承机构12将安装部和配重11直接连接的情况相比较，应变的传递路径的宽度变小。因此，能够抑制由热应力、外力产生的应力等引起的应变传递到安装有加速度检测用振子R1的弹簧部12a。
此外，例如在利用弹簧部12a将安装部和配重11直接连接的情况下，使弹簧部12a的宽度尺寸(在Y方向上的尺寸)越小，越能够抑制由热应力、外力产生的应力等引起的应变传递至弹簧部12a。但是，弹簧部12a的宽度尺寸越小，弹簧部12a的刚性越低，不能抑制配重11的除了灵敏度轴方向(Z方向)以外的移动，配重11在与灵敏度轴方向相交的相交面(XY面)内进行摇头运动。这样的相交面内的配重11的摇头运动成为计测误差的主要原因。
相对于此，在本实施方式的振动式传感器装置1中，连接部14的在与安装框15的连接方向(X方向)正交的Y方向上的最大尺寸d1比支承机构12的在相同方向上的最大尺寸d2小，即支承机构12的在Y方向上的最大尺寸d2比连接部14的在相同方向上的最大尺寸d1大。因此，与支承机构12的在Y方向的最大尺寸d2为连接部14的在相同方向上的最大尺寸d1以下的情况相比较，能够抑制配重11向Y方向及X方向的移动，即能够抑制配重11的在相交面内的移动。也就是说，根据本实施方式的振动式传感器装置1，能够仅在Z方向上允许配重11的移动，抑制与Z方向相交的相交面内的配重11的摇头运动。因此，根据本实施方式的振动式传感器装置1，能够使配重11仅在成为对于加速度的灵敏度轴的Z方向上移动，能够防止产生由配重11的摇头运动引起的计测误差，能够最大限度地发挥加速度检测用振子R1的计测性能。
(第2实施方式)
图8A及图8B是示出本发明的第2实施方式的振动式传感器装置的图。图8A是俯视图，图8B是沿着图8A中的H-H线的箭头方向观察的剖视图。此外，在图8A及图8B中，对于与图1A及图1B所示的结构相当的结构标注相同的标号。另外，在图8A及图8B中，省略图示上述第1实施方式的封装30。如图8A及图8B所示，关于本实施方式的振动式传感器装置2，上述第1实施方式的支承机构12除了弹簧部12a，还具有第1悬挂部12b(支承部)和第2悬挂部12c(支承部)。也就是说，在本实施方式中，支承机构12具备弹簧部12a、第1悬挂部12b和第2悬挂部12c而构成。
第1悬挂部12b在X方向上延伸，一端部(+X方向的端部)与配重11连接，剩余的端部(-X方向的端部)与中间固定部13连接，与弹簧部12a在+Y方向上分离配置。第2悬挂部12c在X方向上延伸，一端部(+X方向的端部)与配重11连接，剩余的端部(-X方向的端部)与中间固定部13连接，与弹簧部12a在-Y方向上分离配置。这些第1悬挂部12b及第2悬挂部12c的厚度尺寸(在Z方向上的尺寸)与弹簧部12a相同，在Z方向上与阻尼部件20分离配置。另外，第1悬挂部12b及第2悬挂部12c中没有安装加速度检测用振子R1，所以在Y方向上的宽度尺寸比弹簧部12a小。
在这样的支承机构12中，在Y方向上，第1悬挂部12b配置于最靠+Y侧，第2悬挂部12c配置于最靠-Y侧。因此，如图8A所示，支承机构12的在Y方向上的最大尺寸d3为从第1悬挂部12b的+Y侧的端部到第2悬挂部12c的-Y侧的端部为止的相距尺寸。该支承机构12的在Y方向上(连接部14的与安装框15的连接方向正交的方向)的最大尺寸d3比连接部14的在Y方向上的最大尺寸d1大。因此，与支承机构12的在Y方向上的最大尺寸d3为连接部14的在相同方向上的最大尺寸d1以下的情况相比较，能够抑制配重11的向Y方向及X方向的移动，即能够抑制配重11的在与Z方向相交的相交面内的移动。也就是说，根据本实施方式的振动式传感器装置2，与振动式传感器装置1同样地，能够仅在Z方向上允许配重11的移动，抑制在与Z方向相交的相交面内的配重11的摇头运动。因此，根据本实施方式的振动式传感器装置1，使配重11仅能够在成为对于加速度的灵敏度轴的Z方向上移动，能够防止由配重11的摇头运动引起的计测误差，能够最大限地发挥加速度检测用振子R1的计测性能。
此外，在本实施方式的振动式传感器装置2中，也与上述第1实施方式的振动式传感器装置1同样地，连接部14、中间固定部13、支承机构12及配重11以与阻尼部件20分离的状态配置，这些部位中的仅连接部14与固定于阻尼部件20的安装框15直接连接。因此，由热应力、外力产生的应力等引起的应变仅通过连接部14输入支承机构12。
另外，连接部14的在与安装框15的连接方向(X方向)正交的Y方向上的最大尺寸d1比支承机构12的在相同方向上的最大尺寸d3小，所以能够抑制由热应力、外力产生的应力等引起的应变传递到安装有加速度检测用振子R1的弹簧部12a。
而且，在本实施方式的振动式传感器装置2中，如图8A所示，配重11具有：第1突出部11a，容置于弹簧部12a与第1悬挂部12b之间；及第2突出部11b，容置于弹簧部12a与第2悬挂部12c之间。第1突出部11a配置为相对于弹簧部12a、第1悬挂部12b及中间固定部13具有间隙G3。另外，第2突出部11b配置为相对于弹簧部12a、第2悬挂部12c及中间固定部13具有间隙G4。配重11配置为具有这些间隙G3及间隙G4，由此被设为能够在Z方向上移动。
这样通过设置第1突出部11a及第2突出部11b，与没有设置第1突出部11a及第2突出部11b的情况相比较，能够使配重11的质量增大。因此，配重11的惯性质量增大，能够使在Z方向上对振动式传感器装置2作用加速度的情况下的弹簧部12a的弯曲量变大。
此外，如图8A所示，本实施方式的振动式传感器装置2上的铝焊垫PD1、PD2及温度检测用振子R2的配置位置在安装框15上，但相对于第1实施方式的振动式传感器装置1的配置位置发生了变更。这样，铝焊垫PD1、PD2及温度检测用振子R2的配置位置能够任意地变更。另外，本实施方式的振动式传感器装置2不具备铝焊垫PD0。这样，也能够采用不具备屏蔽件并省略铝焊垫PD0的结构。
图9是示出本发明的第2实施方式的振动式传感器装置2的变形例的俯视图。如该图所示，也能够将温度检测用振子R2的配置位置变更为中间固定部13。中间固定部13经由连接部14与安装框15连接，而且在Z方向上与阻尼部件20分离配置，所以不易受到由热应力、外力产生的应力等引起的应变的影响。而且，中间固定部13与配重11相比较也不易受到加速度的影响。因此，通过将温度检测用振子R2的配置位置变更为中间固定部13，能够抑制加速度对温度检测用振子R2的影响，并且降低由热应力、外力产生的应力等引起的应变对温度检测用振子R2的影响。
(第3实施方式)
图10A及图10B是示出本发明的第3实施方式的振动式传感器装置的图。图10A是俯视图，图10B是沿着图10A中的I-I线的箭头方向观察的剖视图。此外，在图10A及图10B中，对于与图8A及图8B所示的结构相当的结构，标注相同的标号。另外，在图10A及图10B中，省略图示上述第1实施方式中的封装30。如图10A及图10B所示，本实施方式的振动式传感器装置3在图8A及图8B所示的振动式传感器装置2上设置有覆盖部件50(密封部)，将配重11、支承机构12及加速度检测用振子R1等密封。
覆盖部件50与阻尼部件20同样地，使用热膨胀系数、弹性常数等与加速度检测基板10接近的材料(例如，硅和玻璃等)形成，在加速度检测基板10的+Z侧与安装框15接合。该覆盖部件50的底面被蚀刻，以使不接触能够在Z方向上移动的配重11及因配重11的位移而在Z方向上弯曲的弹簧部12a。
另外，在覆盖部件50上形成有通孔51。通孔51形成在与形成有铝焊垫PD1的位置(俯视下的位置)对应的位置，以使通孔51从覆盖部件50的表面侧到达背面侧。此外，在通孔51的内壁设置有与铝焊垫PD1连接的金属层，而且可以在覆盖部件50的表面侧形成与金属层相连的外部电极。
该覆盖部件50在配重11的与阻尼部件20一侧相反的一侧形成有间隙G5。该间隙G5通过间隙G1等与间隙G连通。另外，覆盖部件50将间隙G5密封，作为结果也将与间隙G5连通的间隙G密封。覆盖部件50隔着间隙G5与配重11接近配置，由此间隙G5通过挤压膜效应而起到相对于配重11的阻尼器的作用。因此，在本实施方式的振动式传感器装置3中，在配重11的在Z方向上的两侧形成有起到阻尼器的作用的空间，从而能够进一步提高配重11的衰减效果。
另外，在本实施方式的振动式传感器装置3中，间隙G及间隙G5被密封，所以能够容易地调整间隙G及间隙G5内的气体的压力，能够容易地将配重11的振动特性设为期望的特性。
图11A及图11B是示出本发明的第3实施方式的振动式传感器装置的变形例的图。图11A是俯视图，图11B是沿着图11A中的J-J线的箭头方向观察的剖视图。如图11B所示，也能够采用使间隙G5与通孔51连通的结构。在这样的情况下，间隙G及间隙G5未被密封，例如成为大气压。另外，在使间隙G5与通孔51连通的情况下，覆盖部件50覆盖配重11、支承机构12及加速度检测用振子R1等，发挥作为保护配重11、支承机构12及加速度检测用振子R1等避免外部的异物侵入的保护部件的功能。此外，在使间隙G5与通孔51连通的情况下，覆盖部件50也隔着间隙G5与配重11接近配置，由此间隙G5通过挤膜效应起到相对于配重11的阻尼器的作用。
此外，如图10A、图10B、图11A及图11B所示，本实施方式的振动式传感器装置3不具备温度检测用振子R2。这样，也能够采用不具备温度检测用振子R2的结构。在该情况下，也能够一并省略铝焊垫PD2。
(第4实施方式)
图12A及图12B是示出本发明的第4实施方式的振动式传感器装置的图。图12A是俯视图，图12B是沿着图12A中的K-K线的箭头方向观察的剖视图。此外，在图12A及图12B中，对于与图1A及图1B所示的结构相当的结构，标注相同的标号。另外，在图12A及图12B中也省略图示上述第1实施方式的封装30。如图12A所示，本实施方式的振动式传感器装置4，支承机构12除了弹簧部12a以外，还具备第2弹簧部12d(支承部)、第3弹簧部12e(支承部)及第4弹簧部12f(支承部)。另外，在本实施方式的振动式传感器装置4中，中间固定部13形成为四边环状，该四边环状配置为在XY面内从外侧包围配重11。
弹簧部12a和第2弹簧部12d在Y方向上排列设置，将配重11和中间固定部13连接。在第2弹簧部12d上设置有第2加速度检测用振子R3(振子)。此外，第2加速度检测用振子R3的构造与加速度检测用振子R1是同样的，所以省略说明。另外，第3弹簧部12e和第4弹簧部12f在X方向上排列设置，将配重11和中间固定部13连接。
弹簧部12a形成为在X方向上延伸，与配重11的一个角(相对于配重11的中央部位于+X方向及+Y方向的角)和位于配重11的-X侧且在Y方向上延伸的中间固定部13的一部分连接。相对于此，第2弹簧部12d形成为在X方向上延伸，与配重11的一个角(相对于配重11的中央部位于-X方向及-Y方向的角)和位于配重11的+X侧且在Y方向上延伸的中间固定部13的一部分连接。
另外，第3弹簧部12e形成为在Y方向上延伸，与配重11的一个角(相对于配重11的中央部位于+X方向及-Y方向的角)和位于配重11的+Y侧且在X方向上延伸的中间固定部13的一部分连接。相对于此，第4弹簧部12f形成为在Y方向上延伸，与配重11的一个角(相对于配重11的中央部位于-X方向及+Y方向的角)和位于配重11的-Y侧且在X方向上延伸的中间固定部13的一部分连接。
上述的第3弹簧部12e及第4弹簧部12f抑制配重11的旋转运动(围绕X轴的旋转运动、围绕Y轴的旋转运动及围绕Z轴的旋转运动)。这样，在本实施方式中，配重11的4个角分别由弹簧部12a、第2弹簧部12d、第3弹簧部12e及第4弹簧部12f支承，由此配重11能够相对于中间固定部13在Z方向上相对地移动。
第2弹簧部12d、第3弹簧部12e及第4弹簧部12f在Z方向上的厚度尺寸与弹簧部12a相同，在Z方向上与阻尼部件20分离配置。
第2加速度检测用振子R3安装于第2弹簧部12d与配重11的连接部附近。此外，对应于第2加速度检测用振子R3，设置有与铝焊垫PD1(参照图1A及图1B)同样的铝焊垫PD3。
若对这样的本实施方式的振动式传感器装置4作用加速度而配重11向+Z方向位移，则弹簧部12a、第2弹簧部12d、第3弹簧部12e及第4弹簧部12f都向+Z方向弯曲。由此，对安装于弹簧部12a与中间固定部13的连接部附近的加速度检测用振子R1施加压缩应变，另一方面对安装于第2弹簧部12d与配重11的连接部附近的第2加速度检测用振子R3施加拉伸应变。
相对于此，若对振动式传感器装置4作用加速度而配重11向-Z方向位移，则弹簧部12a、第2弹簧部12d、第3弹簧部12e及第4弹簧部12f都向-Z方向弯曲。由此，向安装于弹簧部12a与中间固定部13的连接部附近的加速度检测用振子R1施加拉伸应变，另一方面向安装于第2弹簧部12d与配重11的连接部附近的第2加速度检测用振子R3施加压缩应变。
这样，在本实施方式的振动式传感器装置4中，对于加速度检测用振子R1和第2加速度检测用振子R3，将与施加于一者的应变(压缩应变、拉伸应变)不同的应变(拉伸应变、压缩应变)施加于另一者。因此，能够除去共模噪音，并且排除外部干扰(例如，静态压力和温度等)的影响。另外，在本实施方式的振动式传感器装置4中，加速度检测用振子R1和第2加速度检测用振子R3在Y方向上排列。因此，能够在Y方向上的不同的两处检测加速度，例如通过获得这些计测结果的差，能够更准确地求出加速度。另外，在本实施方式的振动式传感器装置4中，由于能够将设置有加速度检测用振子R1的弹簧部12a和设置有第2加速度检测用振子R3的第2弹簧部12d形成得长，所以能够提高灵敏度。
在这样的本实施方式的支承机构12中，在Y方向上，第3弹簧部12e的+Y侧端部配置于最靠+Y侧，第4弹簧部12f的-Y侧端部配置于最靠-Y侧。因此，如图12A所示，支承机构12的Y方向的最大尺寸d4成为从第3弹簧部12e的+Y侧端部到第4弹簧部12f的-Y侧端部为止的相距尺寸。该支承机构12的在Y方向(和连接部14的与安装框15的连接方向正交的方向)上的最大尺寸d4比连接部14的在Y方向上的最大尺寸d1大。因此，与支承机构12的在Y方向上的最大尺寸d4为连接部14的在相同方向上的最大尺寸d1以下的情况相比较，能够抑制配重11的在Y方向及X方向上的移动，即能够抑制配重11的在与Z方向相交的相交面内的移动。也就是说，根据本实施方式的振动式传感器装置5，与振动式传感器装置1同样地，仅在Z方向上允许配重11的移动，能够抑制在与Z方向相交的相交面内的配重11的摇头运动。因此，根据本实施方式的振动式传感器装置1，能够使配重11仅在成为对于加速度的灵敏度轴的Z方向上移动，能够防止产生由配重11的摇头运动引起的计测误差，能够最大限度地发挥加速度检测用振子R1的计测性能。
此外，在本实施方式的振动式传感器装置5中，也与上述第1实施方式的振动式传感器装置1同样地，连接部14、中间固定部13、支承机构12及配重11以与阻尼部件20分离的状态配置，这些部位中的仅连接部14与固定于阻尼部件20的安装框15直接连接。因此，由热应力、外力产生的应力等引起的应变仅通过连接部14输入支承机构12。
另外，连接部14的在和与安装框15的连接方向(X方向)正交的Y方向上的最大尺寸d1比支承机构12的在相同方向上的最大尺寸d4小，所以能够抑制由热应力、外力产生的应力等引起的应变传递至安装有加速度检测用振子R1的弹簧部12a及安装有第2加速度检测用振子R3的第2弹簧部12d。
另外，在本实施方式的振动式传感器装置4中，温度检测用振子R2安装于配重11。在将温度检测用振子R2安装于配重11的情况下，虽然受到加速度的影响，但是能够设置温度检测用振子R2的区域变大，温度检测用振子R2的布局的自由度提高。
(第5实施方式)
图13A及图13B是示出本发明的第5实施方式的振动式传感器装置的图。图13A是俯视图，图13B是沿着图13A中的L-L线的箭头方向观察的剖视图。此外，在图13A及图13B中，对于与图12A及图12B所示的结构相当的结构，标注相同的标号。另外，在图13A及图13B中，省略图示上述第1实施方式的封装30。如图13A及图13B所示，本实施方式的振动式传感器装置5改变了配重11与安装框15的位置关系。也就是说，中间固定部13形成为四边环状，以使在XY面内中间固定部13包围安装框15的周围，而且将配重11形成为四边环状，以使在XY面内配重11包围中间固定部13的周围。另外，在本实施方式的振动式传感器装置5中，与图12A及图12B所示的振动式传感器装置4同样地，由弹簧部12a、第2弹簧部12d、第3弹簧部12e及第4弹簧部12f支承配重11。
具体地说，形成为在X方向上延伸的弹簧部12a与中间固定部13的一个角(相对于中间固定部13的中央部位于+X方向及+Y方向的角)和位于中间固定部13的-X侧且在Y方向上延伸的配重11的一部分连接。相对于此，形成为在X方向上延伸的第2弹簧部12d与中间固定部13的一个角(相对于中间固定部13的中央部位于-X方向及-Y方向的角)和位于中间固定部13的+X侧且在Y方向上延伸的配重11的一部分连接。
另外，形成为在Y方向上延伸的第3弹簧部12e与中间固定部13的一个角(相对于中间固定部13的中央部位于+X方向及-Y方向的角)和位于中间固定部13的+Y侧且在X方向上延伸的配重11的一部分连接。相对于此，形成为在Y方向上延伸的第4弹簧部12f与中间固定部13的一个角(相对于中间固定部13的中央部位于-X方向及+Y方向的角)和位于中间固定部13的-Y侧且在X方向上延伸的配重11的一部分连接。
在这样的本实施方式的振动式传感器装置5中，配重11配置于加速度检测基板10的最外侧。因此，能够使配重11在XY面内容易地向外侧扩展，能够容易地采用具有较大的质量的配重11。
(第6实施方式)
图14A及图14B是示出本发明的第6实施方式的振动式传感器装置的图。图14A是俯视图，图14B是沿着图14A中的M-M线的箭头方向观察的剖视图。此外，在图14A及图14B中，对于与图1A及图1B所示的结构相当的结构，标注相同的标号。如图14A及图14B所示，在本实施方式的振动式传感器装置6中，阻尼部件20具有突出部21，该突出部21比阻尼部件20的其他部位更向与加速度检测基板10相反的一侧(-Z侧)突出，并且固定于封装30。该突出部21在俯视下配置于阻尼部件20的中央，固定于封装30的底部31，由此使阻尼部件20的边缘部在Z方向上与封装30分离。
根据这样的本实施方式的振动式传感器装置6，与阻尼部件20的下表面的整个区域与封装30接合的情况相比较，能够使阻尼部件20与封装30的接触面积变小。因此，根据本实施方式的振动式传感器装置6，能够减小在阻尼部件20与封装30的边界部分产生的热应力。
而且，在本实施方式的振动式传感器装置6中，阻尼部件20具有设置为包围突出部21的环状槽部22。环状槽部22设置于阻尼部件20的底面侧，并形成为从封装30侧(-Z侧)朝向加速度检测基板10侧(+Z侧)凹陷。通过设置这样的环状槽部22，应力不会传递到环状槽部22的内侧，所以能够抑制在阻尼部件20与封装30的边界部分产生的热应力传递至加速度检测基板10。
(第7实施方式)
图15A及图15B是示出本发明的第7实施方式的振动式传感器装置的图。图15A是俯视图，图15B是沿着图15A中的N-N线的箭头方向观察的剖视图。此外，在图15A及图15B中，对于与图1A及图1B所示的结构相当的结构，标注相同的标号。如图15A及图15B所示，本实施方式的振动式传感器装置7通过将在内部安装有加速度检测用振子R1的弹簧基板12g(支承部)与配重11及中间固定部13贴合，由此将配重11支承为能够在Z方向上移动。也就是说，在本实施方式中支承机构12由单一弹簧基板12g构成。弹簧基板12g具有与图1A及图1B所示的弹簧部12a相同程度的厚度，弹簧基板12g例如是由硅形成的基板。
根据这样的振动式传感器装置7，能够将设置有要求更高的加工精度的加速度检测用振子R1的部位与其他部位分别制作。因此，能够抑制尺寸误差为允许范围的配重11和中间固定部13等因加速度检测基板10的加工不良而不能使用的问题。
以上，一边参照附图一边说明了本发明的优选的实施方式，但是本发明当然不限于上述实施方式。在上述的实施方式中所示的各结构部件的多个形状和组合等是一个例子，能够在不脱离本发明的宗旨的范围内基于设计要求等进行各种变更。例如，在上述实施方式中所示的支承机构12具备的弹簧部的数量是一个例子，能够设定为一个或多个任意数。另外，在上述实施方式中，说明了对加速度检测用振子R1及第2加速度检测用振子R3施加拉伸应力的结构，但是也能够设为对加速度检测用振子R1及第2加速度检测用振子R3不施加拉伸应力的结构。
另外，例如，连接部14的在Y方向上的最大尺寸d1为支承机构12的在相同方向上的最大尺寸(第1实施方式、第6实施方式及第7实施方式中的最大尺寸d2、第2实施方式及第3实施方式中的最大尺寸d3以及第4实施方式及第5实施方式中的最大尺寸d4)以上，在连接部14的在X方向上的尺寸远大于在Y方向上的尺寸的情况下，虽然微小，但也能够抑制由热应力、外力产生的应力等引起的应变传递至安装有加速度检测用振子R1的弹簧部12a。
另外，例如在阻尼部件20与连接部14物理性地接合的情况下，如果中间固定部13与阻尼部件20在Z方向上分离，则虽然微小，但也能够抑制由热应力、外力产生的应力等引起的应变传递至安装有加速度检测用振子R1的弹簧部12a。
在本说明书中，表示“前、后、上、下、右、左、垂直、水平、纵、横、行及列”等的方向的用语，关于本发明的装置中的这些方向而提及。因此，本发明的说明书中的这些用语在本发明的装置中应该相对地解释。
“构成”这一用语，为了实现本发明的功能而构成，或为了表示装置的结构、要素、部分而使用。
而且，在权利要求中作为“手段加功能”表现的用语应该包括为了执行本发明所包括的功能而能够利用的所有的构造。
“单元”这一用语用于表示构成要素、单元、硬件和为了执行期望的功能而被编程的软件的一部分。硬件的典型例子是器件或电路，但是不限于此。
以上，说明了本发明的优选的实施例，但是本发明不限于这些实施例。在不脱离本发明的宗旨的范围内，能够进行结构的附加、省略、置换及其他的变更。本发明不是由前述的说明限定，仅由添附的权利要求的范围限定。

Claims (20)

1.一种振动式传感器装置，具备基座和至少一部分被固定支承于所述基座的检测基板，其特征在于，
所述检测基板具有：
可动部，在第1方向上移动，并且在所述第1方向上与所述基座分离配置；
支承机构，由一个或多个支承部构成，所述一个或多个支承部在沿着与所述第1方向相交的相交面的方向上延伸，并且在所述第1方向上与所述基座分离配置；
中间固定部，经由所述支承机构与所述可动部连接，并且在所述第1方向上与所述基座分离配置；
连接部，在作为沿着所述相交面的一方向的第2方向上，将固定于所述基座的安装部和所述中间固定部连接，并且在所述第1方向上，与所述基座分离配置；以及
振子，至少一部分安装于所述一个或多个支承部，
在所述相交面内与所述第2方向正交的第3方向上的所述连接部的最大尺寸比在所述第3方向上的所述支承机构的最大尺寸小。
2.根据权利要求1所述的振动式传感器装置，其特征在于，
所述连接部的在所述第1方向上的厚度尺寸比所述一个或多个支承部的在所述第1方向上的厚度尺寸大。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的振动式传感器装置，其特征在于，
所述中间固定部的在所述第1方向上的厚度尺寸比所述一个或多个支承部的在所述第1方向上的厚度尺寸大。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的振动式传感器装置，其特征在于，
所述振子在与所述第1方向和所述第2方向相交的第3方向上振动。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的振动式传感器装置，其特征在于，
所述可动部、所述支承机构、所述中间固定部、所述连接部及所述振子是使用硅材料一体形成的。
6.根据权利要求5所述的振动式传感器装置，其特征在于，
所述振子是形成为在所述一个或多个支承部延伸的方向上延伸的梁状部件，所述振子以两端被固定的状态，至少一部分配置于在所述一个或多个支承部的内部所形成的空间。
7.根据权利要求1或权利要求2所述的振动式传感器装置，其特征在于，
所述检测基板具备用于检测温度的温度检测用振子。
8.根据权利要求7所述的振动式传感器装置，其特征在于，
所述温度检测用振子安装于所述可动部、所述中间固定部及所述连接部中的任一个。
9.根据权利要求1或权利要求2所述的振动式传感器装置，其特征在于，
所述基座具备隔着预先规定的间隙与所述可动部、所述中间固定部及所述连接部接近配置的阻尼部件。
10.根据权利要求1或权利要求2所述的振动式传感器装置，其特征在于，
所述检测基板具有用于实现与外部的导通的焊垫，
所述基座具有封装，所述封装具有与所述焊垫电连接的电极。
11.根据权利要求9所述的振动式传感器装置，其特征在于，
所述检测基板具有用于实现与外部的导通的焊垫，
所述基座具有封装，所述封装具有与所述焊垫电连接的电极，
所述阻尼部件具有突出部，所述突出部比所述阻尼部件的其他部位更向与所述检测基板相反的一侧突出并且固定于所述封装。
12.根据权利要求11所述的振动式传感器装置，其特征在于，
在所述阻尼部件上形成有环状槽部，以使该环状槽部包围所述突出部。
13.根据权利要求1或权利要求2所述的振动式传感器装置，其特征在于，
所述振子被真空密封。
14.根据权利要求12所述的振动式传感器装置，其特征在于，
所述振子被真空密封，
所述振子的密封压与所述间隙内的压力不同。
15.根据权利要求1或权利要求2所述的振动式传感器装置，其特征在于，
在与所述第2方向相交的方向上排列的多个所述振子的一部分安装于至少一个所述支承部。
16.根据权利要求1或权利要求2所述的振动式传感器装置，其特征在于，
所述中间固定部形成为在所述相交面内包围所述可动部的周围。
17.根据权利要求1或权利要求2所述的振动式传感器装置，其特征在于，
具备密封部，所述密封部与所述安装部接合，将所述可动部、所述支承机构、所述中间固定部、所述连接部及所述振子密封。
18.根据权利要求1或权利要求2所述的振动式传感器装置，其特征在于，
所述可动部形成为在所述相交面内包围所述中间固定部的周围。
19.根据权利要求1或权利要求2所述的振动式传感器装置，其特征在于，
安装有所述振子的所述一个或多个支承部的两端分别贴合于所述可动部及所述中间固定部。
20.根据权利要求1或权利要求2所述的振动式传感器装置，其特征在于，
在所述振子中，扩散有原子半径比硅材料的原子半径小的杂质，所述振子在所述第2方向上被施加拉伸应力。
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