FR2883370A1

FR2883370A1 - Star shaped mechanical resonator manufacturing method for gyrometer measurement device, involves corroding resonator arms` sides such that arms thickness reduction corresponds to lowering of frequency of flexion mode outside arms plane

Info

Publication number: FR2883370A1
Application number: FR0502771A
Authority: FR
Inventors: Jose Beitia
Original assignee: Sagem SA
Current assignee: Sagem SA
Priority date: 2005-03-21
Filing date: 2005-03-21
Publication date: 2006-09-22
Anticipated expiration: 2025-03-21
Also published as: FR2883370B1

Abstract

The method involves configuring a blank (1) of a star shaped piezoelectric mechanical resonator such that a frequency of flexion mode of resonator arms (2) outside a plane of the arms is greater than a frequency of flexion modes of the arms in the plane. Upper and lower sides of the arms are corroded with a chemical etchant solution (9) e.g. amonium biflouride solution, such that a thickness reduction of the arms corresponds to a lowering of the frequency of the flexion mode outside the plane.

Description

PROCEDE DE FABRICATION D'UN RESONATEUR MECANIQUE EN ETOILE POUR DISPOSITIFMETHOD FOR MANUFACTURING A MECHANICAL STAR RESONATOR FOR A DEVICE

DE MESURE GYROMETRIQUEGYROMETRIC MEASUREMENT

La présente invention concerne d'une façon générale la fabrication des résonateurs mécaniques en étoile pour dispositifs de mesure gyrométrique, ces résonateurs comportant une pluralité de poutres ou bras rayonnants s'étendant de façon sensiblement coplanaire à partir d'un noyau central commun selon une configuration en étoile et étant monolithiques en un matériau monocristallin intrinsèquement piézoélectrique. The present invention generally relates to the manufacture of star mechanical resonators for gyrometric measuring devices, these resonators comprising a plurality of beams or radiating arms extending substantially coplanar from a common central core according to a configuration. in star form and being monolithic in an intrinsically piezoelectric monocrystalline material.

Des résonateurs de ce type sont décrits et illustrés dans les documents FR 2 741 150 et FR 2 741 151. Resonators of this type are described and illustrated in the documents FR 2 741 150 and FR 2 741 151.

En pratique, le résonateur est usiné dans une plaque de quartz coupe Z. Les électrodes d'excitation et les électrodes de détection sont situées sur les faces supérieures et inférieures (faces perpendiculaires à la direction Z qui est orthogonale au plan XY défini par les bras) des bras. Le résonateur est équilibré (c'est-à-dire isotrope en fréquence pour les modes utiles exploités) si, pour chaque bras, la fréquence du mode de flexion des poutres hors du plan et la fréquence des modes de flexion des poutres dans le plan sont égales. Cette condition d'équilibrage permet d'obtenir des conditions de mise en uvre électronique optimales en mode gyromètre, et donc permet d'accéder à des performances gyrométriques élevées. In practice, the resonator is machined in a Z-cut quartz plate. The excitation electrodes and the detection electrodes are situated on the upper and lower faces (faces perpendicular to the Z direction which is orthogonal to the XY plane defined by the arms ) arms. The resonator is balanced (ie isotropic in frequency for the useful modes used) if, for each arm, the frequency of the mode of bending of the beams out of the plane and the frequency of the modes of bending of the beams in the plane are equal. This balancing condition makes it possible to obtain optimal electronic implementation conditions in gyrometer mode, and thus provides access to high gyrometric performance.

Pour cela, en théorie pour la configuration nominale de l'étoile, les bras doivent être de section sensiblement rectangulaire, cette forme rectangulaire permettant de corriger la dissymétrie de raideur apportée par l'encastrement aux modes utiles. Plus généralement, il n'y a pas d'impossibilité théorique à définir une géométrie de 2 2883370 section de poutre permettant d'obtenir des fréquences identiques pour les modes utiles. For this, in theory for the nominal configuration of the star, the arms must be of substantially rectangular section, this rectangular shape to correct the asymmetry of stiffness provided by the embedding useful modes. More generally, there is no theoretical impossibility to define a beam section geometry 2 which makes it possible to obtain identical frequencies for the useful modes.

Toutefois, les conditions d'usinage, aussi précises soient-elles, font que la géométrie des bras n'est pas rigoureusement parfaite, de sorte que les fréquences du mode de flexion des poutres hors du plan et des modes de flexion des poutres dans le plan ne sont pas égales. Il est donc nécessaire de reprendre les bras un par un pour en modifier la géométrie individuelle afin de rendre les deux fréquences du mode de flexion des poutres hors du plan et des modes de flexion des poutres dans le plan de chacun d'eux aussi proches l'une de l'autre que possible, et de préférence égales l'une à l'autre. However, the machining conditions, as precise as they are, mean that the geometry of the arms is not rigorously perfect, so that the frequencies of the bending mode of the beams out of the plane and the bending modes of the beams in the plan are not equal. It is therefore necessary to take the arms one by one to modify the individual geometry to make the two frequencies of the bending mode of the beams out of the plane and bending modes of the beams in the plane of each of them as close l one of the other as possible, and preferably equal to each other.

Pour des résonateurs mécaniques de type différent (résonateur à poutres vibrantes des documents FR 2 692 349 et FR 2 812 386), il est connu d'accorder les deux fréquences des modes utiles en forant des trous de diamètre et de longueur appropriés en des emplacements identifiés des poutres, de manière à en équilibrer la répartition des masses et des raideurs. For mechanical resonators of a different type (vibrating beam resonator of documents FR 2 692 349 and FR 2 812 386), it is known to tune the two frequencies of the useful modes by drilling holes of appropriate diameter and length in locations identified beams, so as to balance the distribution of masses and stiffness.

Compte tenu des très faibles dimensions des bras du résonateur en étoile (épaisseur des bras typiquement de l'ordre de 400 m), la technique précitée ne pourrait être reconduite sur les bras d'un résonateur en étoile que par la mise en uvre d'un outil adapté. L'utilisation d'un laser conventionnel à impulsions longues n'est toutefois pas pertinente puisque les effets collatéraux liés au processus thermique d'ablation de matière (fissures, matière fondue redéposée) sont trop importants en regard des précisions recherchées. L'utilisation d'un laser à impulsions ultra courtes ne présente pas ces inconvénients techniques, mais apporte un surcoût très important à l'opération d'équilibrage. Ceci est d'ailleurs le travers 3 2883370 que l'on peut reprocher à d'autres procédés comme les procédés de type gravure ionique. Given the very small dimensions of the arms of the star resonator (arm thickness typically of the order of 400 m), the aforementioned technique could be carried back to the arms of a star resonator that by the implementation of a suitable tool. The use of a conventional long-pulsed laser is however not relevant since the collateral effects related to the thermal process of ablation of material (cracks, redeposited molten material) are too important compared to the sought-after accuracies. The use of an ultra-short pulse laser does not have these technical disadvantages, but brings a very important extra cost to the balancing operation. This is also the 3 2883370 that can be blamed on other processes such as ionic etching processes.

L'invention a essentiellement pour but de proposer une solution technique perfectionnée et originale qui écarte les inconvénients exposés ci-dessus et qui autorise un usinage très précis des bras du résonateur en étoile de manière à obtenir l'égalité sensible des fréquences du mode de flexion des poutres hors du plan et la fréquence des modes de flexion des poutres des bras et l'isotropie en fréquence du résonateur. The main purpose of the invention is to propose an improved and original technical solution which avoids the disadvantages described above and which allows a very precise machining of the star resonator arms so as to obtain the substantial equality of the bending mode frequencies. beams out of the plane and the frequency of the bending modes of the beams of the arms and the frequency isotropy of the resonator.

A ces fins, l'invention propose un procédé de fabrication d'un résonateur mécanique en étoile pour dispositif de mesure gyrométrique, ce résonateur comportant une pluralité de poutres ou bras rayonnants s'étendant de façon sensiblement coplanaire à partir d'un noyau central commun et étant monolithique en un matériau monocristallin intrinsèquement piézoélectrique, lequel procédé se caractérise, conformément à l'invention, en ce qu'il comprend les étapes suivantes: -on configure une ébauche de résonateur mécanique en étoile dans laquelle la fréquence du mode de flexion des poutres hors du plan est supérieure à la fréquence des modes de flexion des poutres dans le plan; et - on attaque les faces supérieures et inférieures des bras de l'ébauche avec un produit chimique qui possède une vitesse d'attaque prédéterminée sensiblement selon la seule direction Oz perpendiculaire au plan défini par les bras, pendant un temps tel que la réduction d'épaisseur des bras corresponde à un abaissement de la fréquence du mode de flexion hors du plan des ébauches de poutres ou bras rendant ladite fréquence du mode de flexion hors du plan sensiblement égale à la fréquence des modes de flexion dans le plan. For these purposes, the invention provides a method for manufacturing a mechanical star resonator for a gyrometric measuring device, said resonator comprising a plurality of beams or radiating arms extending substantially coplanar from a common central core and being monolithic in an intrinsically piezoelectric monocrystalline material, which process is characterized, in accordance with the invention, in that it comprises the following steps: -configuring a star mechanical resonator blank in which the frequency of the bending mode of the Beams off the plane is greater than the frequency of the bending modes of the beams in the plane; and the upper and lower faces of the arms of the blank are etched with a chemical which has a predetermined etching rate substantially in the only direction Oz perpendicular to the plane defined by the arms, for a time such that the reduction of arm thickness corresponds to a lowering of the bending mode frequency out of the plane of the blanks of beams or arms making said bending mode frequency out of the plane substantially equal to the frequency of the bending modes in the plane.

En pratique, seules les extrémités des bras, situées en dehors des zones d'apposition des électrodes d'excitation et de détection du résonateur, sont soumises à l'attaque du produit chimique. L'ébauche, avec ses parties autres que lesdites extrémités protégées par masquage, peut être plongée dans un bain dudit produit chimique pendant le temps nécessaire à l'obtention du résultat recherché. In practice, only the ends of the arms, located outside the zones of application of the excitation electrodes and detection of the resonator, are subjected to the attack of the chemical product. The blank, with its parts other than said masking-protected ends, may be immersed in a bath of said chemical for the time necessary to obtain the desired result.

En général, il est possible de trouver des produits chimiques propres à attaquer un matériau déterminé avec une vitesse suffisamment peu rapide pour que l'épaisseur de matériau éliminée, ou de façon corollaire l'épaisseur de matériau subsistante, soit contrôlable de manière précise, par exemple avec une précision de l'ordre du micron. Ainsi, grâce aux dispositions conformes à l'invention, on est en mesure de procéder à un usinage très fin et très précis des extrémités des bras du résonateur mécanique: il devient ainsi possible d'ajuster très précisément la fréquence du mode de flexion hors du plan, et donc de la rendre sensiblement égale à la fréquence des modes de flexion dans le plan sensiblement; autrement dit, il devient possible de réaliser un résonateur sensiblement isotrope en fréquence. In general, it is possible to find chemicals suitable for attacking a determined material with a sufficiently fast speed so that the thickness of material removed, or corollary the thickness of material remaining, is controllable in a precise manner, by example with a precision of the order of one micron. Thus, thanks to the arrangements according to the invention, it is possible to carry out a very fine and very precise machining of the ends of the arms of the mechanical resonator: it thus becomes possible to very precisely adjust the frequency of the bending mode out of the plane, and thus to make it substantially equal to the frequency of the substantially in-plane bending modes; in other words, it becomes possible to produce a substantially isotropic resonator in frequency.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit de certains modes de réalisation préférés donnés uniquement à titre d'exemples nullement limitatifs. Dans cette description, on se réfère aux dessins annexés sur lesquels: - les figures lA à 1C sont des représentations très schématiques illustrant respectivement plusieurs étapes du procédé conforme à l'invention; et -les figures 2A et 2B montrent un dispositif permettant la mise en oeuvre correcte du procédé de l'invention, ledit dispositif étant montré respectivement en position ouverte et en position fermée. The invention will be better understood on reading the following detailed description of certain preferred embodiments given solely by way of non-limiting examples. In this description, reference is made to the accompanying drawings in which: FIGS. 1A to 1C are very schematic representations respectively illustrating several steps of the method according to the invention; and FIGS. 2A and 2B show a device allowing the correct implementation of the method of the invention, said device being shown respectively in the open position and in the closed position.

L'invention se situe dans le processus de la fabrication d'un résonateur mécanique en étoile pour un dispositif de mesure gyrométrique, ce résonateur comportant une pluralité de poutres ou bras rayonnants s'étendant de façon sensiblement coplanaire à partir d'un noyau central commun et étant monolithique en un matériau monocristallin intrinsèquement piézoélectrique, par exemple tel que ceux faisant l'objet des documents FR 2 741 150 et FR 2 741 151. The invention is in the process of manufacturing a star mechanical resonator for a gyrometric measuring device, said resonator comprising a plurality of beams or radiating arms extending substantially coplanar from a common central core and being monolithic in a monocrystalline intrinsically piezoelectric material, for example such as those being the subject of documents FR 2 741 150 and FR 2 741 151.

A cette fin, on fabrique une ébauche 1 de résonateur mécanique en étoile qui, comme montré à la figure 1A, comporte une pluralité de poutres ou bras 2 qui s'étendent de façon sensiblement coplanaire (schématisé par les axes Ox, Oy à la figure 1A) à partir d'un noyau 3 central commun pouvant par exemple présenter un évidement 4 central pour le montage de l'ébauche et/ou ensuite du résonateur sur un moyeu de support. Les poutres ou bras 2 sont répartis de façon angulairement sensiblement équidistante (6 bras écartés de 60 dans l'exemple illustré à la figure 1A). L'ébauche 1 est monolithique en un matériau monocristallin intrinsèquement piézoélectrique, et notamment en quartz. Les poutres ou bras 2 sont de section sensiblement rectangulaire. For this purpose, a blank 1 of a mechanical star resonator is produced which, as shown in FIG. 1A, comprises a plurality of beams or arms 2 which extend substantially coplanarly (schematized by the axes Ox, Oy in FIG. 1A) from a common central core 3 may for example have a central recess 4 for mounting the blank and / or then the resonator on a support hub. The beams or arms 2 are distributed angularly substantially equidistant (6 arms apart from 60 in the example shown in Figure 1A). The blank 1 is monolithic in an intrinsically piezoelectric monocrystalline material, and in particular in quartz. The beams or arms 2 are of substantially rectangular section.

Conformément à l'invention, on configure l'ébauche 1 de manière que la fréquence du mode de flexion des bras hors du plan des bras 2, c'est-àdire transversalement au plan Ox, Oy, soit supérieure à la fréquence des modes de flexion des bras dans le plan des bras 2, c'est-à-dire parallèlement au plan (Ox, Oy). Autrement dit, comme 6 2883370 montré à la figure lA on donne aux bras 2 une épaisseur D (mesurée parallèlement à l'axe Oz) qui est de façon certaine supérieure à la valeur d (D > d) requise pour le fonctionnement correct du résonateur. According to the invention, the blank 1 is configured so that the frequency of the bending mode of the arms out of the plane of the arms 2, that is to say transverse to the plane Ox, Oy, is greater than the frequency of the operating modes. bending of the arms in the plane of the arms 2, that is to say parallel to the plane (Ox, Oy). In other words, as shown in FIG. 1A, the arms 2 are given a thickness D (measured parallel to the axis Oz), which is certainly greater than the value d (D> d) required for the correct operation of the resonator. .

Ce résultat peut être obtenu par un usinage chimique en faisant agir un produit chimique approprié sensiblement symétriquement sur les faces supérieures 5 et inférieures 6 des bras 2 de l'ébauche 1, pendant un temps tel que la réduction d'épaisseur des bras 2 de l'ébauche parallèlement à l'axe Oz corresponde à un abaissement de la fréquence du mode de flexion hors du plan des ébauches de bras rendant ladite fréquence du mode de flexion hors du plan sensiblement égale à la fréquence des modes de flexion dans le plan. This result can be obtained by chemical machining by acting a suitable chemical substantially symmetrically on the upper and lower faces 6 of the arms 2 of the blank 1, for a time such that the thickness reduction of the arms 2 of the The blank parallel to the axis Oz corresponds to a lowering of the bending mode frequency out of the plane of the arm blanks, rendering said bending mode frequency out of the plane substantially equal to the frequency of the bending modes in the plane.

De façon pratique, il est judicieux de ne pas modifier la forme des bras 2 dans leurs zones destinées à recevoir les électrodes d'excitation et de détection. De ce fait, il suffit, comme illustré à la figure 1B, d'attaquer les extrémités 10 (situées en dehors des zones d'apposition des électrodes d'excitation et de détection) des bras 5 de l'ébauche 1 avec un produit chimique 9 qui possède une vitesse d'attaque prédéterminée sensiblement parallèlement (flèches 8) à la seule direction de l'axe Oz (sur la figure 1B on a supposé les zones hachurées revêtues d'un produit de masquage et protégées de l'attaque chimique), pendant un temps tel que la réduction d'épaisseur des bras de l'ébauche parallèlement à l'axe Oz rende la fréquence du mode de flexion hors du plan sensiblement égale à la fréquence des modes de flexion dans le plan. In practice, it is advisable not to modify the shape of the arms 2 in their areas intended to receive the excitation electrodes and detection. As a result, it suffices, as illustrated in FIG. 1B, to attack the ends 10 (located outside the zones of application of the excitation and detection electrodes) of the arms 5 of the blank 1 with a chemical product. 9 which has a substantially parallel predetermined attack speed (arrows 8) in the only direction of the axis Oz (in FIG. 1B it has been assumed that the hatched areas are covered with a masking product and protected from etching) during a time such that the reduction of the thickness of the arms of the blank parallel to the axis Oz makes the frequency of the bending mode out of the plane substantially equal to the frequency of the bending modes in the plane.

Au bout du compte, on obtient, comme représenté à la figure 1C, une structure 1' de résonateur en étoile dont les poutres ou bras 2 radiants présentent des extrémités 10 d'épaisseur d réduite de façon telle que la fréquence du mode de flexion hors du plan (Ox, Oy) des bras 2 soit sensiblement égale à la fréquence des modes de flexion desdits bras 2 dans le plan (Ox, Oy). In the end, a star resonator structure 1 'is obtained, as represented in FIG. 1C, whose beams or radiant arms have ends of reduced thickness so that the frequency of the bending mode out the plane (Ox, Oy) of the arms 2 is substantially equal to the frequency of the bending modes of said arms 2 in the plane (Ox, Oy).

La mise en uvre pratique des dispositions de l'invention qui viennent d'être exposées peut s'effectuer de diverses manières. The practical implementation of the provisions of the invention which have just been described can be carried out in various ways.

En particulier, on peut prévoir avantageusement qu'après la fabrication de l'ébauche 1 de résonateur on 10 met en uvre les étapes suivantes: - on mesure l'écart des fréquences du mode de flexion hors du plan et des modes de flexion dans le plan des bras 2 de l'ébauche; et -connaissant la variation de la fréquence en fonction de la variation d'épaisseur pour le matériau constitutif des bras 2 (de façon typique, cette grandeur est de l'ordre de 10 Hz/ m pour le quartz), on détermine la réduction d'épaisseur des bras 2 à réaliser pour amener la fréquence du mode de flexion hors du plan sensiblement à la même valeur que la fréquence des modes de flexion dans le plan; - ensuite de quoi on fait agir le produit chimique d'attaque, ayant une vitesse d'attaque prédéterminée selon la direction Oz, pendant le temps nécessaire à l'obtention d'une réduction d'épaisseur égale à la valeur déterminée. In particular, it can be advantageously provided that, after the manufacture of the resonator blank 1, the following steps are implemented: the difference in the frequencies of the bending mode out of the plane and the bending modes in the plane of arms 2 of the blank; and knowing the variation of the frequency as a function of the variation of thickness for the constituent material of the arms 2 (typically this magnitude is of the order of 10 Hz / m for the quartz), the reduction of the thickness of the arms 2 to be realized in order to bring the frequency of the bending mode out of the plane substantially to the same value as the frequency of the bending modes in the plane; and then the etching chemical, having a predetermined etching rate in the Oz direction, is made to act for the time necessary to obtain a reduction in thickness equal to the determined value.

De préférence, les produits chimiques les mieux appropriés pour l'attaque des matériaux cristallins dont peuvent être constitués le résonateur sont des acides, dont le choix se fait en relation avec le matériau cristallin. Preferably, the most suitable chemicals for attacking the crystalline materials of which the resonator may be made are acids, the choice of which is in relation to the crystalline material.

De façon pratique, lorsque le matériau constitutif du résonateur en étoile est du quartz comme c'est en général le cas pour ce type de composant, le produit chimique d'attaque du quartz peut être une solution de bifluorure d'ammonium NH4-HF2: cet acide offre l'intérêt d'attaquer le quartz selon la direction Oz avec une vitesse de l'ordre de cinquante fois supérieure à celles des attaques selon les directions Ox et Oy; on est ainsi assuré que l'attaque du matériau se fera avec une sélectivité directionnelle satisfaisante, les pertes dimensionnelles selon les directions Ox et Oy étant négligeables en regard de la réduction de dimension en épaisseur selon la direction Oz. Conveniently, when the constituent material of the star resonator is quartz as is generally the case for this type of component, the quartz etching chemical may be a solution of ammonium bifluoride NH4-HF2: this acid offers the advantage of attacking quartz in the direction Oz with a speed of the order of fifty times greater than attacks in the directions Ox and Oy; it is thus ensured that the attack of the material will be done with a satisfactory directional selectivity, the dimensional losses along the directions Ox and Oy being negligible compared to the reduction in thickness dimension in the direction Oz.

Comme exposé plus haut, seules les extrémités 10 des bras 2 ont à subir une réduction contrôlée d'épaisseur. Une solution technique facile à mettre en uvre consiste alors à protéger (masquage) les zones de l'ébauche 1 qui doivent être épargnées par l'agent d'attaque chimique, comme suggéré par les zones hachurées il à la figure 1B, seules les zones à attaquer (extrémités 10 des bras) restant dégagées. L'ébauche 1 ainsi partiellement protégée est alors plongée dans un bain du produit d'attaque 9 comme suggéré à la figure 1B. As explained above, only the ends 10 of the arms 2 have to undergo a controlled reduction in thickness. A technical solution that is easy to implement then consists in protecting (masking) the areas of the blank 1 that must be spared by the etching agent, as suggested by the shaded areas in FIG. 1B, only the zones to attack (ends 10 arms) remaining unobstructed. The thus partially protected blank 1 is then immersed in a bath of the etching product 9 as suggested in FIG. 1B.

L'opération de masquage pourrait certes être menée en revêtant les zones à protéger d'un produit de masquage et à plonger l'ébauche 1 telle quelle dans le bain du produit d'attaque 9. Toutefois, l'application d'un tel produit n'est ni aisée, ni précise puisque la pièce est tridimensionnelle et de petites dimensions. 1l s'agit là d'une difficulté mécanique qui risque d'empêcher l'obtention d'une structure 1' ayant les caractéristiques recherchées avec toute la précision souhaitée. The masking operation could certainly be carried out by coating the zones to be protected with a masking product and plunging the blank 1 as it is in the bath of the attack product 9. However, the application of such a product is neither easy nor precise since the piece is three-dimensional and small. This is a mechanical difficulty that may prevent obtaining a structure 1 'having the desired characteristics with all the desired accuracy.

Pour pallier cette difficulté, il faut donc prévoir de supporter l'ébauche 1 au cours du processus d'attaque chimique de manière que l'ébauche conserve sa 9 2883370 forme exacte et que l'élimination de matière soit réalisée de façon géographiquement très précise. Pour ce faire, on prévoit, comme illustré à la figure 2A, de déposer l'ébauche 1 sur une face 12 d'un support 13 massif, cette face étant de forme générale circulaire et étant agencée pour bloquer l'ébauche 1. On peut à cet effet prévoir que la surface 12 présente des secteurs alternativement de niveau haut et de niveau bas, respectivement 14, 15 qui définissent entre eux des épaulements 16 radiaux contre lesquels prennent appui les bras 2 de l'ébauche 1. Le support 13 possède un diamètre moindre que l'étendue radiale des bras 2 de l'ébauche 1, de sorte que les extrémités 10 desdits bras dépassent du support 13 comme visible à la figure 2A. To overcome this difficulty, it is therefore necessary to support the blank 1 during the etching process so that the blank retains its exact shape and that the removal of material is performed geographically very accurately. To do this, it is provided, as illustrated in FIG. 2A, to deposit the blank 1 on a face 12 of a solid support 13, this face being of generally circular shape and being arranged to block the blank 1. for this purpose, the surface 12 has alternately high and low level sectors, respectively 14, 15 which define between them radial shoulders 16 against which the arms 2 of the blank 1 bear. The support 13 has a diameter less than the radial extent of the arms 2 of the blank 1, so that the ends 10 of said arms protrude from the support 13 as visible in Figure 2A.

Au support 13 est associé une pièce formant couvercle 17 propre à venir reposer sur la face 12 du support 13 par une face 18 qui est conformée de façon complémentaire à cette dernière, avec des secteurs alternativement de niveau haut et de niveau bas respectivement 19, 20, propres à s'emboîter respectivement avec les secteurs de niveau bas 15 et de niveau haut 14 du support 13. The support 13 is associated with a cover member 17 adapted to rest on the face 12 of the support 13 by a face 18 which is shaped complementary to the latter, with alternately high and low level sectors respectively 19, 20 , adapted to fit respectively with the low level sectors 15 and high level 14 of the support 13.

Une fois le couvercle 17 en place sur le support 13 comme illustré à la figure 2B, l'ébauche 1 se trouve enfermée dans un carter de protection qui enveloppe et protège le noyau et les tronçons des bras qui n'ont pas à être soumis à l'action de l'acide; seules dépassent les extrémités 10 des bras 2. L'ensemble est ensuite plongé dans un bain de la solution d'attaque pendant le temps déterminé pour l'obtention de la réduction d'épaisseur souhaitée des extrémités des bras 2. L'ébauche 1 et ses bras 2 sont bloqués mécaniquement dans le carter de protection, de sorte qu'aucun mouvement des extrémités 10 2883370 des bras 2 est possible au cours du processus d'attaque (qui peut durer pendant plusieurs heures) : l'élimination de matière se produit ainsi avec une très grande précision. Le matériau constitutif de ce carter de protection sera un matériau insensible à l'acide, comme par exemple une résine fluorocarbonée telle que commercialisée sous le nom Téflon lorsque l'acide utilisé est le bifluorure d'ammonium NH4-HF2. Once the cover 17 is in place on the support 13 as illustrated in FIG. 2B, the blank 1 is enclosed in a protective casing which envelops and protects the core and the sections of the arms which do not have to be subjected to the action of the acid; the assembly is then immersed in a bath of the etching solution for the time determined for obtaining the desired thickness reduction of the ends of the arms 2. The blank 1 and its arms 2 are mechanically locked in the protective casing, so that no movement of the ends of the arms 2 is possible during the attack process (which can last for several hours): the elimination of material occurs so with great precision. The material constituting this protective casing will be an acid-insensitive material, such as for example a fluorocarbon resin such as sold under the name Teflon when the acid used is ammonium bifluoride NH4-HF2.

Claims

11 2883370 CLAIMS

A method for manufacturing a mechanical star resonator for a gyrometric measuring device, said resonator comprising a plurality of radiating arms extending substantially coplanar from a common central core and being monolithic made of an intrinsically piezoelectric single crystal material , characterized in that it comprises the following steps: - a blank (1) of a mechanical star resonator in which the frequency of the bending mode of the arms out of the plane is greater than the frequency of the bending modes of the arms in the plan;

And the upper (5) and lower (6) sides of the blank (2) of the blank are etched with a chemical (9) having a predetermined etching rate substantially in the only Oz direction perpendicular to the plane of the arms (2), during a time such that the thickness reduction of the arms (2) corresponds to a lowering of the frequency of the bending mode out of the plane of the arms rendering said frequency of the bending mode out of the substantially equal plane at the frequency of the bending modes in the plane; thanks to which a substantially balanced mechanical star resonator is produced whose frequencies of the mode of bending out of the plane and bending modes in the plane of the arms (2) are substantially equal.

2. Method according to claim 1, characterized in that after the manufacture of the blank (1) resonator: 2883370 - is measured the frequency difference of the mode of bending out of the plane and bending modes in the plan of the arms of the draft; and knowing the variation of the frequency as a function of the thickness variation for the constituent material of the resonator arms, the thickness reduction of the arms (2) to be carried out to bring the frequency of the bending mode out of the plane is determined substantially at the same value as the frequency of the bending mode in the plane; and then the etching chemical (9) having a predetermined etching speed in the Oz direction is made to act for the time necessary to obtain a reduction in thickness equal to the determined value.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that only the ends (10) of the arms (2), located outside the zones of apposition of the excitation and detection electrodes of the resonator, are subject to the attack of the chemical.

4. Method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the etching chemical (9) is an acid.

5. Method according to claim 4, characterized in that the constituent material of the blank (1) is quartz and in that the etching chemical (9) is a solution of ammonium bifluoride NH4-HF2.

6. Method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the blank (1) is disposed in a clean housing to support it in a mechanically rigid manner and enclosing said blank (1) to the except for the ends (10) of the arms (2) and in that the assembly is immersed in a bath of the etching chemical (9).