JP2004361191A - 振動子の支持構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】電気的接続のための端子部を備える振動子を支持するための支持構造であって、振動子を小型化することが可能であり、かつ広い温度範囲にわたって駆動インピーダンスを一定とし、温度ドリフトを低減できるようにする。
【解決手段】固定部２および屈曲振動片を備える振動子１Ａを支持するための支持構造を提供する。支持構造は、基板７、および基板７表面上に支持されており、固定部２に対して接合されるべき複数のボンディングワイヤ３を備えている。振動子１Ａをボンディングワイヤ３によって基板７に接触しない状態で支持する。複数のボンディングワイヤ３が、固定部２の中心線２ｃに対して一方の側２ａに対して接続されている。
【選択図】 図１
【解決手段】固定部２および屈曲振動片を備える振動子１Ａを支持するための支持構造を提供する。支持構造は、基板７、および基板７表面上に支持されており、固定部２に対して接合されるべき複数のボンディングワイヤ３を備えている。振動子１Ａをボンディングワイヤ３によって基板７に接触しない状態で支持する。複数のボンディングワイヤ３が、固定部２の中心線２ｃに対して一方の側２ａに対して接続されている。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、振動子の支持構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】特許文献１には、振動型ジャイロスコープ用の振動子を支持部材によって支持するのに際して、支持部材を細長い棒状物とし、支持部材を複雑に曲折させ、振動子を支持している。支持部材を振動子上の電極に対して電気的に接続することも記載されている。特許文献１記載の支持構造で、振動子が、２枚の圧電板を貼り合わせてなる柱状の振動子である。そして、振動子の厚み方向中央を通る平面において、振動のノード点近傍を支持する。これによって、振動が外部へと漏れにくいようにし、振動子の振動を安定化させ、角速度の検出精度の向上を試みている。
【特許文献２】
特開２００３−２８６４８号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、例えば振動子が一層小型化してくると、このような支持構造によっても、例えば高温領域において、かなり大きい温度ドリフトが発生することがあった。例えば、低温〜室温領域で駆動インピーダンスが一定していても、６０℃〜７０℃から駆動インピーダンスが立ち上がり、温度ドリフトを生じさせることがあった。
【０００４】本発明の課題は、電気的接続のための端子部を備える振動子を支持するための支持構造であって、振動子を小型化することが可能であり、かつ広い温度範囲にわたって駆動インピーダンスを一定とし、温度ドリフトを低減できるようにすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】第一の発明は、固定部および屈曲振動片を備える振動子を支持するための支持構造であって、
基板、および前記基板表面上に支持されており、振動子の固定部に対して接合されるべき複数のボンディングワイヤを備えており、振動子をボンディングワイヤによって基板に接触しない状態で支持し、かつ複数のボンディングワイヤが、固定部の中心線に対して一方の側に対して接続されていることを特徴とする。
【０００６】本発明者は、振動子の端子部に対して電気信号を供給したり、あるいは振動子の端子部から電気信号をパッケージ基板に伝送するためのボンディングワイヤに着目した。そして、基板上に固定されたボンディングワイヤを振動子に対して接合し、振動子を基板から浮上した状態で支持することを想到した。振動子を小型化することによって、振動子を浮上状態で支持するのに必要な構造強度が、ボンディングワイヤによって得られる。
【０００７】しかし、このような支持方法によっても、例えば高温領域において、かなり大きい温度ドリフトが発生することがあった。本発明者は、こうした一部温度範囲における温度ドリフトの原因について検討した結果、以下の知見を得た。例えば本発明者が設定したあるモデル系では、駆動周波数ｆｄが４０ｋＨｚ近辺であり、離調周波数Δｆが１ｋＨｚ近辺である。この場合、比較的リジッドに振動子を基板表面にボンディングワイヤで支持すると、支持構造全体の共振周波数ｆｒが上昇し、駆動周波数ｆｄに接近することがあった。この場合には、例えば高温領域や低温領域など一部温度領域において、駆動インピーダンスが上昇し、温度ドリフトが生ずることがある。
【０００８】第一の発明においては、複数のボンディングワイヤが、固定部の中心線に対して一方の側に対して接続する構造を採用することによって、振動子を柔軟に支持し、一部温度領域における駆動インピーダンスの上昇を抑制することができる。
【０００９】第二の発明は、固定部および屈曲振動片を備える振動子を支持するための支持構造であって、
基板、および基板表面上に支持されており、振動子の固定部に対して接合されるべきボンディングワイヤを備えており、振動子をボンディングワイヤによって基板に接触しない状態で支持し、かつボンディングワイヤ内に空隙部が形成されていることを特徴とする。
【００１０】第二の発明においては、前記ボンディングワイヤ内に空隙部を形成することによって、振動子を柔軟に支持し、一部温度領域における駆動インピーダンスの上昇を抑制できるように、支持構造全体の共振周波数を制御することができる。
【００１１】第三の発明は、固定部および屈曲振動片を備える振動子を支持するための支持構造であって、
基板、および基板表面上に支持されており、振動子の固定部に対して接合されるべきボンディングワイヤを備えており、振動子をボンディングワイヤによって基板に接触しない状態で支持し、かつボンディングワイヤが、幅または厚さの小さい部分を備えていることを特徴とする。
【００１２】第三の発明においては、前記ボンディングワイヤ内に幅または厚さの小さい部分を形成することによって、振動子を柔軟に支持し、一部温度領域における駆動インピーダンスの上昇を抑制できるように、支持構造全体の共振周波数を制御することができる。
【００１３】第四の発明は、固定部および屈曲振動片を備える振動子を支持するための支持構造であって、
基板、および基板表面上に支持されており、振動子の固定部に対して接合されるべきボンディングワイヤを備えており、振動子を前記ボンディングワイヤによって基板に接触しない状態で支持し、かつボンディングワイヤが、ねじれ部分を有する帯状物からなることを特徴とする。
【００１４】第四の発明においては、前記ボンディングワイヤを帯状物によって形成し、かつ帯状物にねじれ部分を形成している。これによって、振動子が少なくとも２方向に振動変位しやすくなり、振動子を柔軟に支持し、一部温度領域における駆動インピーダンスの上昇を抑制できるように、支持構造全体の共振周波数を制御することができる。
【００１５】第五の発明においては、少なくとも一対の前記ボンディングワイヤの一方の形状または材質が他方と異なり、かつ一対のボンディングワイヤが同等のバネ定数を有する。
これによって、一対のボンディングワイヤの形状や材質と異なる場合に同等のバネ定数を与えることで、振動子の不要な振動モードに基づく温度ドリフトを低減できる。
【００１６】ここで、同等のバネ定数とは以下の意味である。
少なくとも１方向のワイヤ曲げ、または伸縮に対する弾性が同等であることを意味する。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、適宜図面を参照しつつ、本発明を更に詳細に説明する。
【００１８】振動子の材質は限定されないが、圧電単結晶が好ましく、水晶、ニオブ酸リチウム単結晶、タンタル酸リチウム単結晶、ニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウム固溶体単結晶、ホウ酸リチウム単結晶、ランガサイト単結晶等からなる圧電単結晶が特に好ましい。
【００１９】振動子の寸法は限定されない。しかし、振動子の重量や寸法が大きいと、ボンディングワイヤに加わる重力が大きくなり、長期間経過時にボンディングワイヤが変形する可能性がある。このため、ボンディングワイヤの変形による振動への影響を抑制するという観点からは、振動子の幅を１０ｍｍ以下とすることが好ましく、５ｍｍ以下とすることがさらに好ましい。また、同様の観点からは、振動子の重量を５ｍｇ以下とすることが好ましく、１ｍｇ以下とすることが一層好ましい。また、振動子の厚さを０．３ｍｍ以下とすることが好ましく、０．２ｍｍ以下とすることが更に好ましい。
【００２０】基板の材質は特に限定されず、いわゆるパッケージ用途に用いられている絶縁性材料、例えばセラミックス、ガラス、樹脂を使用できる。
【００２１】ボンディングワイヤの振動子への接合方法は限定されないが、超音波ボンディング、スポット溶接、導電性接着剤、半田付けが好ましい。
【００２２】ボンディングワイヤは、振動子の端子部に対して電気的に接続されている。ここで、好適な実施形態においては、ボンディングワイヤが振動子の端子部に対して接合されている。しかし、ボンディングワイヤは、端子部に対して直接接合されている必要はない。例えば、ボンディングワイヤの先端を振動子の端子部以外の領域に対して接合し、ボンディングワイヤの先端と端子部とを、例えば振動子上の配線や振動子とは別体の電線を通して、電気的に接続することができる。
【００２３】振動子は、基板に直接接触しない状態で支持する必要があり、これによって振動子の振動の阻害を防止する。好適な実施形態においては、振動子と基板との間隔は、０．１ｍｍ以上であり、更に好ましくは０．２ｍｍ以上である。
【００２４】ボンディングワイヤの材質は特に限定されないが、導電性材料である必要があり，また柔軟性ないし可撓性を有する材料であることが好ましい。この観点からは、金めっき付銅、金めっき付ニッケル、ニッケル、アルミニウムが好ましい。
【００２５】ボンディングワイヤの幅と厚さは特に限定されないが、振動子を長期間にわたって安定して支持するという観点からは、幅２５μｍ、厚さ１０μｍ以上であることが好ましく、幅５０μｍ、厚さ２０μｍ以上であることが更に好ましい。また、支持構造全体の小型化という観点からは、幅２００μｍ、厚さ８０μｍ以下であることが好ましく、幅１００μｍ、厚さ４０μｍ以下であることが更に好ましい。
【００２６】ボンディングワイヤによって振動子の上面を支持することができる。この場合は、振動子がボンディングワイヤの端部から下へと向かってつり下げられる。この形態は、支持構造全体の厚さを低減するという観点から好適である。
【００２７】あるいは、ボンディングワイヤによって振動子の下面を支持することができる。この形態は、振動子を長期間にわたって安定に支持するという観点からは好適である。
【００２８】基板の種類は特に限定されないが、パッケージ用基板であることが好ましい。
【００２９】好適な実施形態においては、振動子が、回転角速度を検出するための振動型ジャイロスコープ用の振動子である。
【００３０】振動子の形態は限定されない。好適な実施形態においては、振動子が、屈曲振動片と、この屈曲振動片を固定する固定部とを備えており、この固定部がボンディングワイヤに対して接合されている。これによって、振動片の屈曲振動に対する支持構造の影響を最小限に抑えることができ、支持構造の影響による振動子ごとの振動状態のバラツキを抑制できる。
【００３１】図１、図２は、この実施形態に係る振動子１Ａを示す。振動子１Ａは、固定部２と、固定部２から突出する一対の検出振動片１３Ａ、１３Ｂと、固定部２から突出する一対の支持部５と、支持部５の先端に設けられている駆動振動片１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄとを備えている。駆動時には、図１に示すように、各駆動振動片１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄが、支持部５への付け根を中心として矢印Ａのように屈曲振動する。この状態で、図２に示すように、振動子１Ａを、振動子１Ａに略垂直に延びる回転軸Ｚの周りに回転させる。すると、支持部５が固定部２への付け根を中心として矢印Ｂのように屈曲振動し、各検出振動片１３Ａ、１３Ｂがその反作用によって固定部２への付け根を中心として矢印Ｃのように屈曲振動する。各検出振動片１３Ａ、１３Ｂにおいて発生した電気信号に基づいて、Ｚ軸を中心とする回転角速度を算出する。１７、１８は貫通孔であり、１９は駆動電極であり、２０は検出電極である。
【００３２】ここで、固定部２上には端子部４が設けられている。各端子部４と、駆動振動片、検出振動片上の電極とは、図示しない配線を通して電気的に接続されている。前述した各ボンディングワイヤが各端子に対して電気的に接続される。
【００３３】この際、図１、図２の例においては、第一の発明に従い、基部２を中心線２ｃに沿って分けたときの一方の側２ａ内に端子部４が設けられている。そして、各ボンディングワイヤ３の一端は、基板７上の端子部６に対して接合されている。ボンディングワイヤ３の他端は、固定部２の一方の側２ａ内にある端子部４に対して結合されている。ボンディングワイヤ３の他端は、固定部２の他方の側２ｂ内には接合されていない。
【００３４】このような支持構造を採用すると、振動子１Ａが、図２において、振動子１ＡがＸ軸方向へと向かって容易に変位できる形で柔軟に支持される。
【００３５】図３〜図６は、いずれも、第一の発明に係る支持構造を模式的に示す平面図である。図３（ａ）、図３（ｂ）、図４（ａ）、図４（ｂ）、図５（ａ）、図５（ｂ）においては、図１に示す振動子１Ａのうち、固定部２およびその周辺のみを図示してある。いずれの例においても、基部２を中心線２ｃに沿って分けたときの一方の側２ａ内に端子部４が設けられている。そして、各ボンディングワイヤ３の一端は、基板７上の端子部６に対して接合されている。ボンディングワイヤ３の他端は、固定部２の一方の側２ａ内にある端子部４に対して結合されている。
【００３６】好適な実施形態においては、ボンディングワイヤが、基板７から見て固定部の中心線２ｃおよび固定部の中心線に対して他方の側２ｂの上方を通過する。このような形態のボンディングワイヤを採用することによって、ボンディングワイヤの変位が一層容易になり、駆動ドリフトの低減に有効である。
【００３７】図６はこの実施形態に係るものである。図６（ａ）は、複数本、例えば４本のボンディングワイヤ８を、振動子１Ａの固定部２上に取り付ける直前の状態を示し、図６（ｂ）は、ボンディングワイヤ８を、振動子１Ａの固定部２に取り付けた状態を示す。
【００３８】各ボンディングワイヤ８は、アーチ状に湾曲した本体８ｂと、本体８ｂの一端に設けられた取り付け部８ｃと、本体８ｂの他端に設けられた取り付け部８ａとを備えている。取り付け部８ａを、固定部２の一方の側２ａに取り付けて固定し、取り付け部８ｃを基板７上に固定する。この結果、各ボンディングワイヤ８は、固定部２の上の空間を通り、固定部の中心線２ｃおよび他方の側２ｂ上を通過し、更に固定部２のある平面を通過して基板７上に達することになる。
【００３９】なお、図６の例においては、各ボンディングワイヤ８の取り付け部８ａがボンディングワイヤの内側を向いている。しかし、例えば図７に示すように、固定部２側の取り付け部８ｄが、ボンディングワイヤ８Ａから見て外側を向くようにできる。
【００４０】第二の発明においては、ボンディングワイヤ内に空隙部を形成することによって、振動子を柔軟に支持し、一部温度領域における駆動インピーダンスの上昇を抑制する。図８〜図１３はこの実施形態に係るものである。
【００４１】第二の発明においては、空隙部の形態は特に限定されず、円形、矩形など任意の平面的形状を有していてよい。図８（ａ）のボンディングワイヤ９には、円形の空隙部９ａが列状に多数形成されている。図８（ｂ）のボンディングワイヤ１０は、長尺部１０ｃに拡幅部１０ａが設けられており、この中に矩形の空隙部１０ｂが形成されている。
【００４２】図９、図１０、図１１は、第二の発明の実施形態に係る支持構造の組み立て例を示す。図９には、導電性材料からなる枠体１１を示す。枠体１１には、振動子を配置することを意図した中央穴１１ａが設けられている。本例の枠体１１は基板表面上に載置されている。
【００４３】図１０においては、枠体１１上に絶縁体１２を載置した状態を示した。絶縁体１２は、外枠１２ａと、外枠１２ａから中央穴１１ａへと向かって突出する突出部１２ｂとを備えている。図１１においては、絶縁体１２上に各ボンディングワイヤ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃを載置した状態を示す。各ボンディングワイヤ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃの先端部分１７は、振動子の固定部上の端子部４へと接続される。各ボンディングワイヤ１６Ｃには、更に空隙部１８が形成されている。
【００４４】図１２においては、絶縁体１２上に各ボンディングワイヤ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｄを載置した状態を示す。各ボンディングワイヤ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｄの先端部分１７は、振動子の固定部上の端子部４へと接続される。各ボンディングワイヤ１６Ｄには、更に空隙部１８Ａが形成されている。
【００４５】図１３においては、絶縁体１２上に各ボンディングワイヤ１６Ｄ、１６Ｅ、１６Ｆを載置した状態を示す。各ボンディングワイヤ１６Ｅ、１６Ｆ、１６Ｄの先端部分１７は、振動子の固定部上の端子部４へと接続される。各ボンディングワイヤ１６Ｄには、更に空隙部１８Ａが形成されている。
【００４６】第三の発明においては、前記ボンディングワイヤ内に幅または厚さの小さい部分を形成することによって、振動子を柔軟に支持する。図１４（ａ）、（ｂ）はこうしたボンディングワイヤを例示する図である。図１４（ａ）においては、ボンディングワイヤ２２は帯状を呈しており、ボンディングワイヤ２２が、一定幅の本体部分２２ａと、幅の相対的に小さい狭幅部分２２ｂとを備えている。また、図１４（ｂ）においては、ボンディングワイヤ２３は、一定厚さの本体部分２３ａと、厚さの相対的に小さい薄膜部２３ｂとを備えている。
【００４７】第四の発明においては、ボンディングワイヤを帯状物によって形成し、かつ帯状物にねじれ部分を形成している。これによって、振動子が少なくとも２方向に振動変位しやすくなり、振動子を柔軟に支持できる。図１５〜図１９はこの実施形態に係るものである。
【００４８】図１５は、本例の支持構造を模式的に示す平面図であり、図１６は、図１５の支持構造をＹ軸方向から見た模式的正面図であり、図１７は、図１５の支持構造をＸ軸方向から見た模式的正面図である。本例においては２種類のボンディングワイヤ２５、２６を使用している。ボンディングワイヤ２６は、曲折部分２６ａと、基板７への取り付け部分２６ｂとを備えている。ボンディングワイヤ２５は、帯状物をねじることによって形成されている。ボンディングワイヤ２５は、具体的には、基板２への取り付け部分２５ａ、基板７への取り付け部分２５ｃ、およびこれらを連結する本体部分２５ｂを備えている。取り付け部分２５ａ、２５ｃは、Ｘ−Ｙ平面に対して略平行に延びている。本体部分２５ｂは、取り付け部分２５ａ、２５ｃに対してねじられており、Ｙ−Ｚ平面に対して略平行に延びている。このような形態のボンディングワイヤ２５を使用すると、本体部分２５ｂに対して略垂直な方向（Ｘ軸方向）へと向かって振動子が柔軟に支持される。
【００４９】図１８は、第四の発明の実施形態に係るボンディングワイヤ３０を示す斜視図である。図１８は、例えば４個のボンディングワイヤ３０を示した。ボンディングワイヤ３０は、基板へと矢印Ｆのように取り付けられる。取り付け部３０ａから、細長い帯状部３０ｂが立ち上がっており、連結部３０ｃを通して、略コの字形状の曲折部３０ｄを通過し、取り付け部３０ｅに至る。取り付け部３０ｅは、矢印Ｅのように、振動子の固定部２に対して取り付けられるものである。
【００５０】ここで、本例のボンディングワイヤ３０は全体として帯状物からなっている。そして、ボンディングワイヤ３０は、主としてＸ−Ｚ平面内で変形しやすい立ち上がり部３０ｂと、主としてＺ−Ｙ平面内で変形しやすい曲折部３０ｄとを備えている。曲折部３０ｄは、立ち上がり部３０ｂに対してねじられた位置関係にある。この結果、ボンディングワイヤ３０の全体が、Ｘ−Ｙ−Ｚ軸のいずれの方向に向かっても、図１９に模式的に示すように容易に変位し得る。
【００５１】図２０は、第五の発明に係る支持構造を示す。本例では、振動子１Ａ下の基板７Ａは、平板部７ａと段差部７ｂとを備えており、振動子１Ａの真下に平板部７ａと段差部７ｂとが存在する。振動子１Ａは、例えば２種類のボンディングワイヤ２８Ａと２８Ｂとによって基板７Ａ上に支持されている。ここで、ボンディングワイヤ２８Ａは２８Ｂよりも長くなる。従って、ボンディングワイヤ２８Ａと２８Ｂとの材質、厚さおよび幅を同じにすると、ボンディングワイヤ２８Ａのバネ定数は、２８Ｂのバネ定数よりも小さくなり、変形し易くなる。そうすると、振動子１Ａにおいて、不要な厚み方向の振動成分が増大しやすくなる。
【００５２】これを防止するためには、ボンディングワイヤ２８Ａと２８Ｂとのバネ定数を同程度とすることが好ましい。このためには以下の方法を例示できる。
（１）ボンディングワイヤ２８Ａの厚さｔ１を２８Ｂの厚さｔ２よりも大きくする。
（２）ボンディングワイヤ２８Ａの幅を２８Ｂの幅よりも大きくする。
（３）ボンディングワイヤ２８Ａの材質を２８Ｂの材質よりも変形しにくい材質にする。
【００５３】
【実施例】図１、図２に示す振動子１Ａを作製し、基板上に実装した。具体的には、厚さ０．１ｍｍの水晶のＺ板のウエハーに、スパッタ法によって、所定位置に、厚さ１００オングストロームのクロム膜と、厚さ１５００オングストロームの金膜とを形成した。ウエハーの両面にレジストをコーティングした。
【００５４】このウエハーを、ヨウ素とヨウ化カリウムとの水溶液に浸漬し、余分な金膜をエッチングによって除去し、更に硝酸セリウムアンモニウムと過塩素酸との水溶液にウエハーを浸漬し、余分なクロム膜をエッチングして除去した。温度８０℃の重フッ化アンモニウムに２０時間ウエハーを浸漬し、ウエハーをエッチングし、振動子１Ａの外形を形成した。メタルマスクを使用して、厚さ１００オングストロームのクロム膜上に厚さ２０００オングストロームの金膜を電極膜として形成した。振動子１Ａの寸法は、縦２ｍｍ、横２ｍｍ、厚さ０．１ｍｍであり、重量は約０．２ｍｇであった。
【００５５】振動子１Ａをパッケージに実装した。ただし、基板７はアルミナセラミックスによって形成し、接点パッドは金によって形成し、枠体１１はＳＵＳによって形成し、絶縁体１２はポリイミド樹脂によって形成した。各ボンディングワイヤは、銅膜線を金によってメッキすることで製造した。各ボンディングワイヤを絶縁体１２に対して接着し、振動子１Ａに対して超音波ボンディングによって接合した。
【００５６】ここで、実施例として、ワイヤボンディングの形態を、図１、図６、図１１、図１４（ａ）、図１４（ｂ）、図１５、図１８に示す各形態とした。
【００５７】そして、各例について、−４０℃から＋８５℃の間の駆動インピーダンスの温度変化を測定した。実施例においては、全温度範囲について駆動インピーダンスはきわめて緩やかに直線的に変化しており、顕著な温度ドリフトは見られなかった。
【００５８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、電気的接続のための端子部を備える振動子を支持するための支持構造であって、振動子を小型化することが可能であり、かつ広い温度範囲にわたって駆動インピーダンスを一定とし、温度ドリフトを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一の発明の実施形態に係る振動子１Ａの支持構造を示す平面図である。
【図２】第一の発明の実施形態に係る振動子１Ａの支持構造を示す平面図である。
【図３】（ａ）は、第一の発明に係る固定部２の支持構造を示す平面図であり、（ｂ）は、第一の発明に係る固定部２の支持構造を示す平面図である。
【図４】（ａ）は、第一の発明に係る固定部２の支持構造を示す平面図であり、（ｂ）は、第一の発明に係る固定部２の支持構造を示す平面図である。
【図５】（ａ）は、第一の発明に係る固定部２の支持構造を示す平面図であり、（ｂ）は、第一の発明に係る固定部２の支持構造を示す平面図である。
【図６】（ａ）は、第一の発明に係る固定部２の支持構造を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の支持構造の模式的平面図である。
【図７】ボンディングワイヤ８Ａを模式的に示す斜視図である。
【図８】（ａ）は、第二の発明で使用するボンディングワイヤ９の一例を示す平面図であり、（ｂ）は、他のボンディングワイヤ１０の一例を示す平面図である。
【図９】基板７上に載置する枠体１１を示す平面図である。
【図１０】枠体１１および絶縁体１２を示す平面図である。
【図１１】枠体１１、絶縁体１２、ボンディングワイヤ１６Ａ、１６Ｂおよび第二の発明に係るボンディングワイヤ１６Ｃを示す平面図である。
【図１２】枠体１１、絶縁体１２、ボンディングワイヤ１６Ａ、１６Ｂおよび第二の発明に係るボンディングワイヤ１６Ｄを示す平面図である。
【図１３】枠体１１、絶縁体１２、ボンディングワイヤ１６Ｅ、１６Ｆおよび第二の発明に係るボンディングワイヤ１６Ｄを示す平面図である。
【図１４】（ａ）は、第三の発明で使用するボンディングワイヤ２２を示す平面図であり、（ｂ）は、第三の発明で使用するボンディングワイヤ２３を示す平面図である。
【図１５】振動子の固定部２をボンディングワイヤ２６および第四の発明に係るボンディングワイヤ２５によって支持している構造を模式的に示す平面図である。
【図１６】図１５の支持構造をＹ軸側から見た模式的正面図である。
【図１７】図１５の支持構造をＸ軸側から見た模式的正面図である。
【図１８】第四の発明で使用するボンディングワイヤ３０を示す斜視図である。
【図１９】ボンディングワイヤ３０を示す斜視図である。
【図２０】高さの異なるボンディングワイヤ２８Ａ、２８Ｂによって振動子１Ａを支持している構造を示す正面図である。
【符号の説明】１Ａ 振動子 ２ 固定部 ２ａ 一方の側
２ｂ 他方の側 ２ｃ 中心線 ３ ボンディングワイヤ
４、６ 端子部 ７ 基板 ８、８Ａ 湾曲したボンディングワイヤ ９、１０、１６Ｃ、１６Ｄ 空隙部の設けられたボンディングワイヤ ９ａ、１０ｂ、１８、１８Ａ、１８Ｂ 空隙部 １１ 枠体
２２ 幅の小さい部分が設けられたボンディングワイヤ ２２ｂ幅の小さい部分 ２３ 厚さの小さい部分が設けられたボンディングワイヤ ２３ｂ 厚さの小さい部分が設けられたボンディングワイヤ
２５、３０ ねじれ部分を有する帯状物からなるボンディングワイヤ
【発明の属する技術分野】本発明は、振動子の支持構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】特許文献１には、振動型ジャイロスコープ用の振動子を支持部材によって支持するのに際して、支持部材を細長い棒状物とし、支持部材を複雑に曲折させ、振動子を支持している。支持部材を振動子上の電極に対して電気的に接続することも記載されている。特許文献１記載の支持構造で、振動子が、２枚の圧電板を貼り合わせてなる柱状の振動子である。そして、振動子の厚み方向中央を通る平面において、振動のノード点近傍を支持する。これによって、振動が外部へと漏れにくいようにし、振動子の振動を安定化させ、角速度の検出精度の向上を試みている。
【特許文献２】
特開２００３−２８６４８号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、例えば振動子が一層小型化してくると、このような支持構造によっても、例えば高温領域において、かなり大きい温度ドリフトが発生することがあった。例えば、低温〜室温領域で駆動インピーダンスが一定していても、６０℃〜７０℃から駆動インピーダンスが立ち上がり、温度ドリフトを生じさせることがあった。
【０００４】本発明の課題は、電気的接続のための端子部を備える振動子を支持するための支持構造であって、振動子を小型化することが可能であり、かつ広い温度範囲にわたって駆動インピーダンスを一定とし、温度ドリフトを低減できるようにすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】第一の発明は、固定部および屈曲振動片を備える振動子を支持するための支持構造であって、
基板、および前記基板表面上に支持されており、振動子の固定部に対して接合されるべき複数のボンディングワイヤを備えており、振動子をボンディングワイヤによって基板に接触しない状態で支持し、かつ複数のボンディングワイヤが、固定部の中心線に対して一方の側に対して接続されていることを特徴とする。
【０００６】本発明者は、振動子の端子部に対して電気信号を供給したり、あるいは振動子の端子部から電気信号をパッケージ基板に伝送するためのボンディングワイヤに着目した。そして、基板上に固定されたボンディングワイヤを振動子に対して接合し、振動子を基板から浮上した状態で支持することを想到した。振動子を小型化することによって、振動子を浮上状態で支持するのに必要な構造強度が、ボンディングワイヤによって得られる。
【０００７】しかし、このような支持方法によっても、例えば高温領域において、かなり大きい温度ドリフトが発生することがあった。本発明者は、こうした一部温度範囲における温度ドリフトの原因について検討した結果、以下の知見を得た。例えば本発明者が設定したあるモデル系では、駆動周波数ｆｄが４０ｋＨｚ近辺であり、離調周波数Δｆが１ｋＨｚ近辺である。この場合、比較的リジッドに振動子を基板表面にボンディングワイヤで支持すると、支持構造全体の共振周波数ｆｒが上昇し、駆動周波数ｆｄに接近することがあった。この場合には、例えば高温領域や低温領域など一部温度領域において、駆動インピーダンスが上昇し、温度ドリフトが生ずることがある。
【０００８】第一の発明においては、複数のボンディングワイヤが、固定部の中心線に対して一方の側に対して接続する構造を採用することによって、振動子を柔軟に支持し、一部温度領域における駆動インピーダンスの上昇を抑制することができる。
【０００９】第二の発明は、固定部および屈曲振動片を備える振動子を支持するための支持構造であって、
基板、および基板表面上に支持されており、振動子の固定部に対して接合されるべきボンディングワイヤを備えており、振動子をボンディングワイヤによって基板に接触しない状態で支持し、かつボンディングワイヤ内に空隙部が形成されていることを特徴とする。
【００１０】第二の発明においては、前記ボンディングワイヤ内に空隙部を形成することによって、振動子を柔軟に支持し、一部温度領域における駆動インピーダンスの上昇を抑制できるように、支持構造全体の共振周波数を制御することができる。
【００１１】第三の発明は、固定部および屈曲振動片を備える振動子を支持するための支持構造であって、
基板、および基板表面上に支持されており、振動子の固定部に対して接合されるべきボンディングワイヤを備えており、振動子をボンディングワイヤによって基板に接触しない状態で支持し、かつボンディングワイヤが、幅または厚さの小さい部分を備えていることを特徴とする。
【００１２】第三の発明においては、前記ボンディングワイヤ内に幅または厚さの小さい部分を形成することによって、振動子を柔軟に支持し、一部温度領域における駆動インピーダンスの上昇を抑制できるように、支持構造全体の共振周波数を制御することができる。
【００１３】第四の発明は、固定部および屈曲振動片を備える振動子を支持するための支持構造であって、
基板、および基板表面上に支持されており、振動子の固定部に対して接合されるべきボンディングワイヤを備えており、振動子を前記ボンディングワイヤによって基板に接触しない状態で支持し、かつボンディングワイヤが、ねじれ部分を有する帯状物からなることを特徴とする。
【００１４】第四の発明においては、前記ボンディングワイヤを帯状物によって形成し、かつ帯状物にねじれ部分を形成している。これによって、振動子が少なくとも２方向に振動変位しやすくなり、振動子を柔軟に支持し、一部温度領域における駆動インピーダンスの上昇を抑制できるように、支持構造全体の共振周波数を制御することができる。
【００１５】第五の発明においては、少なくとも一対の前記ボンディングワイヤの一方の形状または材質が他方と異なり、かつ一対のボンディングワイヤが同等のバネ定数を有する。
これによって、一対のボンディングワイヤの形状や材質と異なる場合に同等のバネ定数を与えることで、振動子の不要な振動モードに基づく温度ドリフトを低減できる。
【００１６】ここで、同等のバネ定数とは以下の意味である。
少なくとも１方向のワイヤ曲げ、または伸縮に対する弾性が同等であることを意味する。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、適宜図面を参照しつつ、本発明を更に詳細に説明する。
【００１８】振動子の材質は限定されないが、圧電単結晶が好ましく、水晶、ニオブ酸リチウム単結晶、タンタル酸リチウム単結晶、ニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウム固溶体単結晶、ホウ酸リチウム単結晶、ランガサイト単結晶等からなる圧電単結晶が特に好ましい。
【００１９】振動子の寸法は限定されない。しかし、振動子の重量や寸法が大きいと、ボンディングワイヤに加わる重力が大きくなり、長期間経過時にボンディングワイヤが変形する可能性がある。このため、ボンディングワイヤの変形による振動への影響を抑制するという観点からは、振動子の幅を１０ｍｍ以下とすることが好ましく、５ｍｍ以下とすることがさらに好ましい。また、同様の観点からは、振動子の重量を５ｍｇ以下とすることが好ましく、１ｍｇ以下とすることが一層好ましい。また、振動子の厚さを０．３ｍｍ以下とすることが好ましく、０．２ｍｍ以下とすることが更に好ましい。
【００２０】基板の材質は特に限定されず、いわゆるパッケージ用途に用いられている絶縁性材料、例えばセラミックス、ガラス、樹脂を使用できる。
【００２１】ボンディングワイヤの振動子への接合方法は限定されないが、超音波ボンディング、スポット溶接、導電性接着剤、半田付けが好ましい。
【００２２】ボンディングワイヤは、振動子の端子部に対して電気的に接続されている。ここで、好適な実施形態においては、ボンディングワイヤが振動子の端子部に対して接合されている。しかし、ボンディングワイヤは、端子部に対して直接接合されている必要はない。例えば、ボンディングワイヤの先端を振動子の端子部以外の領域に対して接合し、ボンディングワイヤの先端と端子部とを、例えば振動子上の配線や振動子とは別体の電線を通して、電気的に接続することができる。
【００２３】振動子は、基板に直接接触しない状態で支持する必要があり、これによって振動子の振動の阻害を防止する。好適な実施形態においては、振動子と基板との間隔は、０．１ｍｍ以上であり、更に好ましくは０．２ｍｍ以上である。
【００２４】ボンディングワイヤの材質は特に限定されないが、導電性材料である必要があり，また柔軟性ないし可撓性を有する材料であることが好ましい。この観点からは、金めっき付銅、金めっき付ニッケル、ニッケル、アルミニウムが好ましい。
【００２５】ボンディングワイヤの幅と厚さは特に限定されないが、振動子を長期間にわたって安定して支持するという観点からは、幅２５μｍ、厚さ１０μｍ以上であることが好ましく、幅５０μｍ、厚さ２０μｍ以上であることが更に好ましい。また、支持構造全体の小型化という観点からは、幅２００μｍ、厚さ８０μｍ以下であることが好ましく、幅１００μｍ、厚さ４０μｍ以下であることが更に好ましい。
【００２６】ボンディングワイヤによって振動子の上面を支持することができる。この場合は、振動子がボンディングワイヤの端部から下へと向かってつり下げられる。この形態は、支持構造全体の厚さを低減するという観点から好適である。
【００２７】あるいは、ボンディングワイヤによって振動子の下面を支持することができる。この形態は、振動子を長期間にわたって安定に支持するという観点からは好適である。
【００２８】基板の種類は特に限定されないが、パッケージ用基板であることが好ましい。
【００２９】好適な実施形態においては、振動子が、回転角速度を検出するための振動型ジャイロスコープ用の振動子である。
【００３０】振動子の形態は限定されない。好適な実施形態においては、振動子が、屈曲振動片と、この屈曲振動片を固定する固定部とを備えており、この固定部がボンディングワイヤに対して接合されている。これによって、振動片の屈曲振動に対する支持構造の影響を最小限に抑えることができ、支持構造の影響による振動子ごとの振動状態のバラツキを抑制できる。
【００３１】図１、図２は、この実施形態に係る振動子１Ａを示す。振動子１Ａは、固定部２と、固定部２から突出する一対の検出振動片１３Ａ、１３Ｂと、固定部２から突出する一対の支持部５と、支持部５の先端に設けられている駆動振動片１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄとを備えている。駆動時には、図１に示すように、各駆動振動片１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄが、支持部５への付け根を中心として矢印Ａのように屈曲振動する。この状態で、図２に示すように、振動子１Ａを、振動子１Ａに略垂直に延びる回転軸Ｚの周りに回転させる。すると、支持部５が固定部２への付け根を中心として矢印Ｂのように屈曲振動し、各検出振動片１３Ａ、１３Ｂがその反作用によって固定部２への付け根を中心として矢印Ｃのように屈曲振動する。各検出振動片１３Ａ、１３Ｂにおいて発生した電気信号に基づいて、Ｚ軸を中心とする回転角速度を算出する。１７、１８は貫通孔であり、１９は駆動電極であり、２０は検出電極である。
【００３２】ここで、固定部２上には端子部４が設けられている。各端子部４と、駆動振動片、検出振動片上の電極とは、図示しない配線を通して電気的に接続されている。前述した各ボンディングワイヤが各端子に対して電気的に接続される。
【００３３】この際、図１、図２の例においては、第一の発明に従い、基部２を中心線２ｃに沿って分けたときの一方の側２ａ内に端子部４が設けられている。そして、各ボンディングワイヤ３の一端は、基板７上の端子部６に対して接合されている。ボンディングワイヤ３の他端は、固定部２の一方の側２ａ内にある端子部４に対して結合されている。ボンディングワイヤ３の他端は、固定部２の他方の側２ｂ内には接合されていない。
【００３４】このような支持構造を採用すると、振動子１Ａが、図２において、振動子１ＡがＸ軸方向へと向かって容易に変位できる形で柔軟に支持される。
【００３５】図３〜図６は、いずれも、第一の発明に係る支持構造を模式的に示す平面図である。図３（ａ）、図３（ｂ）、図４（ａ）、図４（ｂ）、図５（ａ）、図５（ｂ）においては、図１に示す振動子１Ａのうち、固定部２およびその周辺のみを図示してある。いずれの例においても、基部２を中心線２ｃに沿って分けたときの一方の側２ａ内に端子部４が設けられている。そして、各ボンディングワイヤ３の一端は、基板７上の端子部６に対して接合されている。ボンディングワイヤ３の他端は、固定部２の一方の側２ａ内にある端子部４に対して結合されている。
【００３６】好適な実施形態においては、ボンディングワイヤが、基板７から見て固定部の中心線２ｃおよび固定部の中心線に対して他方の側２ｂの上方を通過する。このような形態のボンディングワイヤを採用することによって、ボンディングワイヤの変位が一層容易になり、駆動ドリフトの低減に有効である。
【００３７】図６はこの実施形態に係るものである。図６（ａ）は、複数本、例えば４本のボンディングワイヤ８を、振動子１Ａの固定部２上に取り付ける直前の状態を示し、図６（ｂ）は、ボンディングワイヤ８を、振動子１Ａの固定部２に取り付けた状態を示す。
【００３８】各ボンディングワイヤ８は、アーチ状に湾曲した本体８ｂと、本体８ｂの一端に設けられた取り付け部８ｃと、本体８ｂの他端に設けられた取り付け部８ａとを備えている。取り付け部８ａを、固定部２の一方の側２ａに取り付けて固定し、取り付け部８ｃを基板７上に固定する。この結果、各ボンディングワイヤ８は、固定部２の上の空間を通り、固定部の中心線２ｃおよび他方の側２ｂ上を通過し、更に固定部２のある平面を通過して基板７上に達することになる。
【００３９】なお、図６の例においては、各ボンディングワイヤ８の取り付け部８ａがボンディングワイヤの内側を向いている。しかし、例えば図７に示すように、固定部２側の取り付け部８ｄが、ボンディングワイヤ８Ａから見て外側を向くようにできる。
【００４０】第二の発明においては、ボンディングワイヤ内に空隙部を形成することによって、振動子を柔軟に支持し、一部温度領域における駆動インピーダンスの上昇を抑制する。図８〜図１３はこの実施形態に係るものである。
【００４１】第二の発明においては、空隙部の形態は特に限定されず、円形、矩形など任意の平面的形状を有していてよい。図８（ａ）のボンディングワイヤ９には、円形の空隙部９ａが列状に多数形成されている。図８（ｂ）のボンディングワイヤ１０は、長尺部１０ｃに拡幅部１０ａが設けられており、この中に矩形の空隙部１０ｂが形成されている。
【００４２】図９、図１０、図１１は、第二の発明の実施形態に係る支持構造の組み立て例を示す。図９には、導電性材料からなる枠体１１を示す。枠体１１には、振動子を配置することを意図した中央穴１１ａが設けられている。本例の枠体１１は基板表面上に載置されている。
【００４３】図１０においては、枠体１１上に絶縁体１２を載置した状態を示した。絶縁体１２は、外枠１２ａと、外枠１２ａから中央穴１１ａへと向かって突出する突出部１２ｂとを備えている。図１１においては、絶縁体１２上に各ボンディングワイヤ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃを載置した状態を示す。各ボンディングワイヤ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃの先端部分１７は、振動子の固定部上の端子部４へと接続される。各ボンディングワイヤ１６Ｃには、更に空隙部１８が形成されている。
【００４４】図１２においては、絶縁体１２上に各ボンディングワイヤ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｄを載置した状態を示す。各ボンディングワイヤ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｄの先端部分１７は、振動子の固定部上の端子部４へと接続される。各ボンディングワイヤ１６Ｄには、更に空隙部１８Ａが形成されている。
【００４５】図１３においては、絶縁体１２上に各ボンディングワイヤ１６Ｄ、１６Ｅ、１６Ｆを載置した状態を示す。各ボンディングワイヤ１６Ｅ、１６Ｆ、１６Ｄの先端部分１７は、振動子の固定部上の端子部４へと接続される。各ボンディングワイヤ１６Ｄには、更に空隙部１８Ａが形成されている。
【００４６】第三の発明においては、前記ボンディングワイヤ内に幅または厚さの小さい部分を形成することによって、振動子を柔軟に支持する。図１４（ａ）、（ｂ）はこうしたボンディングワイヤを例示する図である。図１４（ａ）においては、ボンディングワイヤ２２は帯状を呈しており、ボンディングワイヤ２２が、一定幅の本体部分２２ａと、幅の相対的に小さい狭幅部分２２ｂとを備えている。また、図１４（ｂ）においては、ボンディングワイヤ２３は、一定厚さの本体部分２３ａと、厚さの相対的に小さい薄膜部２３ｂとを備えている。
【００４７】第四の発明においては、ボンディングワイヤを帯状物によって形成し、かつ帯状物にねじれ部分を形成している。これによって、振動子が少なくとも２方向に振動変位しやすくなり、振動子を柔軟に支持できる。図１５〜図１９はこの実施形態に係るものである。
【００４８】図１５は、本例の支持構造を模式的に示す平面図であり、図１６は、図１５の支持構造をＹ軸方向から見た模式的正面図であり、図１７は、図１５の支持構造をＸ軸方向から見た模式的正面図である。本例においては２種類のボンディングワイヤ２５、２６を使用している。ボンディングワイヤ２６は、曲折部分２６ａと、基板７への取り付け部分２６ｂとを備えている。ボンディングワイヤ２５は、帯状物をねじることによって形成されている。ボンディングワイヤ２５は、具体的には、基板２への取り付け部分２５ａ、基板７への取り付け部分２５ｃ、およびこれらを連結する本体部分２５ｂを備えている。取り付け部分２５ａ、２５ｃは、Ｘ−Ｙ平面に対して略平行に延びている。本体部分２５ｂは、取り付け部分２５ａ、２５ｃに対してねじられており、Ｙ−Ｚ平面に対して略平行に延びている。このような形態のボンディングワイヤ２５を使用すると、本体部分２５ｂに対して略垂直な方向（Ｘ軸方向）へと向かって振動子が柔軟に支持される。
【００４９】図１８は、第四の発明の実施形態に係るボンディングワイヤ３０を示す斜視図である。図１８は、例えば４個のボンディングワイヤ３０を示した。ボンディングワイヤ３０は、基板へと矢印Ｆのように取り付けられる。取り付け部３０ａから、細長い帯状部３０ｂが立ち上がっており、連結部３０ｃを通して、略コの字形状の曲折部３０ｄを通過し、取り付け部３０ｅに至る。取り付け部３０ｅは、矢印Ｅのように、振動子の固定部２に対して取り付けられるものである。
【００５０】ここで、本例のボンディングワイヤ３０は全体として帯状物からなっている。そして、ボンディングワイヤ３０は、主としてＸ−Ｚ平面内で変形しやすい立ち上がり部３０ｂと、主としてＺ−Ｙ平面内で変形しやすい曲折部３０ｄとを備えている。曲折部３０ｄは、立ち上がり部３０ｂに対してねじられた位置関係にある。この結果、ボンディングワイヤ３０の全体が、Ｘ−Ｙ−Ｚ軸のいずれの方向に向かっても、図１９に模式的に示すように容易に変位し得る。
【００５１】図２０は、第五の発明に係る支持構造を示す。本例では、振動子１Ａ下の基板７Ａは、平板部７ａと段差部７ｂとを備えており、振動子１Ａの真下に平板部７ａと段差部７ｂとが存在する。振動子１Ａは、例えば２種類のボンディングワイヤ２８Ａと２８Ｂとによって基板７Ａ上に支持されている。ここで、ボンディングワイヤ２８Ａは２８Ｂよりも長くなる。従って、ボンディングワイヤ２８Ａと２８Ｂとの材質、厚さおよび幅を同じにすると、ボンディングワイヤ２８Ａのバネ定数は、２８Ｂのバネ定数よりも小さくなり、変形し易くなる。そうすると、振動子１Ａにおいて、不要な厚み方向の振動成分が増大しやすくなる。
【００５２】これを防止するためには、ボンディングワイヤ２８Ａと２８Ｂとのバネ定数を同程度とすることが好ましい。このためには以下の方法を例示できる。
（１）ボンディングワイヤ２８Ａの厚さｔ１を２８Ｂの厚さｔ２よりも大きくする。
（２）ボンディングワイヤ２８Ａの幅を２８Ｂの幅よりも大きくする。
（３）ボンディングワイヤ２８Ａの材質を２８Ｂの材質よりも変形しにくい材質にする。
【００５３】
【実施例】図１、図２に示す振動子１Ａを作製し、基板上に実装した。具体的には、厚さ０．１ｍｍの水晶のＺ板のウエハーに、スパッタ法によって、所定位置に、厚さ１００オングストロームのクロム膜と、厚さ１５００オングストロームの金膜とを形成した。ウエハーの両面にレジストをコーティングした。
【００５４】このウエハーを、ヨウ素とヨウ化カリウムとの水溶液に浸漬し、余分な金膜をエッチングによって除去し、更に硝酸セリウムアンモニウムと過塩素酸との水溶液にウエハーを浸漬し、余分なクロム膜をエッチングして除去した。温度８０℃の重フッ化アンモニウムに２０時間ウエハーを浸漬し、ウエハーをエッチングし、振動子１Ａの外形を形成した。メタルマスクを使用して、厚さ１００オングストロームのクロム膜上に厚さ２０００オングストロームの金膜を電極膜として形成した。振動子１Ａの寸法は、縦２ｍｍ、横２ｍｍ、厚さ０．１ｍｍであり、重量は約０．２ｍｇであった。
【００５５】振動子１Ａをパッケージに実装した。ただし、基板７はアルミナセラミックスによって形成し、接点パッドは金によって形成し、枠体１１はＳＵＳによって形成し、絶縁体１２はポリイミド樹脂によって形成した。各ボンディングワイヤは、銅膜線を金によってメッキすることで製造した。各ボンディングワイヤを絶縁体１２に対して接着し、振動子１Ａに対して超音波ボンディングによって接合した。
【００５６】ここで、実施例として、ワイヤボンディングの形態を、図１、図６、図１１、図１４（ａ）、図１４（ｂ）、図１５、図１８に示す各形態とした。
【００５７】そして、各例について、−４０℃から＋８５℃の間の駆動インピーダンスの温度変化を測定した。実施例においては、全温度範囲について駆動インピーダンスはきわめて緩やかに直線的に変化しており、顕著な温度ドリフトは見られなかった。
【００５８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、電気的接続のための端子部を備える振動子を支持するための支持構造であって、振動子を小型化することが可能であり、かつ広い温度範囲にわたって駆動インピーダンスを一定とし、温度ドリフトを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一の発明の実施形態に係る振動子１Ａの支持構造を示す平面図である。
【図２】第一の発明の実施形態に係る振動子１Ａの支持構造を示す平面図である。
【図３】（ａ）は、第一の発明に係る固定部２の支持構造を示す平面図であり、（ｂ）は、第一の発明に係る固定部２の支持構造を示す平面図である。
【図４】（ａ）は、第一の発明に係る固定部２の支持構造を示す平面図であり、（ｂ）は、第一の発明に係る固定部２の支持構造を示す平面図である。
【図５】（ａ）は、第一の発明に係る固定部２の支持構造を示す平面図であり、（ｂ）は、第一の発明に係る固定部２の支持構造を示す平面図である。
【図６】（ａ）は、第一の発明に係る固定部２の支持構造を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の支持構造の模式的平面図である。
【図７】ボンディングワイヤ８Ａを模式的に示す斜視図である。
【図８】（ａ）は、第二の発明で使用するボンディングワイヤ９の一例を示す平面図であり、（ｂ）は、他のボンディングワイヤ１０の一例を示す平面図である。
【図９】基板７上に載置する枠体１１を示す平面図である。
【図１０】枠体１１および絶縁体１２を示す平面図である。
【図１１】枠体１１、絶縁体１２、ボンディングワイヤ１６Ａ、１６Ｂおよび第二の発明に係るボンディングワイヤ１６Ｃを示す平面図である。
【図１２】枠体１１、絶縁体１２、ボンディングワイヤ１６Ａ、１６Ｂおよび第二の発明に係るボンディングワイヤ１６Ｄを示す平面図である。
【図１３】枠体１１、絶縁体１２、ボンディングワイヤ１６Ｅ、１６Ｆおよび第二の発明に係るボンディングワイヤ１６Ｄを示す平面図である。
【図１４】（ａ）は、第三の発明で使用するボンディングワイヤ２２を示す平面図であり、（ｂ）は、第三の発明で使用するボンディングワイヤ２３を示す平面図である。
【図１５】振動子の固定部２をボンディングワイヤ２６および第四の発明に係るボンディングワイヤ２５によって支持している構造を模式的に示す平面図である。
【図１６】図１５の支持構造をＹ軸側から見た模式的正面図である。
【図１７】図１５の支持構造をＸ軸側から見た模式的正面図である。
【図１８】第四の発明で使用するボンディングワイヤ３０を示す斜視図である。
【図１９】ボンディングワイヤ３０を示す斜視図である。
【図２０】高さの異なるボンディングワイヤ２８Ａ、２８Ｂによって振動子１Ａを支持している構造を示す正面図である。
【符号の説明】１Ａ 振動子 ２ 固定部 ２ａ 一方の側
２ｂ 他方の側 ２ｃ 中心線 ３ ボンディングワイヤ
４、６ 端子部 ７ 基板 ８、８Ａ 湾曲したボンディングワイヤ ９、１０、１６Ｃ、１６Ｄ 空隙部の設けられたボンディングワイヤ ９ａ、１０ｂ、１８、１８Ａ、１８Ｂ 空隙部 １１ 枠体
２２ 幅の小さい部分が設けられたボンディングワイヤ ２２ｂ幅の小さい部分 ２３ 厚さの小さい部分が設けられたボンディングワイヤ ２３ｂ 厚さの小さい部分が設けられたボンディングワイヤ
２５、３０ ねじれ部分を有する帯状物からなるボンディングワイヤ
Claims (8)
- 固定部および屈曲振動片を備える振動子を支持するための支持構造であって、
基板、および前記基板表面上に支持されており、前記振動子の前記固定部に対して接合されるべき複数のボンディングワイヤを備えており、前記振動子を前記ボンディングワイヤによって前記基板に接触しない状態で支持し、かつ前記複数のボンディングワイヤが、前記固定部の中心線に対して一方の側に対して接続されていることを特徴とする、振動子の支持構造。 - 前記ボンディングワイヤが、前記基板から見て前記固定部の中心線および前記固定部の中心線に対して他方の側の上方を通過することを特徴とする、請求項１記載の支持構造。
- 固定部および屈曲振動片を備える振動子を支持するための支持構造であって、
基板、および前記基板表面上に支持されており、前記振動子の前記固定部に対して接合されるべきボンディングワイヤを備えており、前記振動子を前記ボンディングワイヤによって前記基板に接触しない状態で支持し、かつ前記ボンディングワイヤ内に空隙部が形成されていることを特徴とする、振動子の支持構造。 - 固定部および屈曲振動片を備える振動子を支持するための支持構造であって、
基板、および前記基板表面上に支持されており、前記振動子の前記固定部に対して接合されるべきボンディングワイヤを備えており、前記振動子を前記ボンディングワイヤによって前記基板に接触しない状態で支持し、かつ前記ボンディングワイヤが、幅または厚さの小さい部分を備えていることを特徴とする、振動子の支持構造。 - 固定部および屈曲振動片を備える振動子を支持するための支持構造であって、
基板、および前記基板表面上に支持されており、前記振動子の前記固定部に対して接合されるべきボンディングワイヤを備えており、前記振動子を前記ボンディングワイヤによって前記基板に接触しない状態で支持し、かつ前記ボンディングワイヤが、ねじれ部分を有する帯状物からなることを特徴とする、振動子の支持構造。 - 固定部および屈曲振動片を備える振動子を支持するための支持構造であって、
基板、および前記基板表面上に支持されており、前記振動子の前記固定部に対して接合されるべき少なくとも一対のボンディングワイヤを備えており、
前記振動子を前記ボンディングワイヤによって前記基板に接触しない状態で支持し、
前記一対の前記ボンディングワイヤの一方の形状または材質が他方と異なり、かつ一対の前記ボンディングワイヤが同等のバネ定数を有することを特徴とする、振動子の支持構造。 - 前記基板がパッケージ用基板であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一つの請求項に記載の支持構造。
- 前記振動子が、回転角速度を検出するための振動型ジャイロスコープ用の振動子であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一つの請求項に記載の支持構造。
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