JP2006105962A - 振動子の支持構造および物理量測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】振動子を用いる物理量測定装置において、検出信号の０点温度ドリフトを低減できるような支持構造を提供することである。
【解決手段】振動子の支持構造は、基板１２、および基板１２上に支持されており、振動子１に対して接合されるボンディングワイヤ１４Ａ、１４Ｂを備えている。振動子１をボンディングワイヤによって基板１２に接触しない状態で支持している。駆動振動モードの振動の共振周波数をｆｄとし、ボンディングワイヤの室温での固有振動数をｆｗとしたとき、（１）の条件が満足される。
条件（１）
（ｆｄ／２）×１．０５≦ｆｗ、または、ｆｗ≦（ｆｄ／２）×０．９５
【選択図】 図５

Description

本発明は、振動子の支持構造および振動型ジャイロスコープ等の物理量測定装置に関するものである。

車体制御システムにおいては、振動型ジャイロスコープおよびその振動子は、幅広い環境温度、即ち高温と低温とにさらされる。このような使用温度範囲は、通常は−４０℃−＋８５℃の範囲にわたっており、一層厳しい仕様では更に広い温度範囲にわたる場合もある。特に、振動子を圧電性単結晶によって形成した場合には、圧電性単結晶の有する温度特性の影響がある。

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。
特開２００３−２８６４８号公報

また、本出願人は、特許文献２において、パッケージ基板上に振動子をボンディングワイヤによって浮上状態で支持することを開示した。このボンディングワイヤは、振動子表面の電極に対して接合されている。
特開２００３−２９４４５０号公報

しかし、これらの支持方法によっても、特定温度領域、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、図３に示すように、低温〜室温領域で０点ジャイロ信号が一定していても、６０℃〜８０℃程度では０点ジャイロ信号が立ち上がることがあった。このような発振状態の異常が発生する振動子を、振動型ジャイロスコープに使用した場合には、検出信号の０点温度ドリフトが大きくなり、最悪の場合にはセンサとして動作しなくなる。

本発明の課題は、振動子を用いる物理量測定装置において、検出信号の０点温度ドリフトを低減できるような支持構造を提供することである。

本発明は、基板、および基板上に支持されており、振動子に対して接合される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ており、駆動振動モードの振動の共振周波数をｆｄとし、ボンディングワイヤの室温での固有振動数をｆｗとしたとき、ｆｄおよびすべてのｆｗが（１）の条件を満足することを特徴とする、振動子の支持構造に係るものである。
条件（１）
（ｆｄ／２）×１．０５≦ ｆｗ、またはｆｗ≦ （ｆｄ／２）×０．９５

また、本発明は、前記支持構造を備えていることを特徴とする、物理量測定装置に係るものである。

本発明者は、たとえば図３に示すようなピーク状温度ドリフトの発生原因について検討し、次の知見を得た。すなわち、パッケージ用基板上のボンディングワイヤの固有振動数ｆｗが、駆動振動モードの振動の共振周波数ｆｄの半分（ｆｄ／２）と近くなる振動モードが、ボンディングワイヤに存在しており、このボンディングワイヤの共振が振動子の振動状態に影響を及ぼし、０点温度ドリフトをもたらすことを突き止めた。そして、ボンディングワイヤの形態を適宜変更することによって、ｆｗをｆｄ／２から所定割合だけ離し、０点温度ドリフトを低減できることを見いだし、本発明に到達した。

ボンディングワイヤの室温での固有振動数ｆｗとは、２５℃において、ボンディングワイヤが有するある振動モードの固有振動数を示す。ｆｗは、インピーダンスアナライザもしくは、レーザードップラー測定装置、X線ラングカメラによって測定可能である。ボンディングワイヤの振動モードは複数あるのが通常なので、ｆｗも各振動モードに応じて複数存在する。本発明においては、すべてのｆｗが（１）の条件を満足する必要がある。

駆動振動モードの振動の共振周波数ｆｄとは、振動子に自励発振回路によって励振される駆動振動モードの固有振動数を示す。ｆｄは、インピーダンスアナライザによって測定可能である。
ただし、（ｆｄ／２）とｆｗの関係について、（ｆｄ／２）×１．０５≦ ｆｗ、ｆｗ≦ （ｆｄ／２）×０．９５の関係を満足する必要があり、両者がこれ以上近いと検出信号のゼロ点温度ドリフトが顕著になる。これは、振動子ごとのｆｗのバラツキや温度特性から、（ｆｄ／２）とｆｗとを上記のように離すことが必要なことが判明したためである。

条件（１）において、ｆｗは、（ｆｄ／２）×１．０５以上であるが、（ｆｄ／２）×１．１０以上であることがさらに好ましい。あるいは、ｆｗは（ｆｄ／２）×０．９５以下であるが、（ｆｄ／２）×０．９０以下であることがさらに好ましい。

好適な実施形態においては、ｆｄおよびｆｗが、さらに以下の条件（２）を満足する。
条件（２）
（２ｆｄ）×１．０３≦ ｆｗ、またはｆｗ≦ （２ｆｄ）×０．９７
ただし、（２ｆｄ）とｆｗの関係について、（２ｆｄ）×１．０３≦ ｆｗ、ｆｗ≦ （２ｆｄ）×０．９７の関係を満足する必要があり、両者がこれ以上近いと検出信号のゼロ点温度ドリフトが顕著になる。これは、振動子ごとのｆｗのバラツキや温度特性から、（２ｆｄ）とｆｗとを上記のように離すことが必要なことが判明したためである。そして、（２ｆｄ）とｆｗとの差の必要量（比率）は、（ｆｄ／２）とｆｗとの差の必要量（比率）よりも小さいことが判明した。このように周波数領域に応じて、共振を回避するのに必要な差の比率が異なることも当業者にとって意外なことである。

条件（２）において、ｆｗは（２ｆｄ）×１．０３以上であるが、（２ｆｄ）×１．０５以上であることがさらに好ましい。あるいは、ｆｗは（２ｆｄ）×０．９７以下であるが、（２ｆｄ）×０．９５以下であることがさらに好ましい。

好適な実施形態においては、ｆｄおよびｆｗが、さらに以下の条件（３）を満足する。
条件（３）
（３ｆｄ）×１．０５≦ ｆｗ、またはｆｗ≦ （３ｆｄ）×０．９５
ただし、（３ｆｄ）とｆｗの関係について、（３ｆｄ）×１．０５≦ ｆｗ、ｆｗ≦ （３ｆｄ）×０．９５の関係を満足する必要があり、両者がこれ以上近いと検出信号のゼロ点温度ドリフトが顕著になる。これは、振動子ごとのｆｗのバラツキや温度特性から、（３ｆｄ）とｆｗとを上記のように離すことが必要なことが判明したためである。

条件（３）において、ｆｗは（３ｆｄ）×１．０５以上であるが、（３ｆｄ）×１．１０以上であることがさらに好ましい。あるいは、ｆｗは（３ｆｄ）×０．９５以下であるが、（３ｆｄ）×０．９０以下であることがさらに好ましい。条件（３）は、条件（１）や条件（２）よりも影響は小さいが、さらに検出信号の０点温度ドリフトを低減できるような支持構造を提供するためには、条件（３）も満たしていることが望ましい。

ｆｄは、振動子の材質、寸法を変化させることによって制御できる。ただし、振動子の設計は、他の様々な要因によって決定されるものであるので、大きく変更できない場合が多い。この場合には、ｆｗを制御することによって条件（１）（２）（３）が満足されるようにする。

ｆｗを制御する方法は特に限定されないが、以下を例示できる。
（１） ボンディングワイヤの太さあるいは幅を途中で変化させる。
（２） ボンディングワイヤを曲げる。
（３） ボンディングワイヤの材質を変更する。
（４） ボンディングワイヤの長さを変更する。

好適な実施形態においては、振動子が、駆動手段が設けられた駆動振動片、検出手段が設けられた検出振動片、および駆動振動片と検出振動片との間に設けられた基部を備えている。好ましくは、この基部と駆動振動片とを接続する細長い接続部を備えている。以下はこの実施形態を中心として本発明を説明するが、本発明はこの型の振動子のみに限定されるものではない。

図１は、本発明の一実施形態に係る振動子１（駆動振動モード）を概略的に示す平面図である。図２は、振動子１の検出振動モードの振動を示す平面図である。

本例の振動子１は、基部２と、基部２から突出する一対の検出振動片３Ａ、３Ｂと、基部２から突出する一対の接続部１０と、各接続部１０の先端に設けられている各駆動振動片４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄとを備えている。各駆動振動片４Ａ〜４Ｄの各主面には、それぞれ細長い溝が形成されており、各駆動振動片４Ａ〜４Ｄの横断面形状は略Ｈ字形状となっている。溝内に駆動電極９が形成されている。各駆動振動片４Ａ〜４Ｄの各先端にはそれぞれ幅広部または重量部５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄが設けられており、各幅広部にはそれぞれ貫通孔７が形成されている。

各検出振動片３Ａ、３Ｂの各主面には、それぞれ細長い溝が形成されており、各検出振動片３Ａ、３Ｂの横断面形状は略Ｈ字形状となっている。溝内に検出電極１０が形成されている。各検出振動片３Ａ、３Ｂの各先端にはそれぞれ幅広部または重量部６Ａ、６Ｂが設けられており、各幅広部にはそれぞれ貫通孔８が形成されている。

図１には駆動モードの振動を示す。駆動時には、各駆動振動片４Ａ〜４Ｄが、それぞれ、接続部５への付け根１１を中心として矢印Ａのように屈曲振動する。この状態で振動子１を、振動子１に略垂直に延びる回転軸Ｚの周りに回転させる。すると、図２に示すように、接続部１０が固定部２への付け根５ａを中心として、矢印Ｂのように屈曲振動する。各検出振動片３Ａ，３Ｂが、それぞれ、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３Ａ、３Ｂ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。

図５（ａ）は、本発明で利用可能な振動子の支持構造を概略的に示す平面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の支持構造の正面図である。

基板１２には中央貫通孔１３Ａが設けられている。本例においては、貫通孔１３Ａは細長い形状、たとえば長方形をしている。基板１２は、貫通孔１３Ａを挟む相対的に幅の広い部分１２ａと、相対的に幅の狭い部分１２ｂとからなる。本例では幅広部１２ａがパッケージに対して固定されている。基板１２の主として貫通孔１３Ａの直上に振動子１が支持されている。本例では、４本のボンディングワイヤ１４Ａと２本のボンディングワイヤ１４Ｂとによって振動子を支持する。各ボンディングワイヤは、基板１２の固定部１２ａ側の対向辺１３ａから基部２に向かって突出している。

ここで、各対向辺１３ａの端から突出する各ボンディングワイヤ１４Ａは、平面的に見て略Ｌ字形状に曲折している。すなわち、ボンディングワイヤ１４Ａは、貫通孔１３に面する対向辺１３ｂと略平行に伸びる幅広部１４ａ、相対的に幅の狭い部分１４ｂおよび対向辺１３ａと略平行に延びる曲折部１４ｃを備えている。曲折部１４ｃの先端が基部２中の電極に対して接合されている。

また、各対向辺１３ａの中央から突出する２本のボンディングワイヤ１４Ｂは、幅広部１４ａと幅狭部１４ｂとからなり、幅狭部１４ｂの先端が固定部２に接合されている。本例では、ボンディングワイヤ１４Ａ、１４Ｂが、相対的に幅の広い部分１４ａと、相対的に幅の狭い部分１４ｂとを備えており、これによってボンディングワイヤ全体の振動の固有振動数を調整することができる。このようなボンディングワイヤの幅の変更は、たとえばボンディングワイヤをエッチングによって成形する際のマスクパターンにおいてマスク幅を変更することによって、容易に実施可能である。

図６の例では、貫通孔１３Ｂの幅を、図５の貫通孔１３Ａに比べて狭くしており、この結果、各ボンディングワイヤの長さが小さくなっている。このようにボンディングワイヤの長さを変更することによって、ボンディングワイヤの振動の固有振動数を変化させることができる。

本例では、基板１２の幅広部１２ａ側の対向辺１３ａからそれぞれ２つのボンディングワイヤ１５が基部２へと向かって突出している。各ボンディングワイヤ１５は、対向辺１３ｂに略平行に延びる部分１５ａと、固定部２へと向かって折れ曲がった曲折部１５ｂとを備えており、曲折部１５ｂの先端が固定部２の電極に接合されている。ここで、１５ａと１５ｂとがなす角θは、図５におけるように直角にすることもできるが、図６に示すように鋭角とすることもできる。この角度θを変更することによって、ボンディングワイヤ全体の固有振動数を変更することができる。

図７、図８は、それぞれ、ボンディングワイヤの固有振動数ｆｗがｆｄ／２に接近することが多い振動モード例を示す。図７、図８の振動モードはともに比較的複雑な振動形態を示しているが、当初の設計時にこのような振動モードの固有振動数ｆｗをシミュレートし、その振動数ｆｗがｆｄ／２から１０％はずれるようにすることで、０点温度ドリフトを著しく低減できる。このような知見は、たとえば振動型ジャイロスコープの設計においてきわめて有用である。

また、各ボンディングワイヤの基板１２への固定位置を、基板のパッケージ等への下地基板への固定位置の近傍に設けることによって、前述した０点温度ドリフトをいっそう低減できる。

図９はこの実施形態に係る支持構造を概略的に示す平面図である。図５に示した各構成部分には同じ符号をつけ、その説明は省略する。図９の例においては、振動子の支持基板１２が、何らかの下地基板に対して所定箇所１６、たとえば６箇所で接合され、固定されている。この固定箇所１６と各ボンディングワイヤの基板１２への接触箇所３０とを接近させることによって、ボンディングワイヤの振動の検出電圧への影響を抑制することができる。この観点からは、基板１２の下地基板への固定箇所１６と各ボンディングワイヤの基板１２への接触箇所３０との間隔Ｌは、０．６ｍｍ以下とすることが好ましく、０．４ｍｍ以下とすることがさらに好ましい。

図１０は、更に他の実施形態に係る支持構造を概略的に示す平面図である。
本例では、ボンディングワイヤ１６を折曲辺１６ａ、１６ｂによって形成するとともに、１６ｂの根元３０を、相対的に幅の小さい非固定部分１２ｂから遠ざけ、基板１２の中心軸であるＸ軸に対して接近させる。基板１２が振動する場合には、特に非固定部分１２ｂの振幅が大きくなる。しかし、ボンディングワイヤ１６の基板１２からの突出部分３０を幅狭部分１２ｂから離してＸ軸に接近させることによって、ボンディングワイヤ１６および振動子１への基板１２の振動の影響を効果的に防止できる。

図１１の例においては、基板１２のうち幅広部分１２ａの両末端が固定部１６によって固定されている。この固定方式は特に限定されず、導電性接着剤による接着、溶接等任意の方法を利用できる。好ましくは、図１２に模式的に示すように、パッケージ１９内に振動子１、基板１２およびボンディングワイヤ１４Ａ（１４Ｂ）を収容し、さらに台座１７およびＩＣ１８をマウントする。そして、台座１７上に導電性接着剤１６を介して基板１２を設置し、導電性接着剤１６を加熱し、基板１２を台座１７上に接着して固定する。

このような導電性接着剤の種類は特に限定されないが、銅ペースト、銀ペースト、金ペースト等の貴金属ペーストやカーボンペーストを例示できる。

本発明の条件を満足する限り、ボンディングワイヤの基板への取り付け位置や形態は特に限定されない。たとえば図１３に示す例においては、４本のボンディングワイヤ２１を対向辺１３ｂから突出させ、２本のボンディングワイヤ２１を対向辺１３ａから突出させる。各ボンディングワイヤ２１は、真直部２１ａ、２１ｃと、これらを結合する湾曲部２１ｂとからなっている。

図１４の例においては、各ボンディングワイヤ２２Ａ、２２Ｂは、図５に示すボンディングワイヤとほぼ同じ形を有している。しかし，本例では、図５とは異なり、基板１２の中央貫通孔１３Ｂの幅が狭く、正方形に近い形状となっている。

図１５の例においては、たとえば合計６本の直線状に延びるボンディングワイヤ２３が、それぞれ幅広部１２ａ側の対向辺１３ａから貫通孔１３Ａに突出している。各ボンディングワイヤ２３は、基板１２に接触する幅広部２３ａと、基部２に接合されている幅狭部２３ｂとを備えている。

図１６に示す支持構造は、基本的に図１４に示す支持構造と同様のものである。ただし、本例においては、中央貫通孔１３Ｃの形態が矩形ではなく、四隅に湾曲部分１３ｃが設けられている。このように基板貫通孔の形態を変更することによって、ボンディングワイヤの長さを変え、その固有振動数を変更することができる。

図１７の例においては、図５に示したＬ字形状のワイヤ１４Ａの代りに、クランク形状のワイヤ２４を使用したものである。ワイヤ２４は、幅広部２４ａ、幅狭部２４ｂ、幅狭部２４ｂから内側への屈曲部２４ｃおよび更なる屈曲部２４ｄを備えている。屈曲部を増やすことで、ワイヤの固有振動数を変更することができる。

図１８の例においては、中央貫通孔１３Ｃの形態が矩形ではなく、四隅に湾曲部分１３ｃが設けられている。また、短辺１３ａ及び１３ｄを設けることによって、ボンディングワイヤ２４の長さを若干短くし、ボンディングワイヤ３０の長さを若干長くしている。短辺１３ａから突出する各ボンディングワイヤ２４はクランク形状であり、幅広部２４ａ、幅狭部２４ｂ、幅狭部２４ｂから内側への屈曲部２４ｃおよび更なる屈曲部２４ｄを備えている。短辺１３ｄから突出する各ボンディングワイヤ３０は直線形状であり、幅広部３０ａ、幅狭部３０ｂを備えている。

図１９は、図１８に示す６本のボンディングワイヤによって振動子の基部を支持している状態を示す平面図である。

各ボンディングワイヤの端部は、振動子の下側面の端子部に対して接合でき、あるいは、振動子の上側面の端子部に対して接合することもできる。

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。

基板１２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。

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、加熱圧着、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。

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、０．０５ｍｍ以上であり、更に好ましくは０．１ｍｍ以上である。

ボンディングワイヤの材質も限定されず、金属、樹脂、接着剤、金属−樹脂複合材料であってよいが、金属が特に好ましい。特に好ましい材質は以下のものである。
銅、金、アルミ、銀、タングステン、ステンレス、鉄、ニッケル、錫、真鍮またはそれらの合金。これらの金属、合金にはメッキ等が施されていてもよい、例えば金メッキが施された銅箔が特に好ましい。

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が特に好ましい。

本発明において測定されるべき物理量は、特に限定はされない。振動子に駆動振動を励振し、駆動振動中の振動子に対する物理量の影響によって振動子の振動状態に変化が生じたときに、この振動状態の変化から検出回路を通して検出可能な物理量を対象とする。こうした物理量としては、振動子に印加される加速度、角速度、角加速度が特に好ましい。また、測定装置としては振動型ジャイロスコープ等の慣性センサが好ましい。

（比較例１）
図１、図２に示す振動子１Ａを使用した。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。

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１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１の寸法は、縦２．０ｍｍ、横２．２ｍｍ、厚さ０．１ｍｍであり、重量は約０．３ｍｇであった。

振動子１を図１２のようにパッケージに実装した。基板１２は中央に貫通孔を持つポリイミドフィルムと銅箔の接合体によって形成され、銅箔をエッチングすることによってボンディングワイヤと基板１２上に配線，接点パッドが形成されている。枠体はアルミナセラミックスによって形成した。銅箔表面は、金メッキを施してあり、ボンディングワイヤを金バンプ２５を介して振動子１の基部２に対して加熱圧着によって接合した。

このとき、ボンディングワイヤの形状は、図１５において太さ０．０３ｍｍの直線状に成形した。６本のボンディングワイヤによって振動子を支持した。

得られた振動型ジャイロスコープを温度試験槽に入れ、雰囲気温度を、−４０℃から＋８５℃の間で変化させた。そして、駆動振動モードの共振周波数ｆｄを表１に示すように変更し、自励発振回路を用いて駆動振動を生じさせた。また、ボンディングワイヤでの支持状態におけるボンディングワイヤの固有振動数ｆｗを表１に示す。

得られた検出信号から０点ジャイロ信号成分を取り出したところ、図３に示すように、６０℃〜８５℃においてピーク状の０点温度ドリフトが検出された。
ただし、０点温度ドリフトの算出の際には、ピークを除いて、−４０℃〜８５℃までの間でゼロ点ジャイロ成分のデータを直線近似する。次いで、ピークがこの直線から突出している突出高さを計算し、これを０点温度ドリフトとした。

（実施例１）
比較例１と同様にして振動子１を基板上に支持した。ただし、図１７に示すような支持構造を採用した。ｆｄ、ｆｗの各数値は表１に示す。この結果、０点ジャイロ成分の温度変化は、図４に示すようになった。すなわち、−４０℃〜８５℃までの間、０点ジャイロ成分が一次関数的にゆるやかに低下していき、０点温度ドリフトはほとんど見られなかった。

（実施例２）
比較例１と同様にして振動子１を基板上に支持した。ただし、図１５に示すような支持構造を採用した。ｆｄ、ｆｗの各数値は表１に示す。この結果、図２２に示すように、−４０℃〜０℃において２ｆｄ共振が原因と思われるピーク状の０点温度ドリフトが検出された。尚、ドリフト量は比較例に比べて著しく減少し、離調の温度変化は、図２０に示すように、−４０℃〜８５℃までの間、一次関数的に低下した。

（実施例３）
比較例１と同様にして振動子１を基板上に支持した。ただし、図５に示すような支持構造を採用した。この結果、図２３に示すように、０℃〜３０℃において３ｆｄ共振が原因と思われるピーク状の０点温度ドリフトが検出された。尚、ドリフト量は比較例に比べて著しく減少し、離調の温度変化は、図２１に示すように−４０℃〜８５℃までの間、一次関数的にゆるやかに低下した。

（実施例４）
比較例１と同様にして振動子１を基板上に支持した。ただし、図６に示すような支持構造を採用した。０点ジャイロ成分は一次関数的にゆるやかに変化し、０点温度ドリフトは比較例に比べて著しく減少した。

（実施例５）
比較例１と同様にして振動子１を基板上に支持した。ただし、図１０に示すような支持構造を採用した。０点ジャイロ成分は一次関数的にゆるやかに変化し、０点温度ドリフトは比較例に比べて著しく減少した。

本発明で使用可能な振動子１の駆動振動モードを示す平面図である。 振動子１の検出振動モードを示す平面図である。 比較例における０点ジャイロ成分と温度との関係を示すグラフである。 本発明の実施例における０点ジャイロ成分と温度との関係を示すグラフである。 （ａ）は、本発明で利用可能な支持構造を概略的に示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）の支持構造の正面図である。 他の実施形態に係る支持構造を概略的に示す平面図である。 図５の支持構造におけるボンディングワイヤの振動モードの一例を示す平面図である。 図５の支持構造におけるボンディングワイヤの振動モードの一例を示す平面図である。 本発明で利用可能なさらに他の支持構造の平面図である。 本発明で利用可能なさらに他の支持構造の平面図である。 本発明で利用可能なさらに他の支持構造の平面図である。 図１１における支持構造の模式的断面図である。 本発明で利用可能なさらに他の支持構造の平面図である。 本発明で利用可能なさらに他の支持構造の平面図である。 本発明で利用可能なさらに他の支持構造の平面図である。 本発明で利用可能なさらに他の支持構造の平面図である。 本発明で利用可能なさらに他の支持構造の平面図である。 本発明で利用可能なボンディングワイヤおよび基板の形態を示す平面図である。 図１８の基板上に振動子を支持した状態を示す平面図である。 本発明の実施例における離調の温度変化を示すグラフである。 本発明の実施例における離調の温度変化を示すグラフである。 実施例２におけるゼロ点温度ドリフトを示すチャートである。 実施例３におけるゼロ点温度ドリフトを示すチャートである。

符号の説明

１ 振動子 ２ 基部 １２ 基板 １２ａ 基板１２の固定部（幅広部） １２ｂ 基板１２の非固定部（幅狭部） １３Ａ、１３Ｂ 基板の中央貫通孔 １４Ａ、１４Ｂ、１５、１６ ボンディングワイヤ １８ ＩＣ

Claims (5)

1. 振動子の支持構造であって、
   基板、および前記基板に固定されており、前記振動子に対して接合される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ており、前記振動子の駆動振動モードの振動の共振周波数をｆｄとし、前記ボンディングワイヤの振動モードの室温での固有振動数をｆｗとしたとき、ｆｄおよびすべてのｆｗが下記（１）の条件を満足することを特徴とする、振動子の支持構造。
   条件（１）
   （ｆｄ／２）×１．０５≦ｆｗ、または、ｆｗ≦（ｆｄ／２）×０．９５
2. ｆｄおよびすべてのｆｗが下記（２）の条件を満足することを特徴とする、請求項１記載の支持構造。
   条件（２）
   （２ｆｄ）×１．０３≦ｆｗ、または、ｆｗ≦（２ｆｄ）×０．９７
3. ｆｄおよびすべてのｆｗが下記（３）の条件を満足することを特徴とする、請求項１または２記載の支持構造。
   条件（３）
   （３ｆｄ）×１．０５≦ｆｗ、または、ｆｗ≦（３ｆｄ）×０．９５
4. 請求項１〜３のいずれか一つの請求項に記載の支持構造を備えていることを特徴とする、物理量測定装置。
5. 振動型ジャイロスコープであることを特徴とする、請求項４記載の装置。

Images