JP2007057411A - Oscillator, its manufacturing method, and physical quantity sensor - Google Patents

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JP2007057411A JP2005243821A JP2005243821A JP2007057411A JP 2007057411 A JP2007057411 A JP 2007057411A JP 2005243821 A JP2005243821 A JP 2005243821A JP 2005243821 A JP2005243821 A JP 2005243821A JP 2007057411 A JP2007057411 A JP 2007057411A
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池田  智夫
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an oscillator of high accuracy and high reliability, its manufacturing method, and a physical quantity sensor. <P>SOLUTION: In the oscillator manufacturing method, the oscillator having a base and an oscillating leg projecting from the base is processed by laser beams. The oscillator manufacturing method has a process of condensing the laser beams having transmitted through the inside of the oscillator to a predetermined position of the oscillator and removing a part of the oscillator. Thus, a part difficult to be processed conventionally can be easily processed, and the degree of freedom in processing is improved. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

基部とこの基部から突出して形成される複数の振動脚とで構成される音叉型の振動体の製造方法に関し、特には振動モード調整工程を有する振動体の製造方法並びに物理量センサに関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a tuning fork type vibration body including a base portion and a plurality of vibration legs formed to protrude from the base portion, and more particularly to a method for manufacturing a vibration body having a vibration mode adjustment step and a physical quantity sensor.

近年では、航空機、車両等の姿勢制御や、ナビゲーションシステムの角速度検出、さらにはビデオカメラの手ぶれ制御など幅広い分野において振動型ジャイロセンサが利用されている。また、こうした振動型ジャイロセンサの中でも特に圧電材料の振動体を用いた圧電ジャイロが主流となりつつある。   In recent years, vibratory gyro sensors have been used in a wide range of fields such as attitude control of aircraft, vehicles, etc., angular velocity detection of navigation systems, and camera shake control of video cameras. Among such vibration type gyro sensors, a piezoelectric gyro using a vibrating body made of a piezoelectric material is becoming mainstream.

このように、圧電ジャイロが広い分野において使われていく状況において、振動体のさらなる高信頼性化、高精度化の要求が高まっている。   As described above, in a situation where the piezoelectric gyro is used in a wide range of fields, there is an increasing demand for higher reliability and higher accuracy of the vibrator.

理想的には、設計通りの共振周波数で振動し、かつ振動バランスが安定している振動体を達成することで、結果的に高信頼性、高精度の圧電ジャイロが得られるのだが、振動体の加工精度、圧電材料の電気特性のばらつき等によって、必ずしも理想的な状態で振動体を製造できるわけではない。   Ideally, by achieving a vibrating body that vibrates at the designed resonant frequency and has a stable vibration balance, a highly reliable and highly accurate piezoelectric gyro can be obtained as a result. Due to the processing accuracy and the variation in the electrical characteristics of the piezoelectric material, it is not always possible to manufacture the vibrator in an ideal state.

そこで、従来は振動体の製造過程において、共振周波数の合わせこみや振動バランスの調整を目的とした振動調整加工を必ず行っていた。この工程を一般に振動モード調整工程と称する。   Therefore, in the past, vibration adjustment processing for adjusting the resonance frequency and adjusting the vibration balance was always performed in the manufacturing process of the vibrating body. This process is generally referred to as a vibration mode adjustment process.

以下に従来の振動体の製造方法を説明する(例えば、特許文献1参照。)。図9は従来の一般的な振動体の構造とその振動脚の断面を示した図である。図9(a)に示すように、振動体10は、基部12から突出してなる2本の振動脚11を有する音叉型の圧電体100からなり、圧電体100上には、圧電体100に電圧を加え振動させるための電極200が形成されている。   Hereinafter, a conventional method for manufacturing a vibrating body will be described (for example, see Patent Document 1). FIG. 9 is a view showing a structure of a conventional general vibrating body and a cross section of a vibrating leg thereof. As shown in FIG. 9A, the vibrating body 10 is composed of a tuning fork-type piezoelectric body 100 having two vibrating legs 11 protruding from a base 12, and a voltage applied to the piezoelectric body 100 on the piezoelectric body 100. An electrode 200 is formed to add and vibrate.

従来のこのような構成からなる振動体10を圧電ジャイロに利用した場合では、コリオリの原理を利用して角速度を検出している。コリオリの原理とは、定常状態で振動脚11に一定の方向の振動f0を与えておき、これに回転ωが加わると振動f0に垂直な方向に振動fsが発生するという原理である。振動体10では振動fsを電気的に検出することによって、角速度の検出をしている。   When the conventional vibrating body 10 having such a configuration is used in a piezoelectric gyro, the angular velocity is detected using the Coriolis principle. The Coriolis principle is a principle that a vibration f0 in a certain direction is given to the vibrating leg 11 in a steady state, and a vibration fs is generated in a direction perpendicular to the vibration f0 when a rotation ω is added thereto. The vibrating body 10 detects the angular velocity by electrically detecting the vibration fs.

通常、圧電体100には水晶や圧電セラミックス等が用いられ、その外形形状はエッチング加工や機械的な切削加工によって形成されていた。しかしながら、いずれの加工法を使ったとしても加工寸法のばらつきはかならず発生し、そのため、振動脚11の重量バランスに不釣り合いが生じる。重量バランスに不釣り合いが生じると定常状態における振動f0が設計上の振動モードとは異なった振動をしてしまい、正確な角速度を検出できなくなる。   Usually, crystal, piezoelectric ceramics, or the like is used for the piezoelectric body 100, and the outer shape thereof is formed by etching or mechanical cutting. However, regardless of which processing method is used, variations in processing dimensions always occur, and therefore, the weight balance of the vibrating legs 11 is unbalanced. If an imbalance occurs in the weight balance, the vibration f0 in the steady state vibrates differently from the designed vibration mode, and an accurate angular velocity cannot be detected.

そこで従来は、図9(a)に示すように、振動脚11の一部に除去加工を施し、除去部101を設けることによって、振動脚11の重量バランスを釣り合わせ、振動f0の振動モードを調整していた。   Therefore, conventionally, as shown in FIG. 9A, a part of the vibration leg 11 is subjected to removal processing, and the removal unit 101 is provided to balance the weight balance of the vibration leg 11 and change the vibration mode of the vibration f0. I was adjusting.

図10は従来の振動体の振動モードの調整工程を示した図である。また図11は従来の
回転研磨工具(リュータ)による振動モードの調整方法を示した斜視図である。図12は従来の回転研磨工具(リュータ)による振動f1の振動モードの調整方法を示した図である。図13は従来の回転研磨工具(リュータ)による振動f2の振動モードの調整方法を示した図である。
FIG. 10 is a diagram showing a process for adjusting the vibration mode of a conventional vibrator. FIG. 11 is a perspective view showing a method for adjusting a vibration mode using a conventional rotary polishing tool (ruder). FIG. 12 is a diagram showing a method for adjusting the vibration mode of the vibration f1 using a conventional rotary polishing tool (luter). FIG. 13 is a diagram showing a method for adjusting the vibration mode of the vibration f2 using a conventional rotary polishing tool (rutor).

また図14は従来の研磨剤を含んだ研磨テープによる振動モードの調整方法を示した斜視図である。従来の振動モードの調整工程では、まず図10(a)に示すように、圧電体100上に電極200を形成し、圧電体100に所定の電界をかけて振動脚の振動モードを調べる。大抵の場合、この段階では、振動脚の重量バランスは崩れているため、図10(a)に示すように、希望する方向とは異なった方向に振動する振動f1の振動モードが発生している。   FIG. 14 is a perspective view showing a conventional method for adjusting a vibration mode using a polishing tape containing an abrasive. In the conventional vibration mode adjustment process, first, as shown in FIG. 10A, an electrode 200 is formed on the piezoelectric body 100, and a predetermined electric field is applied to the piezoelectric body 100 to examine the vibration mode of the vibration legs. In most cases, since the weight balance of the vibrating legs is broken at this stage, as shown in FIG. 10A, a vibration mode of vibration f1 that vibrates in a direction different from the desired direction is generated. .

そこで重量バランスを釣り合わせるために、図10(b)のように、圧電体100の一部を除去する加工を行う。従来、この除去加工には、図11に示すような微細な回転研削工具400(一般にリュータと称する。)で振動脚11の所定の部分を研削する加工法や、図14に示すような研磨剤を含んだ研磨テープ600をローラー610で摺動させて振動脚11の所定の部分を研削する加工法が用いられていた。この研削加工法によって振動f1の振動モードを所望の振動f0になるように調整がなされる。   Therefore, in order to balance the weight balance, a process of removing a part of the piezoelectric body 100 is performed as shown in FIG. Conventionally, this removal processing includes a processing method in which a predetermined portion of the vibrating leg 11 is ground with a fine rotary grinding tool 400 (generally referred to as a leuter) as shown in FIG. 11, or an abrasive as shown in FIG. A processing method is used in which a predetermined portion of the vibrating leg 11 is ground by sliding a polishing tape 600 including a roller with a roller 610. By this grinding method, the vibration mode of the vibration f1 is adjusted to the desired vibration f0.

図12、図13は回転研削工具400によって振動モードの調整をする時の図であるが、この時、振動f1、f2の振動モードに応じて圧電体100(特に振動脚の部分)の削る場所をかえて重量バランスを調整させる。しかしながら回転研磨工具400によって研削加工する場合、回転研磨工具400がパッケージ500に接触し、パッケージ500を損傷してしまうことは避けなければならない。   FIGS. 12 and 13 are diagrams when the vibration mode is adjusted by the rotary grinding tool 400. At this time, the location where the piezoelectric body 100 (particularly the vibration leg portion) is cut according to the vibration modes of the vibrations f1 and f2. Change the weight balance. However, when grinding with the rotary polishing tool 400, it is necessary to avoid that the rotary polishing tool 400 contacts the package 500 and damages the package 500.

そこで、振動モードがf1の場合は、図12に示すように圧電体100を加工し、振動モードがf2の場合は、図13に示すように圧電体100を加工していた。この位置であれば、回転研磨工具400がパッケージ500に接触することなく、振動モードの調整、すなわち重量バランスの調整加工を行える。   Therefore, when the vibration mode is f1, the piezoelectric body 100 is processed as shown in FIG. 12, and when the vibration mode is f2, the piezoelectric body 100 is processed as shown in FIG. At this position, the rotary polishing tool 400 can adjust the vibration mode, that is, adjust the weight balance without contacting the package 500.

なおその時、研削によって生じた粉塵800の一部は必ず振動脚11に再付着する。粉塵800の付着があると、せっかく重量バランスを調整したとしても、時間経過とともにその粉塵800が徐々に剥がれ落ち、重量バランスが徐々に崩れていく危険性がある。そこで一般には信頼性を確保するために、図10(c)に示すように、振動脚11に再付着した粉塵800を洗浄によって除去し、所望の振動モードである振動f0を発生する振動体10を得ていた。   At that time, a part of the dust 800 generated by grinding always adheres to the vibrating leg 11. If the dust 800 adheres, even if the weight balance is adjusted, there is a risk that the dust 800 gradually peels off over time and the weight balance gradually collapses. Therefore, in general, in order to ensure the reliability, as shown in FIG. 10C, the dust 800 reattached to the vibrating leg 11 is removed by washing, and the vibrating body 10 that generates the vibration f0 that is a desired vibration mode is obtained. Was getting.

また振動モードの調整工程において、レーザー光を用いた加工によって重量バランスを調整する方法も提案されている(例えば、特許文献2参照。)。図15は従来のレーザー光を用いた加工による振動モードの調整方法を示した斜視図である。これによれば、振動脚11の角部にレーザー光を照射し、振動脚11の一部を除去することにより重量バランスを調整していた。   Also, a method of adjusting the weight balance by processing using laser light in the vibration mode adjustment process has been proposed (see, for example, Patent Document 2). FIG. 15 is a perspective view showing a conventional method for adjusting a vibration mode by processing using laser light. According to this, the weight balance is adjusted by irradiating the corner portion of the vibration leg 11 with laser light and removing a part of the vibration leg 11.

またその時、微小領域にレーザーのエネルギーを集中させるために複数のレーザー光を異なる角度から照射していた。当然の事ながら、この方法においてもレーザー光がパッケージに照射され、パッケージが損傷してしまうことは避けなければならない。よってレーザー光の照射方向には細心の注意が払う必要があった。   At that time, a plurality of laser beams were irradiated from different angles in order to concentrate the energy of the laser in a minute region. Naturally, in this method, it is necessary to avoid damaging the package by irradiating the package with laser light. Therefore, it was necessary to pay close attention to the direction of laser light irradiation.

特開2002−243451号公報(第7頁、図3、図10、図12)JP 2002-243451 A (page 7, FIG. 3, FIG. 10, FIG. 12) 特開2004−93158号公報(第4頁、図3)Japanese Patent Laying-Open No. 2004-93158 (page 4, FIG. 3)

従来の振動体の製造方法では、設計通りの振動モードを得るために、振動モードの調整工程が必須であった。またこの振動モード調整工程は、研削加工法等により振動脚を削るか、レーザー光によるレーザー加工法によって振動脚の一部を除去するかによって調整が行われるのが一般的であった。   In the conventional manufacturing method of a vibrating body, in order to obtain a vibration mode as designed, a vibration mode adjustment step is essential. Further, this vibration mode adjustment step is generally performed by adjusting the vibration leg by a grinding method or the like, or by removing a part of the vibration leg by a laser processing method using a laser beam.

一般に振動モードの調整工程では振動f1、f2の振動モードに応じて圧電体100(特に振動脚の部分)の削る場所をかえて重量バランスを調整させる。しかしながら図11のように回転研磨工具400によって研削加工する場合、回転研磨工具400がパッケージ500に接触してしないで加工できる場所は限られてしまう。そこで、振動モードがf1の場合は、図12に示すように、圧電体100からなる振動脚の角部を加工し、振動モードがf2の場合は、図13に示すように、圧電体100からなる振動脚の別の角部を加工していた。   In general, in the vibration mode adjustment step, the weight balance is adjusted by changing the location where the piezoelectric body 100 (particularly the vibration leg portion) is cut according to the vibration modes of the vibrations f1 and f2. However, when grinding with the rotary polishing tool 400 as shown in FIG. 11, places where the rotary polishing tool 400 can be processed without contacting the package 500 are limited. Therefore, when the vibration mode is f1, as shown in FIG. 12, the corner portion of the vibration leg made of the piezoelectric body 100 is processed, and when the vibration mode is f2, the piezoelectric body 100 starts from the piezoelectric body 100 as shown in FIG. Another corner of the vibrating leg was being machined.

この位置であれば、回転研磨工具400がパッケージ500に接触することなく、振動モードの調整、すなわち重量バランスの調整加工を行えるからである。なお、図12、図13は回転研磨工具400によって加工を行う場合を示したものであるが、図14に示すような研磨テープ600で加工する場合、さらには図15に示すような複数のレーザー光を直接照射して加工する場合においても、パッケージ500が障害になるという同様の理由から、図12、図13と同一の箇所しか加工できなかった。   This is because at this position, the rotary polishing tool 400 can adjust the vibration mode, that is, adjust the weight balance without contacting the package 500. FIG. 12 and FIG. 13 show the case where processing is performed with the rotary polishing tool 400. However, when processing with the polishing tape 600 as shown in FIG. 14, a plurality of lasers as shown in FIG. Even in the case of processing by direct irradiation with light, only the same part as in FIGS. 12 and 13 could be processed for the same reason that the package 500 becomes an obstacle.

従来の振動モード調整工程において、重量バランスが大きく崩れた振動f1、f2の振動モードの場合、重量バランスを平衡にするためには、研削量を多くする必要があった。しかしながら、上述のように加工できる箇所は限られている。そのため特に大きく重量バランスが崩れている場合だと、図9(b)に示すように除去部101が電極200にかかるほど削られてしまい、逆に電気特性を悪化させる原因となっていた。また最悪の場合、電気的に完全に断線させてしまうほど電極200を削ってしまうこともあった。   In the conventional vibration mode adjustment process, in the case of the vibration modes f1 and f2 in which the weight balance is largely lost, it is necessary to increase the amount of grinding in order to balance the weight balance. However, there are a limited number of places that can be processed as described above. Therefore, especially when the weight balance is greatly lost, the removal portion 101 is scraped to the extent that it covers the electrode 200 as shown in FIG. 9 (b), which is a cause of deteriorating electrical characteristics. In the worst case, the electrode 200 may be scraped to such an extent that it can be completely disconnected electrically.

本発明の目的は、高精度で信頼性の高い振動体の製造方法及び物理量センサを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a highly accurate and reliable method for manufacturing a vibrating body and a physical quantity sensor.

上記課題を解決するために、本発明の振動体の製造方法は、基部とこの基部から突出して形成される振動脚とを有した振動体をレーザー光によって加工する振動体の製造方法において、振動体の内部を透過したレーザー光を振動体の所定位置に集光させて振動体の一部を除去する工程を備えたことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, a method of manufacturing a vibrating body according to the present invention includes a vibrating body manufacturing method in which a vibrating body having a base portion and a vibrating leg that protrudes from the base portion is processed by laser light. The method includes the step of condensing the laser beam transmitted through the inside of the body at a predetermined position of the vibrating body to remove a part of the vibrating body.

さらに、振動体は、レーザー光を照射する側である表面とこの表面と反対側に位置する裏面とを有し、レーザー光を表面の側から照射して、レーザー光を裏面に集光させて振動体の一部を除去するのが望ましい。   Further, the vibrating body has a surface on the laser beam irradiation side and a back surface located on the opposite side of the surface, and irradiates the laser beam from the surface side to collect the laser beam on the back surface. It is desirable to remove a part of the vibrating body.

さらに、振動体は、基部と振動脚とを有する基材と、この基材上に振動体を駆動する電極とを更に備え、表面からレーザー光を照射し、裏面に設けられた電極にレーザー光を集光させて電極の一部を除去するのが望ましい。   The vibrating body further includes a base material having a base and a vibrating leg, and an electrode for driving the vibrating body on the base material. Laser light is irradiated from the front surface, and laser light is applied to the electrode provided on the back surface. It is desirable to condense and remove a part of the electrode.

さらに、上記工程は、振動体における振動脚の一部を除去することで、振動脚の振動モ
ードを調整する工程であるのが望ましい。
Furthermore, it is desirable that the step is a step of adjusting the vibration mode of the vibrating leg by removing a part of the vibrating leg in the vibrating body.

さらに、レーザー光はフェムト秒レーザーであるのが望ましい。   Further, the laser light is preferably a femtosecond laser.

さらに、振動体は水晶振動体であるのが望ましい。   Furthermore, it is desirable that the vibrator is a crystal vibrator.

また、本発明の振動体は、上記に記載の振動体の製造方法を用いて製造したことを特徴としている。   In addition, the vibrating body of the present invention is characterized by being manufactured using the above-described manufacturing method of a vibrating body.

また、本発明の物理量センサは、上記に記載の振動体の製造方法によって製造された振動体を用いて外部から印加された物理量を検出することを特徴としている。   The physical quantity sensor of the present invention is characterized in that a physical quantity applied from the outside is detected by using the vibrating body manufactured by the above-described vibrating body manufacturing method.

さらにこの物理量センサは、振動型ジャイロセンサであるのが望ましい。   Further, this physical quantity sensor is preferably a vibration type gyro sensor.

(作用)
本発明の上記手段では、レーザー光が照射された表面の加工のみならず、透明性材料からなる振動体内にレーザー光を透過させ所定の位置で集光させることによって、レーザー光が集光した所定の部分のみを加工できるようにした。
(Function)
In the above-described means of the present invention, not only the processing of the surface irradiated with the laser beam but also the laser beam is transmitted through the vibrating body made of a transparent material and condensed at a predetermined position, thereby collecting the predetermined laser beam. Only the part of can be processed.

このようにすることによって、従来はパッケージ等に遮られ、回転研磨工具や研磨テープが届かなかった部分であっても加工可能になった。   By doing so, it has become possible to process even a portion that was conventionally blocked by a package or the like and was unable to reach the rotary polishing tool or polishing tape.

またレーザー光を、レーザー光が照射された表面と反対側に位置する振動体の裏面に集光させることで、従来加工することができなかった振動体の裏面(パッケージとの接合面側)を加工できるようになった。   In addition, by focusing the laser beam on the back surface of the vibrating body located on the opposite side of the surface irradiated with the laser light, the back surface of the vibrating body that could not be processed in the past (the bonding surface side with the package) It can be processed.

また上記手段を利用すれば、基部と振動脚とを有する音叉型の基材と基材上に形成された電極とを備えた振動体において、基材内を透過したレーザー光で裏面の電極を加工することができる。これにより振動体をパッケージに取り付けた後に電極の短絡が発見されたとしても、裏面に配設された電極を加工して修正することができる。   Further, if the above means is used, in a vibrating body including a tuning fork-type base material having a base and a vibrating leg and an electrode formed on the base material, the back electrode is formed by laser light transmitted through the base material. Can be processed. Thus, even if a short circuit of the electrode is found after the vibrating body is attached to the package, the electrode disposed on the back surface can be processed and corrected.

また上記手段を利用すれば、振動体がパッケージに取り付けられた状態であっても、振動体の裏面すなわちパッケージと接合される側の面を加工して振動モードの調整をすることができる。これにより従来は振動モードの調整に有効な領域であるにもかかわらず加工ができなかった裏面(パッケージとの接合面側)の領域も加工できるようになり、その結果振動モードの調整可能領域が2倍(従来は表面だけであったが、本発明では表面と裏面の両面で加工できる。)に増やすことができる。   If the above means is used, even if the vibrating body is attached to the package, the vibration mode can be adjusted by processing the back surface of the vibrating body, that is, the surface bonded to the package. As a result, the area on the back side (bonding surface side with the package) that could not be processed in spite of being an effective area for adjusting the vibration mode can be processed. It can be increased to 2 times (conventionally only on the front surface, but in the present invention, it can be processed on both the front surface and the back surface).

また加工可能な領域が増えたことにより、振動モードの調整がしきれずに不良となっていたものについても調整できるようになり、歩留まりを向上させることができる。   Further, since the area that can be processed is increased, it is possible to adjust a vibration mode that cannot be adjusted completely, and it is possible to adjust the defect, thereby improving the yield.

また、振動体の加工可能な領域が従来よりも増加したことで、加工領域を分散させることができ、単位面積あたりの加工量を減らすことができた。この結果、一箇所で多くの加工をし電極までもが削れてしまうようなことがほとんど無くなり、電気特性を悪化させたり、電気的断線をさせてしまったりすることがなくなった。   In addition, since the area where the vibrator can be processed is increased compared to the conventional case, the processing area can be dispersed and the amount of processing per unit area can be reduced. As a result, there is almost no possibility that even a large amount of processing is performed at one location and even the electrode is scraped off, and electrical characteristics are not deteriorated and electrical disconnection is not caused.

本発明の上記手段ではレーザー光としてフェムト秒レーザーが用いられる。フェムト秒レーザーは数十から数百フェムト秒間だけ照射されるレーザーで加工部材に熱的・化学的損傷をほとんど与えずに加工できるのが特徴である。またこのフェムト秒レーザーは、集光させずに単位面積あたりのエネルギー量を低く抑えれば透明性材料を透過させることが
でき、その一方で集光させて単位面積あたりのエネルギー量を大きくすれば、透明性材料であっても加工ができるというのも他のレーザー法と異なる大きな特徴の一つである。
In the above means of the present invention, a femtosecond laser is used as the laser beam. A femtosecond laser is a laser that is irradiated only for several tens to several hundreds of femtoseconds, and is characterized in that it can be processed with little thermal and chemical damage to the workpiece. In addition, this femtosecond laser can transmit a transparent material if the energy amount per unit area is kept low without condensing, while it can be condensed to increase the energy amount per unit area. One of the major features of other laser methods is that even transparent materials can be processed.

従来の一般に広く利用されるエキシマレーザーやCoレーザー等のレーザー光は透明材料を透過してしまうため、透明材料は加工できなかった。しかしながら上記のような特徴を有しているフェムト秒レーザーを用いれば、本発明のように透明材料を透過させ、さらにその後、所定の位置で集光させて単位面積あたりのエネルギー量を大きくすれことによって、透明材料であっても所定の位置だけを加工できる。よって、透明な水晶からなる振動体の加工には非常に有効である。 Conventionally widely used laser light such as excimer laser and Co 2 laser has been transmitted through the transparent material, so that the transparent material could not be processed. However, if a femtosecond laser having the above-described characteristics is used, the amount of energy per unit area can be increased by transmitting a transparent material as in the present invention and then condensing at a predetermined position. Therefore, only a predetermined position can be processed even if it is a transparent material. Therefore, it is very effective for processing a vibrating body made of transparent quartz.

本発明の物理量センサは、上記手段により製造された振動体を用いているため、高精度で信頼性の高い物理量センサとなる。また、物理量センサを振動型ジャイロセンサとすることで、高精度に角速度を検出することができる。   Since the physical quantity sensor of the present invention uses the vibrating body manufactured by the above means, it becomes a highly accurate and reliable physical quantity sensor. Further, by using a vibration type gyro sensor as the physical quantity sensor, the angular velocity can be detected with high accuracy.

本発明の振動体の製造方法によれば、高精度で信頼性の高い振動体を得ることが出来る。また、本発明によれば、高精度で信頼性の高い物理量センサを提供できる。   According to the method for manufacturing a vibrating body of the present invention, a highly accurate and reliable vibrating body can be obtained. In addition, according to the present invention, a highly accurate and reliable physical quantity sensor can be provided.

(第1の実施形態)
振動体の製造において最も重要なことは安定した振動を発生させることである。そして安定した振動を発生させる振動体を用いることにより、信頼性が高く、高精度のデバイス(例えば振動型加速度センサや振動型ジャイロセンサ等)を提供できるようになる。よって、一般に振動体を製造する場合、安定した振動が得られるように必ず振動モードの調整工程を要していた。本実施形態では、本発明による振動モードの調整工程を以下に示す。
(First embodiment)
The most important thing in manufacturing a vibrating body is to generate stable vibration. By using a vibrating body that generates stable vibration, it is possible to provide a highly reliable device with high accuracy (for example, a vibration type acceleration sensor or a vibration type gyro sensor). Therefore, in general, when a vibrating body is manufactured, a vibration mode adjustment process is always required so that stable vibration can be obtained. In the present embodiment, the vibration mode adjustment process according to the present invention will be described below.

本実施形態では以下に示すような振動モードの調整工程を振動体の製造方法に取り入れた。図1は本発明の振動体の製造方法における振動f1の振動モードの調整方法を示した振動脚の断面図である。図2は本発明の振動体の製造方法における振動f2の振動モードの調整方法を示した振動脚の断面図である。   In the present embodiment, the vibration mode adjustment process as described below is incorporated in the method for manufacturing a vibrator. FIG. 1 is a cross-sectional view of a vibration leg showing a method of adjusting a vibration mode of vibration f1 in the method of manufacturing a vibrating body according to the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of a vibration leg showing a method for adjusting a vibration mode of vibration f2 in the method for manufacturing a vibration body according to the present invention.

また、図3は本発明の振動体の製造方法における振動f1の振動モードの調整によって加工された振動脚の断面図である。図4は本発明の振動体の製造方法における振動f2の振動モードの調整によって加工された振動脚の断面図である。図5は本発明の振動体の製造方法によって振動モードを調整した振動体の斜視図である。   FIG. 3 is a cross-sectional view of the vibrating leg processed by adjusting the vibration mode of the vibration f1 in the method of manufacturing a vibrating body according to the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view of a vibrating leg processed by adjusting the vibration mode of the vibration f2 in the method for manufacturing a vibrating body according to the present invention. FIG. 5 is a perspective view of a vibrating body whose vibration mode is adjusted by the method for manufacturing a vibrating body of the present invention.

本実施形態では、図5(a)に示すような基部12から突出してなる2本の振動脚11を有する音叉型の振動体10の振動脚11をレーザーで加工することによって振動モード調整を行った。なお本実施形態の振動体10は水晶からなる圧電体100上に電極200が形成された構造をしている。   In this embodiment, the vibration mode adjustment is performed by processing the vibration leg 11 of the tuning-fork type vibrating body 10 having two vibration legs 11 protruding from the base 12 as shown in FIG. It was. The vibrating body 10 of the present embodiment has a structure in which an electrode 200 is formed on a piezoelectric body 100 made of quartz.

本実施形態において、水晶からなる圧電体100はウェットエッチング法によって形成するが、その時、水晶特有のエッチング異方性が生じる。これにより振動脚11の断面形状は矩形にならず、図1、図2に示すように左右非対称な形状で形成されることとなる。   In this embodiment, the piezoelectric body 100 made of quartz is formed by a wet etching method. At that time, etching anisotropy peculiar to quartz occurs. As a result, the cross-sectional shape of the vibrating leg 11 does not become rectangular, but is formed in an asymmetric shape as shown in FIGS.

また、その形状(振動脚11の断面形状)は、エッチング条件等のばらつきによって必ずしも同じ形状になるわけではない。その結果、振動体10は、図1、図2に示されるように、振動モードがf1になったりf2になったりするので、それぞれの振動モードに応じた調整が必要となる。   Further, the shape (the cross-sectional shape of the vibrating leg 11) does not necessarily become the same shape due to variations in etching conditions and the like. As a result, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, the vibration body 10 has the vibration mode f1 or f2, and needs to be adjusted according to each vibration mode.

例えば、振動f1の振動モードで振動する振動体10ができてしまった場合、重量バランスを釣り合わせるためには、図1(a)に示す圧電体100のA面を加工するか、もしくは図1(b)に示す圧電体100のB面を加工して、適度な量だけ除去するのが有効である。   For example, when the vibrating body 10 that vibrates in the vibration mode of the vibration f1 is formed, in order to balance the weight balance, the surface A of the piezoelectric body 100 shown in FIG. It is effective to process the B surface of the piezoelectric body 100 shown in FIG.

本発明において、A面(レーザー光300を照射する側の表面)を加工する場合にはレーザー光の焦点をA面に合わして照射し、B面(A面と反対側に位置する裏面)を加工する場合には、透明性材料からなる圧電体100(本実施形態では水晶からなる。)内を透過させたレーザー光の焦点をB面に合わして加工を行う。   In the present invention, when processing the A surface (the surface on the side irradiated with the laser beam 300), the laser beam is irradiated with the focus on the A surface, and the B surface (the back surface located on the side opposite to the A surface) is irradiated. In the case of processing, the processing is performed with the focal point of the laser beam transmitted through the piezoelectric body 100 (in the present embodiment, made of crystal) made of a transparent material focused on the B surface.

そうすることによって、図1(a)では図3(a)に示すような除去部101が加工され、図1(b)では図3(b)に示すような除去部102が加工される。その結果、重量バランスを釣り合わすことができる。   By doing so, the removal portion 101 as shown in FIG. 3A is processed in FIG. 1A, and the removal portion 102 as shown in FIG. 3B is processed in FIG. As a result, the weight balance can be balanced.

一方、振動f2の振動モードで振動する振動体ができてしまった場合、重量バランスを釣り合わせるためには、図2(a)に示す圧電体100のC面(レーザー光300を照射する側の表面)を加工するか、もしくは図2(b)に示す圧電体100のD面(C面と反対側に位置する裏面)を加工して、適度な量だけ部分的に除去するのが有効である。   On the other hand, in the case where a vibrating body that vibrates in the vibration mode of vibration f2 is created, in order to balance the weight balance, the C surface of the piezoelectric body 100 shown in FIG. It is effective to process the front surface) or to process the D surface (the back surface opposite to the C surface) of the piezoelectric body 100 shown in FIG. is there.

本発明において、C面を加工する場合にはレーザー光の焦点をC面に合わして照射し、D面を加工する場合には、透明性材料からなる圧電体100(本実施形態では水晶)内を透過させたレーザー光の焦点をD面に合わして加工を行う。   In the present invention, when processing the C surface, the laser beam is focused on the C surface and irradiated, and when processing the D surface, the inside of the piezoelectric body 100 (crystal in this embodiment) made of a transparent material. The laser beam that has passed through is focused on the D plane for processing.

そうすることによって、図2(a)では図4(a)のような除去部101が加工され、図2(b)では図4(b)に示すような除去部102が加工される。その結果、重量バランスを釣り合わすことができる。   By doing so, the removal unit 101 as shown in FIG. 4A is processed in FIG. 2A, and the removal unit 102 as shown in FIG. 4B is processed in FIG. 2B. As a result, the weight balance can be balanced.

以上のような本発明の振動モードの調整方法では、レーザー光としてフェムト秒レーザーを使用するのが有効である。フェムト秒レーザーは数十から数百フェムト秒間だけ照射されるレーザーで加工部材に熱的・化学的損傷をほとんど与えずに加工できるのが特徴である。   In the vibration mode adjustment method of the present invention as described above, it is effective to use a femtosecond laser as the laser beam. A femtosecond laser is a laser that is irradiated only for several tens to several hundreds of femtoseconds, and is characterized in that it can be processed with almost no thermal and chemical damage to a workpiece.

またこのフェムト秒レーザーは、集光させずに単位面積あたりのエネルギー量を低く抑えれば透明性材料を透過させることができ、その一方で集光させて単位面積あたりのエネルギー量を大きくすれば、透明性材料であっても加工ができるという特徴も有している。よって上記本発明のように、透明性材料からなる圧電体100内を透過させたフェムト秒レーザー光を所定の面で焦点を合わすことで、所定の面のみを加工することが可能になるのである。   In addition, this femtosecond laser can transmit a transparent material if the energy amount per unit area is kept low without condensing, while it can be condensed to increase the energy amount per unit area. Also, it has a feature that even a transparent material can be processed. Therefore, as in the present invention, it is possible to process only a predetermined surface by focusing the femtosecond laser beam transmitted through the piezoelectric body 100 made of a transparent material on the predetermined surface. .

このようにして本実施形態では圧電ジャイロとして利用するための振動体10を製造した。この振動体10は、図5(a)に示すように基部12から突出してなる2本の振動脚11を有する音叉型の圧電体100と、圧電体100上に形成され圧電体100に電圧を加え振動させるための電極200とからなっており、基部12の一平面でパッケージ500と接合されている。なお図5(a)に示すように、振動脚11はパッケージ500から浮いた状態で取り付けられる構造となっている。   Thus, in this embodiment, the vibrating body 10 for use as a piezoelectric gyro was manufactured. As shown in FIG. 5A, the vibrating body 10 includes a tuning fork type piezoelectric body 100 having two vibrating legs 11 projecting from a base 12, and a voltage applied to the piezoelectric body 100 formed on the piezoelectric body 100. In addition, it includes an electrode 200 for vibrating, and is joined to the package 500 on one plane of the base 12. As shown in FIG. 5A, the vibration leg 11 is attached in a state of being lifted from the package 500.

このような音叉型の振動体10を圧電ジャイロに利用する場合において、角速度はコリオリの原理を利用して検出する。コリオリの原理とは、定常状態で振動脚11に一定の方向の振動f0を与えておき、これに回転ωが加わると振動f0に垂直な方向に振動fsが発生するという原理であり、この振動fsを電気的に検出することによって、角速度の検
出が可能となる。よって、定常状態で発生させておく振動f0は、安定して一定の方向に振動するようにしておかなければ、角速度の高精度の検出はできない。
When such a tuning-fork type vibrating body 10 is used for a piezoelectric gyro, the angular velocity is detected using the Coriolis principle. The Coriolis principle is a principle in which a vibration f0 in a certain direction is given to the vibrating leg 11 in a steady state, and when a rotation ω is added thereto, a vibration fs is generated in a direction perpendicular to the vibration f0. By detecting fs electrically, angular velocity can be detected. Therefore, the vibration f0 generated in the steady state cannot be detected with high accuracy unless the vibration f0 is stably oscillated in a certain direction.

本実施形態では、水晶からなる圧電体100をウェットエッチング法によって加工するため、振動脚11の断面形状は左右非対称に形成される。その結果、振動脚11の重量バランスに不釣り合いが生じてしまう。重量バランスに不釣り合いが生じると定常状態における振動f0が設計上の振動モードとは異なった振動をしてしまい、正確な角速度を検出できなくなるため、重量バランスを平衡化し振動モードを調整する工程が是非とも必要となる。   In the present embodiment, since the piezoelectric body 100 made of quartz is processed by the wet etching method, the cross-sectional shape of the vibrating leg 11 is formed asymmetrical. As a result, the weight balance of the vibrating legs 11 is unbalanced. If imbalance occurs in the weight balance, the vibration f0 in the steady state vibrates differently from the designed vibration mode, and an accurate angular velocity cannot be detected. Therefore, the process of balancing the weight balance and adjusting the vibration mode is necessary. It is absolutely necessary.

本実施形態振動体10は、振動モードがf2の状態にあったので、図2(a)、図2(b)に示す両方の照射方法でフェムト秒レーザー光を照射し、振動がf0になるように加工した。その結果、図5(b)に示すように振動脚である圧電体100に2つの除去部101、102が形成され、これにより振動モードを最適な状態、すなわち振動がf0になるように調整することができた。   Since the vibrating body 10 of the present embodiment is in the state of the vibration mode f2, the femtosecond laser light is irradiated by both irradiation methods shown in FIGS. 2A and 2B, and the vibration becomes f0. Was processed as follows. As a result, as shown in FIG. 5B, the two removing portions 101 and 102 are formed in the piezoelectric body 100 that is a vibration leg, and thereby the vibration mode is adjusted to an optimum state, that is, the vibration is adjusted to f0. I was able to.

なお本実施形態では、図2(a)、図2(b)どちらの照射方法においても、フェムト秒レーザーの照射条件を、パルスエネルギー=10μJ/pulse、周波数=1kHz、走査速度=500μm/sec、走査距離=1mm、走査回数=2回に設定して加工を行った。   In this embodiment, in both the irradiation methods of FIGS. 2A and 2B, the irradiation conditions of the femtosecond laser are as follows: pulse energy = 10 μJ / pulse, frequency = 1 kHz, scanning speed = 500 μm / sec, Processing was performed by setting the scanning distance = 1 mm and the number of scanning times = 2.

本実施形態によって振動モードを調整した振動体10は図5(a)に示すように振動脚11の表面(パッケージ500と対向していない側)と裏面(パッケージの接合面側)の二箇所に除去部101、102が形成される。この点が従来の振動モードの調整工程よりも本発明の方が優れている点である。   As shown in FIG. 5A, the vibrating body 10 whose vibration mode is adjusted according to the present embodiment is provided at two locations on the front surface (the side not facing the package 500) and the back surface (the bonding surface side of the package) of the vibration leg 11. Removal portions 101 and 102 are formed. In this respect, the present invention is superior to the conventional vibration mode adjustment process.

従来の振動モードの調整工程(回転研削工具により研削する方法やレーザー光を直接加工面にあてて加工する方法)では、パッケージ500が障害となり振動脚11の裏面(パッケージの接合面側)を加工することはできず、除去部101の一箇所だけで調整を行わなくてはならなかった。そのため、図9(b)に示すように電極200が削られてしまうほど多く加工しなくてはならないことが多々あった。これは電気特性を悪化させたり、電気的断線を発生させたりする大きな原因になり、振動体10の信頼性を低下させる要因の一つである。   In the conventional vibration mode adjustment process (a method of grinding with a rotary grinding tool or a method of applying a laser beam directly to a processing surface), the package 500 becomes an obstacle and the back surface of the vibration leg 11 (the bonding surface side of the package) is processed. It was not possible to make adjustments, and adjustments had to be made only at one location of the removal unit 101. For this reason, as shown in FIG. 9B, there are many cases where the electrode 200 has to be processed so much that it is scraped off. This is a major cause of deteriorating electrical characteristics and causing electrical disconnection, and is one of the factors that reduce the reliability of the vibrator 10.

しかしながら、本発明では振動モードを調整するのに加工可能な領域が2倍に増えた(従来は一箇所しか加工できなかったものが二箇所加工できるようになった。)ため、単位面積あたりの加工量を半分にすることができる。そのため、電極200を削ることなく振動モードを調整できるようになり、従来よりも格段に高い信頼性を得られるようになった。   However, in the present invention, the region that can be processed to adjust the vibration mode has doubled (the conventional one that can only be processed at one location can now be processed at two locations), so that per unit area can be processed. The processing amount can be halved. For this reason, the vibration mode can be adjusted without cutting the electrode 200, and much higher reliability than before can be obtained.

また、調整可能領域が増えたことにより、従来は調整しきれなかった重量バランスが大きく崩れた振動体についても、調整が行えるようになった。その結果、歩留まりが格段に向上した。   In addition, since the adjustable region has increased, it is now possible to adjust a vibrating body whose weight balance has been greatly lost, which could not be adjusted in the past. As a result, the yield was significantly improved.

なお本実施形態において、電極200はいかなる材料を用いてもかまわないが、特に透明性電極、例えばITOやSnO等からなる電極を用いると、本発明はさらに有効である。なぜなら電極200が透明性材料であれば、レーザー光を透過させることができるので、加工可能領域をより広げることができ、振動モードの調整がより容易になるからである。 In the present embodiment, any material may be used for the electrode 200, but the present invention is more effective particularly when a transparent electrode, for example, an electrode made of ITO, SnO 2 or the like is used. This is because if the electrode 200 is a transparent material, the laser beam can be transmitted, the workable area can be further expanded, and the vibration mode can be adjusted more easily.

(第2の実施形態)
図6は本発明の振動脚の側面を加工する振動体の製造方法を示した図である。本実施形態では図6(a)に示すように圧電体100の表面(レーザー光300を照射する側の面)から裏面(表面と反対の面)に向かって照射したレーザー光300を圧電体100の内部の所定の集光位置Pに集光させた。本実施形態において集光位置Pは、加工を行おうとしている圧電体100の側面から5μmほど内側に位置した部分に設定した。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a view showing a method of manufacturing a vibrating body for processing the side surface of the vibrating leg according to the present invention. In the present embodiment, as shown in FIG. 6A, the piezoelectric body 100 is irradiated with laser light 300 irradiated from the front surface (surface on the laser light 300 irradiation side) to the back surface (surface opposite to the front surface) of the piezoelectric body 100. The light was condensed at a predetermined light condensing position P inside. In the present embodiment, the condensing position P is set to a portion located on the inner side by about 5 μm from the side surface of the piezoelectric body 100 to be processed.

集光位置Pで集光させたレーザー光300は、エネルギー量にもよるが集光位置Pを中心に半径5〜10μmの領域が加工範囲である。そのため、集光位置Pにレーザーを集光させることで図6(b)のように圧電体100の側面まで加工を施すことができた。なお本実施形態でのフェムト秒レーザーの照射条件は、パルスエネルギー=10μJ/pulse、周波数=1kHz、走査速度=500μm/sec、走査距離=0.8mm、走査回数=1回に設定した。   The laser beam 300 condensed at the condensing position P has a radius of 5 to 10 μm around the condensing position P, although it depends on the amount of energy. Therefore, by condensing the laser at the condensing position P, it was possible to process the side surface of the piezoelectric body 100 as shown in FIG. Note that the irradiation conditions of the femtosecond laser in this embodiment were set such that pulse energy = 10 μJ / pulse, frequency = 1 kHz, scanning speed = 500 μm / sec, scanning distance = 0.8 mm, and number of scans = 1.

本実施形態では、以上の方法で圧電体100の側面を加工し、除去部103を形成することによって、図6(a)の状態にある振動f2の振動モードを図6(b)のように振動f0の振動モードに調整することができる。   In the present embodiment, the vibration mode of the vibration f2 in the state of FIG. 6A is changed as shown in FIG. The vibration mode of the vibration f0 can be adjusted.

(第3の実施形態)
図7は本発明の圧電薄膜を備えた振動体の製造方法を示した図である。なお図7は振動脚の断面形状を示している。本実施形態で使用した振動体は、基材である石英ガラスからなり基部と振動脚とを有する透明構造体710の表面に、Ptからなる下部電極210とPZTからなる圧電薄膜120とAuからなる上部電極220が所望の形状でパターニングされた振動体である。
(Third embodiment)
FIG. 7 is a view showing a method of manufacturing a vibrator provided with the piezoelectric thin film of the present invention. FIG. 7 shows the cross-sectional shape of the vibrating leg. The vibrating body used in the present embodiment is made of a lower electrode 210 made of Pt, a piezoelectric thin film 120 made of PZT, and Au on the surface of a transparent structure 710 made of quartz glass as a base material and having a base and a vibrating leg. The upper electrode 220 is a vibrating body patterned in a desired shape.

本実施形態で用いた振動体は振動モードがf2であったので、図7(a)に示すようにフェムト秒レーザー光をE面で焦点が合うようにして照射した。なお本実施形態でのフェムト秒レーザーの照射条件は、パルスエネルギー=10μJ/pulse、周波数=1kHz、走査速度=500μm/sec、走査距離=0.8mm、走査回数=1回に設定した。   Since the vibration mode used in the present embodiment was f2, the femtosecond laser light was irradiated so that it was in focus on the E plane as shown in FIG. Note that the irradiation conditions of the femtosecond laser in this embodiment were set such that pulse energy = 10 μJ / pulse, frequency = 1 kHz, scanning speed = 500 μm / sec, scanning distance = 0.8 mm, and number of scans = 1.

上記振動モードの調整加工の結果、図7(b)に示すように、透明構造体700に除去部102が形成され、重量バランスが釣り合い、所望の振動f0を得ることができた。   As a result of the adjustment processing of the vibration mode, as shown in FIG. 7B, the removal portion 102 was formed in the transparent structure 700, the weight balance was balanced, and the desired vibration f0 could be obtained.

このようにして、透明構造体700上に圧電薄膜120が形成された構造の振動体であっても本発明の製造方法は利用可能である。なお、本実施形態では透明構造体710として石英ガラスを用いたが、石英ガラス以外の材料、例えばサファイアやプラスチック材料であっても本発明は利用できる。   In this way, the manufacturing method of the present invention can be used even for a vibrator having a structure in which the piezoelectric thin film 120 is formed on the transparent structure 700. In this embodiment, quartz glass is used as the transparent structure 710. However, the present invention can be used even with materials other than quartz glass, such as sapphire and plastic materials.

また、本発明の実施形態として2本の振動脚を有する振動体を用いて説明したが、振動脚が1本あるいは3本以上の場合であっても本発明を適用できるのは言うまでもない。   In addition, the embodiment of the present invention has been described using a vibrating body having two vibrating legs, but it goes without saying that the present invention can be applied even when there are one or three or more vibrating legs.

(第4の実施形態)
本発明は振動モードの調整工程だけでなく、電極パターンの修正やその他の形状修正にも利用できる。以下にその方法を説明する。
(Fourth embodiment)
The present invention can be used not only for adjusting the vibration mode but also for correcting electrode patterns and other shapes. The method will be described below.

図8は本発明によって電極パターン修正を行う振動体の製造方法を示した図である。図8は振動型加速度センサ用振動体の圧電体100の断面を示したものである。本実施形態における振動型加速度センサ用振動体は、基材である圧電体100が水晶で形成されており、その圧電体100の4つの角部(四隅)にはITOからなる電極205が形成されて
いる。なおITOは透明性を有する導電性材料として、液晶ディスプレイ等に多く利用されている材料である。
FIG. 8 is a view showing a method of manufacturing a vibrating body for correcting an electrode pattern according to the present invention. FIG. 8 shows a cross section of the piezoelectric body 100 of the vibration body for a vibration type acceleration sensor. In the vibrating body for a vibration type acceleration sensor according to the present embodiment, the piezoelectric body 100 as a base material is formed of quartz, and electrodes 205 made of ITO are formed at four corners (four corners) of the piezoelectric body 100. ing. ITO is a material that is widely used for liquid crystal displays and the like as a conductive material having transparency.

本実施形態の振動型加速度センサ用振動体は、圧電体100の4つの角部に形成される電極205がそれぞれ分断されていて、はじめて正常に動作する構成になっている。しかしながら、製造工程における何らかの加工不良により、図8(a)に示すように圧電体100の裏面側で電極205が短絡してしまうことが時々あった。   The vibrating body for a vibration type acceleration sensor according to the present embodiment is configured to operate normally only after the electrodes 205 formed at the four corners of the piezoelectric body 100 are divided. However, due to some processing defect in the manufacturing process, the electrode 205 sometimes short-circuited on the back surface side of the piezoelectric body 100 as shown in FIG.

本実施形態では図8(a)に示すように圧電体100の表面から裏面に向かって照射したレーザー光300を電極205の平面上(G面)に集光させた。これにより裏面に形成された電極205の一部が加工され、図8(b)に示すように4つの電極205に分断することができる。これにより電極の短絡不良が解消され、正常に動作する振動型加速度センサ用振動体を得ることができる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 8A, the laser beam 300 irradiated from the front surface to the back surface of the piezoelectric body 100 is condensed on the plane (G surface) of the electrode 205. Thus, a part of the electrode 205 formed on the back surface is processed and can be divided into four electrodes 205 as shown in FIG. Thereby, the short circuit defect of an electrode is eliminated and the vibration body for vibration type acceleration sensors which operate | move normally can be obtained.

なお本実施形態では透明性材料であるITOからなる電極205を備えた振動体を例に挙げて説明したが、透明性を有さない材料、Au、Cuからなる電極205を備えた振動体であっても本発明は利用できる。その場合、レーザー光300は圧電体100と電極205の界面で集光させる。なおその時レーザー光300のエネルギーを、圧電体100は加工されずに電極205は加工されるレベルにパワーを設定するのが望ましい。そうすることにより、圧電体100にダメージを与えずに電極205だけを加工できる。   In the present embodiment, the vibrator provided with the electrode 205 made of ITO, which is a transparent material, has been described as an example. However, the vibrator provided with the electrode 205 made of Au, Cu, a material having no transparency. Even if it exists, this invention can be utilized. In that case, the laser beam 300 is condensed at the interface between the piezoelectric body 100 and the electrode 205. At this time, it is desirable to set the power of the laser beam 300 to a level at which the electrode 205 is processed without processing the piezoelectric body 100. By doing so, it is possible to process only the electrode 205 without damaging the piezoelectric body 100.

なお本実施形態では、振動型加速度センサ用振動体の製造方法について説明したが、振動型加速度センサ用の振動体に限られるわけではない。ジャイロセンサーはもちろんのこと、水晶発振子等の振動デバイスにも有効である。   In addition, although this embodiment demonstrated the manufacturing method of the vibrating body for vibration type acceleration sensors, it is not necessarily restricted to the vibrating body for vibration type acceleration sensors. It is effective not only for gyro sensors but also for vibrating devices such as crystal oscillators.

本発明の振動体の製造方法における振動f1の振動モードの調整方法を示した振動脚の断面図である。It is sectional drawing of the vibration leg which showed the adjustment method of the vibration mode of the vibration f1 in the manufacturing method of the vibrating body of this invention. 本発明の振動体の製造方法における振動f2の振動モードの調整方法を示した振動脚の断面図である。It is sectional drawing of the vibration leg which showed the adjustment method of the vibration mode of the vibration f2 in the manufacturing method of the vibrating body of this invention. 本発明の振動体の製造方法における振動f1の振動モードの調整によって加工された振動脚の断面図である。It is sectional drawing of the vibration leg processed by adjustment of the vibration mode of the vibration f1 in the manufacturing method of the vibrating body of this invention. 本発明の振動体の製造方法における振動f2の振動モードの調整によって加工された振動脚の断面図である。It is sectional drawing of the vibration leg processed by adjustment of the vibration mode of the vibration f2 in the manufacturing method of the vibrating body of this invention. 本発明の振動体の製造方法によって振動モードを調整した振動体の斜視図である。It is a perspective view of the vibrating body which adjusted the vibration mode with the manufacturing method of the vibrating body of the present invention. 本発明の振動脚の側面を加工する振動体の製造方法を示した図である。It is the figure which showed the manufacturing method of the vibrating body which processes the side surface of the vibration leg of this invention. 本発明の圧電薄膜を備えた振動体の製造方法を示した図である。It is the figure which showed the manufacturing method of the vibrating body provided with the piezoelectric thin film of this invention. 本発明によって電極パターン修正を行う振動体の製造方法を示した図である。It is the figure which showed the manufacturing method of the vibrating body which corrects an electrode pattern by this invention. 従来の一般的な振動体の構造とその振動脚の断面を示した図である。It is the figure which showed the structure of the conventional general vibration body, and the cross section of the vibration leg. 従来の振動体の振動モードの調整工程を示した図である。It is the figure which showed the adjustment process of the vibration mode of the conventional vibrating body. 従来の回転研磨工具(リュータ)による振動モードの調整方法を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the adjustment method of the vibration mode by the conventional rotary polishing tool (luter). 従来の回転研磨工具(リュータ)による振動f1の振動モードの調整方法を示した図である。It is the figure which showed the adjustment method of the vibration mode of the vibration f1 by the conventional rotary polishing tool (ruder). 従来の回転研磨工具(リュータ)による振動f2の振動モードの調整方法を示した図である。It is the figure which showed the adjustment method of the vibration mode of the vibration f2 by the conventional rotary polishing tool (ruder). 従来の研磨剤を含んだ研磨テープによる振動モードの調整方法を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the adjustment method of the vibration mode by the abrasive tape containing the conventional abrasive | polishing agent. 従来のレーザー光を用いた加工による振動モードの調整方法を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the adjustment method of the vibration mode by the process using the conventional laser beam.

符号の説明Explanation of symbols

10 振動体
11 振動脚
12 基部
100 圧電体
120 圧電薄膜
101、102、103 除去部
200、205 電極
210 下部電極
220 上部電極
300 レーザー光
400 回転研磨工具
500 パッケージ
600 研磨テープ
610 ローラー
700、710 透明構造体
800 粉塵
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vibrating body 11 Vibrating leg 12 Base part 100 Piezoelectric body 120 Piezoelectric thin film 101,102,103 Removal part 200,205 Electrode 210 Lower electrode 220 Upper electrode 300 Laser beam 400 Rotary polishing tool 500 Package 600 Polishing tape 610 Roller 700,710 Transparent structure Body 800 dust

Claims (9)

基部とこの基部から突出して形成される振動脚とを有した振動体をレーザー光によって加工する振動体の製造方法において、
前記振動体の内部を透過したレーザー光を前記振動体の所定位置に集光させて前記振動体の一部を除去する工程を備えたことを特徴とする振動体の製造方法。
In a method of manufacturing a vibrating body that processes a vibrating body having a base and a vibrating leg that protrudes from the base by laser light,
A method of manufacturing a vibrating body, comprising: condensing laser light transmitted through the inside of the vibrating body at a predetermined position of the vibrating body to remove a part of the vibrating body.
前記振動体は、前記レーザー光を照射する側である表面とこの表面と反対側に位置する裏面とを有し、
前記レーザー光を前記表面の側から照射して、前記レーザー光を前記裏面に集光させて前記振動体の一部を除去することを特徴とする請求項1に記載の振動体の製造方法。
The vibrator has a surface that is a side on which the laser beam is irradiated and a back surface that is located on the opposite side of the surface.
2. The method of manufacturing a vibrating body according to claim 1, wherein the laser beam is irradiated from the front side, the laser beam is condensed on the back surface, and a part of the vibrating body is removed.
前記振動体は、前記基部と前記振動脚とを有する基材と、この基材上に前記振動体を駆動する電極とを更に備え、
前記表面から前記レーザー光を照射し、前記裏面に設けられた前記電極に前記レーザー光を集光させて前記電極の一部を除去することを特徴とする請求項2に記載の振動体の製造方法。
The vibrating body further includes a base material having the base and the vibrating legs, and an electrode for driving the vibrating body on the base material,
The said laser beam is irradiated from the said surface, The said laser beam is condensed on the said electrode provided in the said back surface, The manufacturing of the vibrating body of Claim 2 characterized by the above-mentioned is removed. Method.
前記工程は、前記振動体における前記振動脚の一部を除去することで、前記振動脚の振動モードを調整する工程であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の振動体の製造方法。 4. The method according to claim 1, wherein the step is a step of adjusting a vibration mode of the vibrating leg by removing a part of the vibrating leg in the vibrating body. 5. The manufacturing method of the vibrating body of description. 前記レーザー光はフェムト秒レーザーであることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の振動体の製造方法。 The method for manufacturing a vibrating body according to any one of claims 1 to 4, wherein the laser beam is a femtosecond laser. 前記振動体は水晶振動体であることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の振動体の製造方法。 The method for manufacturing a vibrating body according to claim 1, wherein the vibrating body is a crystal vibrating body. 請求項1から請求項6のいずれかに記載の振動体の製造方法を用いて製造したことを特徴とする振動体。   A vibrating body manufactured using the method for manufacturing a vibrating body according to any one of claims 1 to 6. 請求項7に記載の振動体を用いて外部から印加された物理量を検出することを特徴とする物理量センサ。   A physical quantity sensor that detects a physical quantity applied from the outside using the vibrating body according to claim 7. 前記物理量センサは、振動型ジャイロセンサであることを特徴とする請求項8に記載の物理量センサ。   The physical quantity sensor according to claim 8, wherein the physical quantity sensor is a vibration gyro sensor.
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