JP2007286027A - 圧電振動子の製造方法及びこの圧電振動子を用いた振動ジャイロ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】振動子片の一部に対して振動方向などの特性を調整する漏れ振動調整加工を行う圧電振動子の製造方法であって、少なくとも一つの振動子片を、圧電材料からなる母圧電基板に結合部を介して一体に形成する母圧電基板形成工程と、母圧電基板に一体に形成されている振動子片に電極を形成する電極形成工程と、電極が形成された振動子片を基台に仮固定して、振動子片の一部に対して漏れ振動調整加工を行う漏れ振動調整加工工程と、振動子片を結合部で切断し、母圧電基板から分断することによって圧電振動子を得る切断工程とを有することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
一例として、圧電材料である水晶を用いた音叉型振動ジャイロについて図面を用いて説明する。図11,図12は振動ジャイロの動作を説明するための図で、図11は2脚音叉型振動子の外観を示す斜視図、図12は2脚音叉型水晶ジャイロの駆動検出方法を説明するための断面及び配線や駆動検出回路の模式図である。
ンスさせる為、第1の脚J11がX軸方向に動く時、第2の脚J12は−X軸方向に動き、第1の脚J11が−X軸方向に動く時、第2の脚J12がX軸方向に動く動作となるが、これを、通常の音叉が1つの面内で振動を行うのを理想とする慣例から、面内屈曲振動と呼ぶが、第1の脚J11とアンプJG及び移相回路JPで発生させる振動は面内屈曲振動と同じ動作であり、その周波数は、音叉型振動子J10の面内屈曲振動の共振周波数とほぼ一致する。
Fc=2・M・ω・V
採り、この何れかを駆動振動発生方向とし、これに直交する方向を検出振動発生方向としている。即ち脚の2つの直交する振れ方向の振動を利用するものである。この際2つの方向の共振周波数が近接していると、圧電単結晶の結晶異方性や製造時の誤差により、多くの場合は、駆動振動と検出振動に機械的結合が生じる。
従来から一般にこのような振動ジャイロの振動子に対して漏れ振動調整加工が行われていた。(例えば、特許文献1または特許文献2参照)
以後、固定する場所を明確にするため、図2(b)の振動子片W20のように基部J15の他に固定部J16を有する形状で説明するが、基部を固定する場合は基部が固定部になる。
定部をパッケージ等に接着剤などを介して固定してから漏れ振動調整加工を行っていた。(例えば、特許文献1または特許文献2参照)
り、工具との高精度接触開始点の位置出したりする等の非加工時間を含む工程であり、量産的には漏れ振動調整加工工程に要する時間が長いという課題があった。
本発明における圧電振動子の製造方法によれば、振動子片を形成する母圧電基板形成工程と、その振動子片に電極を形成する電極形成工程と、漏れ振動の調整加工を行う漏れ振
動調整加工工程とを振動子片が母圧電基板に結合部を介して一体に結合している状態で実施する。
つ行う必要がなくなり、母圧電基板ごとに一括で処理することができる。従って、本発明によれば、従来のようにパッケージなどに固定して1個づつ漏れ振動調整加工を行う工程に比較して、漏れ振動調整加工工程に要する時間を短縮することができる。
で固定されるのと同様な仮固定条件を実現できる。また、仮固定として重要な特性である脱着が容易である。そして、振動子片の固定部を基台に確実に仮固定することにより、砥石などで漏れ振動調整加工する時に生じる加工反力によって振動子片の固定部が動くことを防止することができる。
を向上させることができる。
の振動子に対して、振動子または圧電振動子として説明した。
図2は、本発明の実施例1にかかる母圧電基板形成工程K1を説明する図である。
図3は、本発明の実施例1にかかる電極形成工程K2を説明する図である。
図4は、本発明の実施例1にかかる漏れ振動調整加工工程K3において母圧電基板に結合部を介して一体に結合している振動子片が基台に固定された状態を示す図である。
図5は、本発明の実施例1にかかる漏れ振動調整加工工程K3における漏れ調整加工状態を示す図である。これらの図を参照しながら、本発明の実施例1にかかる圧電振動子の製造方法を説明する。
な所定の形状にエッチング加工技術等を用いて形成された状態を示している。
行う必要がなくなり、母圧電基板ごとに一括で処理することができる。従って、本発明によれば、従来のようにパッケージなどに固定して1個づつ漏れ振動調整加工を行う工程に比較して、漏れ振動調整加工工程に要する時間を短縮することができる。
は図示していないエアポンプによってエアを吸引できるように接続されている。基台K30に位置決めして載置されている母圧電基板W10は、基台K30に設けてある吸引部K31によって母圧電基板W10に結合部W11を介して一体に結合している振動子片W20の固定部J16を吸引することができる位置にある。
このように振動子片W20を基台K30に仮固定して、漏れ振動調整加工工程を実施する。
定されるのと同様な仮固定条件を実現できる。
尚、弾性を有する砥石保持部材K42に薄板状砥石K41が固着されている場合について説明したが、弾性を有する薄板状砥石K41が振動加工工具に直接保持されていても良
い。
図8において図示していない固定保持部に固定保持されているフェムト秒レーザー発生部K44から発せられたフェムト秒レーザーK43を、脚J11の調整部M1に適度のパワーで集光照射しながら、脚J11に平行に加工が必要とされる調整部長さMLにわたり、振動子片W20が結合部W11を介して一体に結合している母圧電基板W10を載置した基台K30を移動させることで漏れ振動調整加工を行う。他の調整部についても同様に漏れ振動調整加工を行うことができる。
動距離の調節ができる構成になっている。
ただし、このとき、調整部にフェムト秒レーザーを集光照射するため、機械的な接触がない状態で加工が行われるので、漏れ振動に起因する出力をリアルタイムで測定することができ、その出力をフィードバックすることにより、漏れ振動調整の加工量をパワー、焦点深度、照射位置、調整部長さML等、をパラメータとして最適に制御することができる。
ある基台K30の貫通穴側から砥石などの加工工具を挿入して漏れ振動調整加工を行うことができることを示している。
K2 電極形成工程
K3 漏れ振動調整加工工程
K4 切断工程
W10 母圧電基板
W11 結合部
W20 振動子片
K20 導電膜
K30 基台
K31 吸引部
K40 円柱状砥石
K41 薄板状砥石
K42 砥石保持部材
K43 フェムト秒レーザー
K44 フェムト秒レーザー発生部
J1〜J8 2脚音叉振動子の電極
1D、1R,1U,1L 3脚音叉振動子の第1の脚の電極
2D,2R,2U,2L 3脚音叉振動子の第2の脚の電極
3D、3U、3G 3脚音叉振動子の第3の脚の電極
J10 音叉型振動子
J11 第1の脚
J12 第2の脚
J13 第3の脚
J15 基部
J16 固定部
JC コンパレータ
JD 差動バッファ
JG アンプ
JM 乗算回路
JP,JP2 移相回路
JS 積分回路
M1〜M8 調整部
ML 調整部長さ
Claims (7)
- 振動子片の一部に対して振動方向などの特性を調整する漏れ振動調整加工を行う圧電振動子の製造方法であって、少なくとも一つの前記振動子片を、圧電材料からなる母圧電基板に結合部を介して一体に形成する母圧電基板形成工程と、
前記母圧電基板に一体に形成されている前記振動子片に電極を形成する電極形成工程と、
前記電極が形成された前記振動子片を基台に仮固定して、前記振動子片の一部に対して漏れ振動調整加工を行う漏れ振動調整加工工程と、
前記振動子片を前記結合部で切断し、前記母圧電基板から分断することによって圧電振動子を得る切断工程と
を有することを特徴とする圧電振動子の製造方法。 - 前記漏れ振動調整加工工程は、前記基台に設けられた吸引部の上に前記振動子片の固定部を載置し、前記吸引部のエアを吸引して前記振動子片を前記基台に仮固定して、前記振動子片の一部に対して前記漏れ振動調整加工を行うことを特徴とする請求項1に記載の圧電振動子の製造方法。
- 前記漏れ振動調整加工工程は、薄板状の弾性を有する薄板状砥石または弾性を有する砥石保持部材で保持された前記薄板状砥石を具備した振動加工工具を用いて前記振動子片の一部に対して前記漏れ振動調整加工を行うことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の圧電振動子の製造方法。
- 前記漏れ振動調整加工工程は、フェムト秒レーザーを用いて前記振動子片の一部に対して前記漏れ振動調整加工を行うことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の圧電振動子の製造方法。
- 前記振動子片は、その表面側と裏面側のそれぞれに前記漏れ振動調整加工を行う調整部を備え、
前記漏れ振動調整加工工程は、前記表面側と前記裏面側の両面側から、同時にまたはそれぞれ順次に、前記表面側の調整部と前記裏面側の調整部に対して前記漏れ振動調整加工を行うことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の圧電振動子の製造方法。 - 前記圧電材料が水晶であることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の圧電振動子の製造方法。
- 請求項1から6のいずれかに記載の製造方法により製造された圧電振動子を用いて外部から印加された角速度を検出することを特徴とする振動ジャイロ。
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-
2006
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