JP2021089238A

JP2021089238A - Gyro sensor

Info

Publication number: JP2021089238A
Application number: JP2019220618A
Authority: JP
Inventors: 和磨塚本; Kazuma Tsukamoto
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2019-12-05
Filing date: 2019-12-05
Publication date: 2021-06-10

Abstract

To provide a gyro sensor that can reduce the possibility of generation of a sudden change.SOLUTION: A gyro sensor 1 includes a bulk ultrasonic resonance element 2, a substrate 3, and a vibration attenuation unit 4. The substrate 3 is deposited on the bulk ultrasonic resonance element 2. The vibration attenuation unit 4 is formed to attenuate vibrations of bulk ultrasonic waves dispersed in the substrate 3 when the bulk ultrasonic resonance element 2 vibrates. The vibration attenuation unit 4 has an acoustic impedance which is larger than that of the air and is also in a predetermined range of the acoustic impedance of the substrate 3, and is in contact with at least a part of the substrate 3.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本開示は、一般にジャイロセンサに関し、より詳細にはセンサ素子と、センサ素子を支持する基板と、を有するジャイロセンサに関する。 The present disclosure relates generally to a gyro sensor, and more particularly to a gyro sensor having a sensor element and a substrate supporting the sensor element.

従来、容量式バルク超音波ディスクジャイロスコープが知られている（特許文献１参照）。特許文献１の容量式バルク超音波ディスクジャイロスコープは、半導体微小加工技術により形成され、バルク超音波振動する物体に生起されるコリオリ力に関連する物理量を検出することで角速度を検出するものである。 Conventionally, a capacitive bulk ultrasonic disc gyroscope is known (see Patent Document 1). The capacitive bulk ultrasonic disc gyroscope of Patent Document 1 is formed by semiconductor micromachining technology and detects the angular velocity by detecting the physical quantity related to the Coriolis force generated in the bulk ultrasonic vibrating object. ..

特許文献１では、共振素子を囲むように配置された駆動用電極に駆動信号を印加することで、共振素子にバルク超音波振動が励起される。また、コリオリ力に伴う共振素子の変形は、共振素子を囲むように配置された検出用電極により検出することができる。 In Patent Document 1, bulk ultrasonic vibration is excited to the resonant element by applying a driving signal to the driving electrodes arranged so as to surround the resonant element. Further, the deformation of the resonance element due to the Coriolis force can be detected by the detection electrodes arranged so as to surround the resonance element.

特開２０１９−５３１７０７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-531707

ところで、共振素子駆動の際に発生するバルク超音波が基板の中に散逸し、基板の中で反射することにより、ジャイロセンサの突発変動を起こす要因となっていた。 By the way, bulk ultrasonic waves generated when driving a resonant element are dissipated in the substrate and reflected in the substrate, which causes sudden fluctuations in the gyro sensor.

本開示は上記課題に鑑みてなされ、突発変動が発生する可能性をより低くすることができるジャイロセンサを提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above problems, and an object of the present disclosure is to provide a gyro sensor capable of reducing the possibility of sudden fluctuations occurring.

本開示の一態様に係るジャイロセンサは、バルク超音波共振素子と、基板と、振動減衰部と、を備える。前記基板は、前記バルク超音波共振素子に積層される。前記振動減衰部は、前記バルク超音波共振素子の振動時に前記基板に散逸するバルク超音波の振動を減衰させるように構成される。前記振動減衰部は、空気の音響インピーダンスよりも大きく、かつ前記基板の音響インピーダンスに対して所定の範囲内に属する音響インピーダンスを有し、前記基板の少なくとも一部に接触する。 The gyro sensor according to one aspect of the present disclosure includes a bulk ultrasonic resonance element, a substrate, and a vibration damping unit. The substrate is laminated on the bulk ultrasonic resonance element. The vibration damping unit is configured to attenuate the vibration of the bulk ultrasonic waves dissipated on the substrate when the bulk ultrasonic resonance element vibrates. The vibration damping portion has an acoustic impedance that is larger than the acoustic impedance of air and belongs to a predetermined range with respect to the acoustic impedance of the substrate, and comes into contact with at least a part of the substrate.

本開示によると、突発変動が発生する可能性をより低くすることができるジャイロセンサを提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a gyro sensor capable of reducing the possibility of sudden fluctuations occurring.

図１は、実施形態１に係るジャイロセンサのバルク超音波共振素子の平面図である。FIG. 1 is a plan view of the bulk ultrasonic resonance element of the gyro sensor according to the first embodiment. 図２は、同上のジャイロセンサの斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the gyro sensor of the same as above. 図３は、同上のジャイロセンサの断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the gyro sensor of the same as above. 図４Ａは、同上のジャイロセンサの動作原理を説明するための概念図である。図４Ｂは、同上のジャイロセンサの動作原理を説明するための概念図である。FIG. 4A is a conceptual diagram for explaining the operating principle of the gyro sensor of the above. FIG. 4B is a conceptual diagram for explaining the operating principle of the gyro sensor of the above. 図５は、実施形態１の変形例１に係るジャイロセンサを説明するための断面図（リブを有する場合）である。FIG. 5 is a cross-sectional view (when having ribs) for explaining the gyro sensor according to the first modification of the first embodiment. 図６は、実施形態１の変形例１に係るジャイロセンサを説明するための断面図（振動減衰部が基板を覆う場合）である。FIG. 6 is a cross-sectional view (when the vibration damping portion covers the substrate) for explaining the gyro sensor according to the first modification of the first embodiment. 図７は、実施形態１の変形例１に係るジャイロセンサを説明するための断面図（振動減衰部がバルク超音波共振素子を覆う場合）である。FIG. 7 is a cross-sectional view (when the vibration damping portion covers the bulk ultrasonic resonance element) for explaining the gyro sensor according to the first modification of the first embodiment. 図８は、実施形態１の変形例１に係るジャイロセンサを説明するための断面図（振動減衰部がケースを満たす場合）である。FIG. 8 is a cross-sectional view (when the vibration damping portion fills the case) for explaining the gyro sensor according to the first modification of the first embodiment. 図９は、実施形態２に係るジャイロセンサの断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of the gyro sensor according to the second embodiment. 図１０は、実施形態２の変形例１に係るジャイロセンサの断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of the gyro sensor according to the first modification of the second embodiment. 図１１は、実施形態２の変形例１に係るジャイロセンサ（振動減衰部がバルク超音波共振素子を覆う場合）の断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view of the gyro sensor (when the vibration damping portion covers the bulk ultrasonic resonance element) according to the first modification of the second embodiment. 図１２は、実施形態２の変形例１に係るジャイロセンサ（振動減衰部がバルク超音波共振素子を覆う場合）の断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view of the gyro sensor (when the vibration damping portion covers the bulk ultrasonic resonance element) according to the first modification of the second embodiment. 図１３は、実施形態２の変形例１に係るジャイロセンサの断面図（振動減衰部が基板と接する場合）である。FIG. 13 is a cross-sectional view (when the vibration damping portion is in contact with the substrate) of the gyro sensor according to the first modification of the second embodiment. 図１４は、実施形態２の変形例１に係るジャイロセンサの断面図（振動減衰部が基板を覆う場合）である。FIG. 14 is a cross-sectional view (when the vibration damping portion covers the substrate) of the gyro sensor according to the first modification of the second embodiment.

以下に説明する各実施形態及び変形例は、本開示の一例に過ぎず、本開示は、各実施形態及び変形例に限定されない。これらの実施形態及び変形例以外であっても、本開示に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。 Each embodiment and modification described below is merely an example of the present disclosure, and the present disclosure is not limited to each embodiment and modification. Other than these embodiments and modifications, various changes can be made according to the design and the like as long as they do not deviate from the technical idea of the present disclosure.

（実施形態１）
以下、本実施形態に係るジャイロセンサ１について、図１〜図４Ｂを用いて説明する。 (Embodiment 1)
Hereinafter, the gyro sensor 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4B.

（１）概要
本実施形態に係るジャイロセンサ１の外観を図２に示す。また、図２のジャイロセンサ１のＸ１−Ｘ１断面図を図３に示す。 (1) Outline The appearance of the gyro sensor 1 according to the present embodiment is shown in FIG. Further, a cross-sectional view of X1-X1 of the gyro sensor 1 of FIG. 2 is shown in FIG.

本実施形態に係るジャイロセンサ１は、図３に示すように、バルク超音波共振素子２と、基板３と、振動減衰部４と、を備える。 As shown in FIG. 3, the gyro sensor 1 according to the present embodiment includes a bulk ultrasonic resonance element 2, a substrate 3, and a vibration damping unit 4.

ジャイロセンサ１は、例えば、回転角速度、回転角及び角加速度等の物理量を、電気信号に変換する。すなわち、ジャイロセンサ１は、物理量を電気信号に変換するトランスデューサとして機能する。ジャイロセンサ１は、例えば、家電機器、携帯端末、カメラ、ウェアラブル端末、ゲーム機、又は車両（自動車及び二輪自動車等を含む）、ドローン、航空機若しくは船舶等の移動体等の、様々な機器に用いられる。 The gyro sensor 1 converts physical quantities such as rotation angular velocity, rotation angle, and angular acceleration into electrical signals. That is, the gyro sensor 1 functions as a transducer that converts a physical quantity into an electric signal. The gyro sensor 1 is used for various devices such as home appliances, mobile terminals, cameras, wearable terminals, game machines, or moving objects such as vehicles (including automobiles and motorcycles), drones, aircraft and ships. Be done.

（２）構成
以下に、本実施形態に係るジャイロセンサ１の詳細な構成について、図１〜図４を参照して説明する。 (2) Configuration The detailed configuration of the gyro sensor 1 according to the present embodiment will be described below with reference to FIGS. 1 to 4.

本実施形態では、ジャイロセンサ１は、角速度を検知対象とする角速度センサである。例えば、車両の自動運転技術のように、比較的、高精度の角速度の検知が要求される場合に、本実施形態に係るジャイロセンサ１は好適である。ただし、高精度の角速度の検知が要求されない場合であっても、本実施形態に係るジャイロセンサ１は採用可能である。 In the present embodiment, the gyro sensor 1 is an angular velocity sensor that detects an angular velocity. For example, the gyro sensor 1 according to the present embodiment is suitable when relatively high-precision angular velocity detection is required, such as in automatic driving technology of a vehicle. However, the gyro sensor 1 according to the present embodiment can be adopted even when high-precision angular velocity detection is not required.

本実施形態に係るジャイロセンサ１は、図１及び図３に示すように、バルク超音波共振素子２と、基板３と、振動減衰部４と、を備えている。また、ジャイロセンサ１は、支持部材５と、台座６と、ケース８と、を更に備えている。すなわち、ジャイロセンサ１は、バルク超音波共振素子２と、基板３と、振動減衰部４と、支持部材５と、台座６と、ケース８と、を備えている。なお、図２において台座６の下側には補助部材７が設けられている。補助部材７は、複数の配線を樹脂モールドしたもので、ジャイロセンサ１に対して、電極の引き回しや緩衝材として機能する。 As shown in FIGS. 1 and 3, the gyro sensor 1 according to the present embodiment includes a bulk ultrasonic resonance element 2, a substrate 3, and a vibration damping unit 4. Further, the gyro sensor 1 further includes a support member 5, a pedestal 6, and a case 8. That is, the gyro sensor 1 includes a bulk ultrasonic resonance element 2, a substrate 3, a vibration damping portion 4, a support member 5, a pedestal 6, and a case 8. In FIG. 2, an auxiliary member 7 is provided on the lower side of the pedestal 6. The auxiliary member 7 is made by molding a plurality of wirings with resin, and functions as an electrode routing and a cushioning material for the gyro sensor 1.

バルク超音波共振素子２は、可動部２１と、複数の電極２２と、多結晶シリコン配線２４と、を備える。可動部２１は、例えば、共振素子であって、平面視において円形状となる円盤状（ディスク状）に形成されている。ここで、可動部２１は、単結晶又は多結晶シリコン等の非圧電性物質であって、圧電性材料から製作されていることを必要としない。可動部２１は、例えば、シリコン炭化物、窒化ガリウム、窒化アルミニウム又は石英等の半導体又は金属材料にて構成されていてもよい。 The bulk ultrasonic resonance element 2 includes a movable portion 21, a plurality of electrodes 22, and a polycrystalline silicon wiring 24. The movable portion 21 is, for example, a resonance element and is formed in a disk shape (disk shape) having a circular shape in a plan view. Here, the movable portion 21 is a non-piezoelectric substance such as single crystal or polycrystalline silicon, and does not need to be made of a piezoelectric material. The moving portion 21 may be made of a semiconductor or metal material such as silicon carbide, gallium nitride, aluminum nitride or quartz.

複数（ここでは８つ）の電極２２は、ディスク状の可動部２１の周囲に等間隔に配置されている。それぞれの電極２２と可動部２１の間には容量性間隙２３を有する。複数の電極２２は、複数（ここでは４つ）の駆動用電極２２１と、複数（ここでは４つ）の検知用電極２２２と、を含んでいる。複数の電極２２と可動部２１との間には、一定の静電容量が生じている。 A plurality of (eight in this case) electrodes 22 are arranged at equal intervals around the disk-shaped movable portion 21. A capacitive gap 23 is provided between each electrode 22 and the movable portion 21. The plurality of electrodes 22 include a plurality of (four in this case) driving electrodes 221 and a plurality of (four in this case) detection electrodes 222. A constant capacitance is generated between the plurality of electrodes 22 and the movable portion 21.

駆動用電極２２１に駆動信号を印加して可動部２１を一定の速度で振動させている状態において、可動部２１に加わる角速度に応じてコリオリ力が発生する。コリオリ力が発生した場合、一定であった静電容量に変化が生じる。バルク超音波共振素子２は、検知用電極２２２において、静電容量の変化を検出することにより、角速度を検知する。 In a state where a drive signal is applied to the drive electrode 221 to vibrate the movable portion 21 at a constant speed, a Coriolis force is generated according to the angular velocity applied to the movable portion 21. When the Coriolis force is generated, the constant capacitance changes. The bulk ultrasonic resonance element 2 detects the angular velocity by detecting the change in capacitance at the detection electrode 222.

バルク超音波共振素子２の動作について、図４Ａ及び図４Ｂを参照して説明する。図４Ａ及び図４Ｂは、バルク超音波共振素子２の動作原理を説明するための概念図である。 The operation of the bulk ultrasonic resonance element 2 will be described with reference to FIGS. 4A and 4B. 4A and 4B are conceptual diagrams for explaining the operating principle of the bulk ultrasonic resonance element 2.

本実施形態では、一例として、バルク超音波共振素子２は、高周波（ＭＨｚ帯域）駆動の容量式バルク超音波ジャイロスコープである。このジャイロスコープは、ベース板、可動部２１、及び複数の電極２２を含んでいる。 In the present embodiment, as an example, the bulk ultrasonic resonance element 2 is a high frequency (MHz band) driven capacitive bulk ultrasonic gyroscope. The gyroscope includes a base plate, a moving part 21, and a plurality of electrodes 22.

可動部２１は、コリオリ力により、その中心軸に直交する平面内で、互いに直交する２方向に交互に伸縮する変形を繰り返すように振動する。バルク超音波共振素子２は、可動部２１の変形量（移動量）を電気信号として出力する。すなわち、可動部２１の変形量は、可動部２１と検知用電極２２２との間の静電容量の変化として現れるため、バルク超音波共振素子２は、この静電容量の変化に応じた電気信号を出力する。 The movable portion 21 vibrates due to the Coriolis force so as to repeatedly expand and contract in two directions orthogonal to each other in a plane orthogonal to the central axis thereof. The bulk ultrasonic resonance element 2 outputs the amount of deformation (movement amount) of the movable portion 21 as an electric signal. That is, since the amount of deformation of the movable portion 21 appears as a change in the capacitance between the movable portion 21 and the detection electrode 222, the bulk ultrasonic resonance element 2 has an electric signal corresponding to the change in the capacitance. Is output.

バルク超音波共振素子２は、検知対象である物理量に応じた電気信号を出力する素子である。本実施形態では、検知対象は、Ｚ軸周りの角速度であるので、バルク超音波共振素子２は、Ｚ軸周りの角速度に応じた電気信号を出力する。バルク超音波共振素子２は、コリオリ力を利用してＺ軸周りの角速度を検知する。本実施形態では、一例として、バルク超音波共振素子２は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いたベアチップ、いわゆるＭＥＭＳチップを含んでいる。 The bulk ultrasonic resonance element 2 is an element that outputs an electric signal according to a physical quantity to be detected. In the present embodiment, since the detection target is the angular velocity around the Z-axis, the bulk ultrasonic resonance element 2 outputs an electric signal corresponding to the angular velocity around the Z-axis. The bulk ultrasonic resonance element 2 detects the angular velocity around the Z axis by utilizing the Coriolis force. In the present embodiment, as an example, the bulk ultrasonic resonance element 2 includes a bare chip using MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology, a so-called MEMS chip.

本実施形態のバルク超音波共振素子２は、図１に示すように、ディスク状の可動部２１を有する。バルク超音波共振素子２は、可動部２１の中央部と電極２２の一つが多結晶シリコン配線２４で接続されている。多結晶シリコン配線２４は、直流バイアスを可動部２１に供給している。 As shown in FIG. 1, the bulk ultrasonic resonance element 2 of the present embodiment has a disk-shaped movable portion 21. In the bulk ultrasonic resonance element 2, the central portion of the movable portion 21 and one of the electrodes 22 are connected by a polycrystalline silicon wiring 24. The polycrystalline silicon wiring 24 supplies a DC bias to the movable portion 21.

基板３は、図３に示すように、平板状に形成されており、Ｚ軸方向に厚みを有している。基板３は、基板３の厚み方向Ｌ１の両側に、互いに対向する第１面３１及び第２面３２を有している。基板３の第1面３１には絶縁層１４をパターンニングしてもよい。基板３の厚み方向Ｌ１の第１面３１は、絶縁層１４を介してバルク超音波共振素子２が積層される。つまり、基板３の積層方向Ｌ２にバルク超音波共振素子２は積層される。 As shown in FIG. 3, the substrate 3 is formed in a flat plate shape and has a thickness in the Z-axis direction. The substrate 3 has a first surface 31 and a second surface 32 facing each other on both sides of the substrate 3 in the thickness direction L1. The insulating layer 14 may be patterned on the first surface 31 of the substrate 3. The bulk ultrasonic resonance element 2 is laminated on the first surface 31 of the substrate 3 in the thickness direction L1 via the insulating layer 14. That is, the bulk ultrasonic resonance element 2 is laminated in the stacking direction L2 of the substrate 3.

一方、基板３の厚み方向Ｌ１において第１面３１と対向する第２面３２は、振動減衰部４と接触し、振動減衰部４を挟んで、ケース８の天井面１１と対向している。 On the other hand, the second surface 32 facing the first surface 31 in the thickness direction L1 of the substrate 3 is in contact with the vibration damping portion 4 and faces the ceiling surface 11 of the case 8 with the vibration damping portion 4 interposed therebetween.

本実施形態では、一例として、基板３は、図１に示すバルク超音波共振素子２と同様に平面視において略円形状（ディスク状）である。基板３は、例えば、シリコン基板である。 In the present embodiment, as an example, the substrate 3 has a substantially circular shape (disk shape) in a plan view like the bulk ultrasonic resonance element 2 shown in FIG. The substrate 3 is, for example, a silicon substrate.

振動減衰部４は、バルク超音波共振素子２の振動時に、基板３に散逸するバルク超音波の振動を減衰させる。振動減衰部４は、ケース８内の少なくとも一部のスペース１３に設けられている。振動減衰部４は、少なくとも基板３の一部に接触する。振動減衰部４は、基板３に積層される積層方向Ｌ２における基板３の２つの面のうち、バルク超音波共振素子２が配置される第１面３１と対向する第２面３２に接触する。本実施形態では、基板３の第２面３２の全面に接触する。 The vibration damping unit 4 damps the vibration of the bulk ultrasonic waves dissipated on the substrate 3 when the bulk ultrasonic resonance element 2 vibrates. The vibration damping portion 4 is provided in at least a part of the space 13 in the case 8. The vibration damping unit 4 comes into contact with at least a part of the substrate 3. The vibration damping unit 4 contacts the second surface 32 facing the first surface 31 on which the bulk ultrasonic resonance element 2 is arranged, out of the two surfaces of the substrate 3 in the stacking direction L2 laminated on the substrate 3. In the present embodiment, the entire surface of the second surface 32 of the substrate 3 is contacted.

また、振動減衰部４の音響インピーダンスは、空気の音響インピーダンスよりも大きく、かつ基板３の音響インピーダンスに対して所定の範囲内に属する。ここでいう所定の範囲とは、振動減衰部４の音響インピーダンスが、基板の境界面におけるバルク超音波の反射率が８０％以下となる範囲のことを意味する。また、この範囲の音響インピーダンスを得るために、振動減衰部４の音響インピーダンスは、基板の音響インピーダンスの１／１０倍〜１０倍とすることができる。振動減衰部４の材料は、例えば、シリコーンである。 Further, the acoustic impedance of the vibration damping unit 4 is larger than the acoustic impedance of air and belongs to a predetermined range with respect to the acoustic impedance of the substrate 3. The predetermined range here means that the acoustic impedance of the vibration damping unit 4 is a range in which the reflectance of bulk ultrasonic waves at the boundary surface of the substrate is 80% or less. Further, in order to obtain the acoustic impedance in this range, the acoustic impedance of the vibration damping unit 4 can be 1/10 to 10 times the acoustic impedance of the substrate. The material of the vibration damping unit 4 is, for example, silicone.

本実施形態では、一例として、支持部材５は、平面視において略正方形状である。ここで、支持部材５は、ＡＳＩＣ（Application specific integrated circuit）である。つまり、支持部材５は、電気絶縁性を有する樹脂パッケージ等のパッケージに半導体チップを内蔵した構成である。このため、バルク超音波共振素子２は、支持部材５としてのＡＳＩＣのパッケージの一表面（支持面５１）に、実装される。本実施形態では、半導体チップは処理回路５２として機能する。 In the present embodiment, as an example, the support member 5 has a substantially square shape in a plan view. Here, the support member 5 is an ASIC (Application specific integrated circuit). That is, the support member 5 has a configuration in which a semiconductor chip is built in a package such as a resin package having electrical insulation. Therefore, the bulk ultrasonic resonance element 2 is mounted on one surface (support surface 51) of the ASIC package as the support member 5. In this embodiment, the semiconductor chip functions as a processing circuit 52.

支持部材５の支持面５１には、バルク超音波共振素子２が固定されている。本開示でいう「固定」は、種々の手段により、一定の位置に留まる状態とされていることを意味する。つまり、バルク超音波共振素子２は、支持部材５の支持面５１に対して位置が動かない状態とされていることを意味する。 The bulk ultrasonic resonance element 2 is fixed to the support surface 51 of the support member 5. The term "fixed" as used in the present disclosure means that the state is kept in a fixed position by various means. That is, it means that the position of the bulk ultrasonic resonance element 2 does not move with respect to the support surface 51 of the support member 5.

支持部材５の支持面５１にバルク超音波共振素子２を固定する手段として、例えば、接着、粘着、ろう付け、溶着又は圧着等の適宜の手段を採用することができる。本実施形態では、一例として、支持面５１にバルク超音波共振素子２を固定する手段は、シリコーン系の接着剤による接着である。支持部材５は、センサ素子よりも一回り大きく形成されており、バルク超音波共振素子２は、支持面５１の中央部に固定されている。 As a means for fixing the bulk ultrasonic resonance element 2 to the support surface 51 of the support member 5, for example, an appropriate means such as adhesion, adhesion, brazing, welding or crimping can be adopted. In the present embodiment, as an example, the means for fixing the bulk ultrasonic resonance element 2 to the support surface 51 is adhesion with a silicone-based adhesive. The support member 5 is formed to be one size larger than the sensor element, and the bulk ultrasonic resonance element 2 is fixed to the central portion of the support surface 51.

台座６は、本実施形態では、例えば、セラミックである。台座６は、図中の上側に支持部材５を固定し、支持部材５は及びバルク超音波共振素子２を固定する。本実施形態では、ジャイロセンサ１は、基板３に対してバルク超音波共振素子２を積層し、基板３と一体となったバルク超音波共振素子２の電極面を台座６に固定する構造、いわゆるフェイスダウン構造を有する。台座６は実装基板であり、支持部材５と台座６とは、図３に示すようにボンディングワイヤ１２によって接続されている。 In this embodiment, the pedestal 6 is, for example, ceramic. The pedestal 6 fixes the support member 5 on the upper side in the drawing, and the support member 5 and the bulk ultrasonic resonance element 2 are fixed. In the present embodiment, the gyro sensor 1 has a structure in which the bulk ultrasonic resonance element 2 is laminated on the substrate 3 and the electrode surface of the bulk ultrasonic resonance element 2 integrated with the substrate 3 is fixed to the pedestal 6, so-called. It has a face-down structure. The pedestal 6 is a mounting board, and the support member 5 and the pedestal 6 are connected by a bonding wire 12 as shown in FIG.

ケース８は、図２に示すように、ケース本体８１と、フランジ部８２と、を有する。ケース本体８１は、Ｚ軸方向の一面（フランジ部８２の側の一面）を開口面とする、箱状に形成されている。ケース本体８１は、各角部が湾曲したアール（Ｒ）形状を有している。フランジ部８２は、ケース本体８１の外周縁から、外側に突出した部位である。ケース８は、このフランジ部８２を台座６のリブ６１に結合することにより、台座６に対して固定される。台座６に対するケース８の固定手段としては、例えば、接着、粘着、ろう付け、溶着又は圧着等の適宜の手段を採用可能である。本実施形態では、一例として、台座６とケース８との固定手段は、接着である。 As shown in FIG. 2, the case 8 has a case main body 81 and a flange portion 82. The case body 81 is formed in a box shape with one surface in the Z-axis direction (one surface on the side of the flange portion 82) as an opening surface. The case body 81 has a rounded (R) shape with curved corners. The flange portion 82 is a portion protruding outward from the outer peripheral edge of the case body 81. The case 8 is fixed to the pedestal 6 by connecting the flange portion 82 to the rib 61 of the pedestal 6. As a means for fixing the case 8 to the pedestal 6, for example, an appropriate means such as adhesion, adhesion, brazing, welding or crimping can be adopted. In the present embodiment, as an example, the fixing means between the pedestal 6 and the case 8 is adhesive.

ここで、本実施形態では、ケース８は台座６に対して気密結合されることにより、ケース８と台座６との間には、気密空間が形成される。このため、バルク超音波共振素子２等は、気密空間に収容されることになり、ジャイロセンサ１に対する湿度等の影響を抑制することが可能である。 Here, in the present embodiment, the case 8 is airtightly coupled to the pedestal 6, so that an airtight space is formed between the case 8 and the pedestal 6. Therefore, the bulk ultrasonic resonance element 2 and the like are housed in the airtight space, and it is possible to suppress the influence of humidity and the like on the gyro sensor 1.

本実施形態に係るジャイロセンサ１は、図３に示すように、処理回路５２を有している。処理回路５２は、本実施形態では、支持部材５としてのＡＳＩＣに設けられている。処理回路５２は、バルク超音波共振素子２から出力される電気信号に関する処理を実行する。本実施形態では、処理回路５２は、支持部材５に設けられている。言い換えれば、支持部材５は、バルク超音波共振素子２から出力される電気信号に関する処理を実行する処理回路５２を含んでいる。 As shown in FIG. 3, the gyro sensor 1 according to the present embodiment has a processing circuit 52. In this embodiment, the processing circuit 52 is provided in the ASIC as the support member 5. The processing circuit 52 executes processing related to the electric signal output from the bulk ultrasonic resonance element 2. In this embodiment, the processing circuit 52 is provided on the support member 5. In other words, the support member 5 includes a processing circuit 52 that executes processing related to an electric signal output from the bulk ultrasonic resonance element 2.

本実施形態では、処理回路５２は、バルク超音波共振素子２から出力されるアナログの電気信号（アナログ信号）を、デジタル信号に変換する。処理回路５２は、ノイズ除去及び温度補償等の適宜の処理を実行する。さらに、処理回路５２は、バルク超音波共振素子２に対して、バルク超音波共振素子２を駆動するための駆動信号を与える。 In the present embodiment, the processing circuit 52 converts an analog electric signal (analog signal) output from the bulk ultrasonic resonance element 2 into a digital signal. The processing circuit 52 executes appropriate processing such as noise removal and temperature compensation. Further, the processing circuit 52 gives a drive signal for driving the bulk ultrasonic resonance element 2 to the bulk ultrasonic resonance element 2.

また、処理回路５２は、例えば、積分処理又は微分処理といった演算処理を実行してもよい。例えば、処理回路５２は、バルク超音波共振素子２から出力される電気信号について積分処理を実行することで、ジャイロセンサ１は、Ｚ軸周りの角速度の積分値、つまりＺ軸周りの角速度を求めることが可能である。一方、例えば、処理回路５２が、バルク超音波共振素子２から出力される電気信号について微分処理を実行することで、ジャイロセンサ１は、Ｚ軸周りの角速度の微分値、つまりＺ軸周りの角加速度を求めることが可能である。 Further, the processing circuit 52 may execute arithmetic processing such as integration processing or differentiation processing, for example. For example, the processing circuit 52 executes integration processing on the electric signal output from the bulk ultrasonic resonance element 2, and the gyro sensor 1 obtains the integrated value of the angular velocity around the Z axis, that is, the angular velocity around the Z axis. It is possible. On the other hand, for example, when the processing circuit 52 executes the differential processing on the electric signal output from the bulk ultrasonic resonance element 2, the gyro sensor 1 has the differential value of the angular velocity around the Z axis, that is, the angle around the Z axis. It is possible to obtain the acceleration.

次に、振動減衰部４の効果について説明する。ここでは、まず、本実施形態で発生するバルク波の音波反射率について説明する。上述したように、振動減衰部４は、本実施形態では、材料はシリコーンである。振動減衰部４は、具体的には、音響インピーダンスを合わせて、基板３と振動減衰部４との間で発生する音の反射を抑制するものである。振動減衰部４のシリコーンの音響インピーダンスをＩ_{ｓｉｌｉｃｏｎ}、基板３（シリコン）の音響インピーダンスをＩ_ｓｕｂとする。また、音速をρ、密度をｃとし、シリコーンの音速と密度はそれぞれρ_{ｓｉｌiｃｏｎ}，ｃ_{ｓｉｌiｃｏｎ}、基板３の音速と密度はそれぞれρ_ｓｕｂ，ｃ_ｓｕｂとする。このとき、以下の３つの式が成り立つ。 Next, the effect of the vibration damping unit 4 will be described. Here, first, the sound wave reflectance of the bulk wave generated in the present embodiment will be described. As described above, the material of the vibration damping unit 4 is silicone in this embodiment. Specifically, the vibration damping unit 4 matches the acoustic impedance and suppresses the reflection of sound generated between the substrate 3 and the vibration damping unit 4. The acoustic impedance _{I Silicon} silicone vibration damping section 4, the acoustic impedance of the substrate 3 (silicon) and _{I sub.} Further, the speed of sound is ρ, the density is c, the sound velocity and density of silicone are ρ _silicon and c _silicon , respectively, and the sound velocity and density of the substrate 3 are ρ _sub and c _sub , respectively. At this time, the following three equations hold.

各材料の音響インピーダンスは、音速と密度の積によって得られる。 The acoustic impedance of each material is obtained by the product of the speed of sound and the density.

以下の２式の基板３のインピーダンスの理論計算値の一例は次の数値である。 An example of the theoretically calculated value of the impedance of the substrate 3 of the following two equations is the following numerical value.

本実施形態では、振動減衰部４としてシリコーンを導入し、振動減衰部４は、空気の音響インピーダンスよりも大きく、かつ基板３の音響インピーダンスに対して所定の範囲内に属する音響インピーダンスを有する。また、振動減衰部４は基板３の少なくとも一部と接触し、本実施形態では基板３の第２面３２の全面に接触している。つまり、振動減衰部４は、ケース８の天井面１１を基準面として、図３に示すＺ方向の位置９Ｂまで形成されている。本実施形態では、音波反射率Ｚ_{ｓｉｌｉｃｏｎ}は数２と次式及びシリコーンのインピーダンスの理論計算値の一例を用いて算出される。 In the present embodiment, silicone is introduced as the vibration damping unit 4, and the vibration damping unit 4 has an acoustic impedance that is larger than the acoustic impedance of air and belongs to a predetermined range with respect to the acoustic impedance of the substrate 3. Further, the vibration damping portion 4 is in contact with at least a part of the substrate 3, and in the present embodiment, is in contact with the entire surface of the second surface 32 of the substrate 3. That is, the vibration damping portion 4 is formed up to the position 9B in the Z direction shown in FIG. 3 with the ceiling surface 11 of the case 8 as a reference surface. In the present embodiment, the sound wave reflectance Z _silicon is calculated by using Equation 2, the following equation, and an example of the theoretically calculated value of the impedance of silicone.

数６は、一次元で、まっすぐ入射して透過する振幅と反射する振幅の割合を表している。振動減衰部４を導入することによって、基板３の境界面におけるバルク超音波の反射量は、後述する数１０に示す９９．９９％以上から、数６に示す６０％程度にまで低減することができている。つまり、バルク超音波共振素子２の振動時に基板に散逸するバルク超音波は基板３から振動減衰部４に入射し、振動のエネルギーが減衰する。一方、反射波は基板の境界面で反射を繰り返すうちに振動減衰部４に振動のエネルギーが散逸し、減衰する。このため、０点出力の突発的な変動を抑制することができる。 Equation 6 is one-dimensional and represents the ratio of the amplitude that is transmitted straight and transmitted and the amplitude that is reflected. By introducing the vibration damping unit 4, the amount of reflection of bulk ultrasonic waves at the boundary surface of the substrate 3 can be reduced from 99.99% or more shown in Equation 10 described later to about 60% shown in Equation 6. is made of. That is, the bulk ultrasonic waves dissipated on the substrate when the bulk ultrasonic resonance element 2 vibrates enter the vibration damping unit 4 from the substrate 3, and the vibration energy is attenuated. On the other hand, as the reflected wave is repeatedly reflected at the boundary surface of the substrate, the vibration energy is dissipated to the vibration damping unit 4 and is attenuated. Therefore, sudden fluctuations in the 0-point output can be suppressed.

振動減衰部４の音響インピーダンスは、基板３の音響インピーダンスに近い値が好ましい。理論的な反射率を考慮すると、振動減衰部４の音響インピーダンスは１／１０倍〜１０倍であることが好ましい。振動減衰部４を導入しても、音響インピーダンスに大きな差があれば、基板３の境界面での反射の影響が大きくなってしまうためである。 The acoustic impedance of the vibration damping unit 4 is preferably a value close to the acoustic impedance of the substrate 3. Considering the theoretical reflectance, the acoustic impedance of the vibration damping unit 4 is preferably 1/10 to 10 times. This is because even if the vibration damping unit 4 is introduced, if there is a large difference in acoustic impedance, the influence of reflection at the boundary surface of the substrate 3 becomes large.

（３）比較例
ここでは、従来のジャイロセンサ（比較例のジャイロセンサ）と、本実施形態１のジャイロセンサ１とを比較する。 (3) Comparative Example Here, the conventional gyro sensor (the gyro sensor of the comparative example) and the gyro sensor 1 of the first embodiment are compared.

まず、比較例のジャイロセンサで発生するバルク波の音波反射率について説明する。 First, the sound wave reflectance of the bulk wave generated by the gyro sensor of the comparative example will be described.

空気の音響インピーダンスをＩ_ａｉｒとし、空気の音速と密度はそれぞれρ_ａｉｒ，ｃ_ａｉｒとすると、次式が成り立つ。 The acoustic impedance of air and _{I air,} respectively the sound velocity and density of air _[rho _air, when the _{c air,} the following expression holds.

空気の音響インピーダンスは、音速と密度の積によって得られる。振動減衰部４を有しない従来のバルク超音波共振素子２では、基板３の端部（基板３と空気の境界面（第２面３２））における音響反射率Ｚ_ａｉｒは以下の式で表わされる。 The acoustic impedance of air is obtained by the product of the speed of sound and the density. _{In the conventional bulk ultrasonic resonance element 2 having no vibration damping portion 4, the acoustic reflectance Z air} at the end portion of the substrate 3 (the boundary surface between the substrate 3 and the air (second surface 32)) is expressed by the following equation. ..

空気の音響インピーダンスの一例として、次式を用いると、数３と数８によって、振動減衰部４を有しない従来の音波反射率Ｚ_ａｉｒが算出できる。 Using the following equation as an example of the acoustic impedance of air, the conventional sound wave reflectance Z _air having no vibration damping portion 4 can be calculated by the equations 3 and 8.

比較例のジャイロセンサの基板に散逸したバルク超音波の反射率は、９９．９９％以上であり、反射をし続けて位相や特定の温度条件において、比較例のジャイロセンサのバルク超音波共振素子２に戻ってしまう。このとき、比較例のジャイロセンサのバルク超音波共振素子２に不要信号が発生し、角速度がかかっていないにもかかわらず出力が変動してしまう可能性がある。つまり、０点出力の変動である。バルク超音波共振素子２の駆動の際に発生するバルク超音波が基板３に散逸すると、基板３の中でほぼ全ての超音波が基板３と空気の境界面で反射することを意味している。時間が経過しても反射波が減衰しないために、０点出力の突発的な変動が発生していた。基板３の厚みと比べてバルク超音波の波長は大きく、経路が短い場合には出力変動するような位相で反射しないと考えられる。一方、基板の垂直方向（Ｚ軸）に対して、斜めに出力された超音波は経路が長く、ごく稀に特定の位相を有する超音波が反射してバルク超音波共振素子２に帰ってくると、０点出力の突発的な変動になっていると推定される。 The reflectance of the bulk ultrasonic waves dissipated on the substrate of the gyro sensor of the comparative example is 99.99% or more, and the bulk ultrasonic resonance element of the gyro sensor of the comparative example continues to be reflected under the phase and specific temperature conditions. It will return to 2. At this time, an unnecessary signal may be generated in the bulk ultrasonic resonance element 2 of the gyro sensor of the comparative example, and the output may fluctuate even though the angular velocity is not applied. That is, it is a fluctuation of 0 point output. When the bulk ultrasonic waves generated when the bulk ultrasonic resonance element 2 is driven are dissipated to the substrate 3, it means that almost all the ultrasonic waves in the substrate 3 are reflected at the interface between the substrate 3 and the air. .. Since the reflected wave was not attenuated even after a lapse of time, a sudden fluctuation of the 0-point output occurred. It is considered that the wavelength of the bulk ultrasonic wave is larger than the thickness of the substrate 3, and when the path is short, it is not reflected in a phase in which the output fluctuates. On the other hand, the ultrasonic wave output obliquely with respect to the vertical direction (Z axis) of the substrate has a long path, and in rare cases, the ultrasonic wave having a specific phase is reflected and returned to the bulk ultrasonic resonance element 2. It is estimated that there is a sudden fluctuation in the 0-point output.

また、温度が変化すると表面状態が変わって反射の状態が変わるので、特定の温度で位相が合ってしまうような状態が発生し、特定の温度で０点出力の突発的な変動が発生していた。 In addition, when the temperature changes, the surface state changes and the reflection state changes, so a state in which the phases match at a specific temperature occurs, and a sudden fluctuation in the 0-point output occurs at a specific temperature. It was.

これに対して、本実施形態では、振動減衰部４を導入することで、基板３と振動減衰部４との境界面である第２面３２における反射率は、約６０％に低下する。このため、基板３の境界面で反射を繰り返すうちに、基板３に散逸したバルク超音波の振動は減衰する。したがって、基板３の境界面での反射の影響を抑制することができる。 On the other hand, in the present embodiment, by introducing the vibration damping unit 4, the reflectance on the second surface 32, which is the boundary surface between the substrate 3 and the vibration damping unit 4, is reduced to about 60%. Therefore, the vibration of the bulk ultrasonic waves dissipated on the substrate 3 is attenuated while the reflection is repeated at the boundary surface of the substrate 3. Therefore, the influence of reflection on the boundary surface of the substrate 3 can be suppressed.

（４）利点
基板３に散逸するバルク超音波を減衰する振動減衰部４を導入し、空気よりも基板３に近い音響インピーダンスを有する材料を採用したために、インピーダンスマッチングがとれるようになり、基板３の境界面での反射の影響を抑制することができる。このため、０点出力の突発的な変動が発生する可能性をより低くすることができる。 (4) Advantages Since a vibration damping unit 4 that attenuates bulk ultrasonic waves dissipated on the substrate 3 is introduced and a material having an acoustic impedance closer to that of the substrate 3 than air is used, impedance matching can be obtained and the substrate 3 can be obtained. It is possible to suppress the influence of reflection at the boundary surface of. Therefore, the possibility that a sudden fluctuation of the 0-point output will occur can be further reduced.

（５）変形例
実施形態１は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態１で参照する図面は、いずれも模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。実施形態１は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。 (5) Modified Example The first embodiment is only one of the various embodiments of the present disclosure. The drawings referred to in the first embodiment are all schematic views, and the ratio of the size and the thickness of each component in the drawing does not necessarily reflect the actual dimensional ratio. The first embodiment can be changed in various ways depending on the design and the like as long as the object of the present disclosure can be achieved. The modifications described below can be applied in combination as appropriate.

（５−１）変形例１
振動減衰部４は、基板３の第２面３２の全面において基板３と接触する構成としたがこの構成に限定されない。例えば、図５に示すように、基板３の構造を、第２面３２にリブ３３を有する構造として、基板３のリブ３３と振動減衰部４が接触する構成であってもよい。具体的には、図５に示すように、台座６と対向するケース８の天井面１１を基準として、ケース８の天井面１１からＺ方向の位置９Ａ、つまりリブ３３と接触するまで振動減衰部４が設けられている。基板３に散逸したバルク超音波は、基板の第２面３２に設けられたリブ３３を介して振動減衰部４に入射し、振動のエネルギーが減衰する。 (5-1) Modification 1
The vibration damping unit 4 is configured to be in contact with the substrate 3 on the entire surface of the second surface 32 of the substrate 3, but is not limited to this configuration. For example, as shown in FIG. 5, the structure of the substrate 3 may be such that the rib 33 is provided on the second surface 32, and the rib 33 of the substrate 3 and the vibration damping portion 4 may come into contact with each other. Specifically, as shown in FIG. 5, with reference to the ceiling surface 11 of the case 8 facing the pedestal 6, the vibration damping portion is in contact with the position 9A in the Z direction from the ceiling surface 11 of the case 8, that is, the rib 33. 4 is provided. The bulk ultrasonic waves dissipated on the substrate 3 enter the vibration damping portion 4 via the ribs 33 provided on the second surface 32 of the substrate, and the vibration energy is attenuated.

また、ケース８の天井面１１から図６に示すＺ方向の位置９Ｃ、すなわち基板３の側面３４まで覆うように振動減衰部４が設けられていてもよい。つまり、振動減衰部４は、基板３にバルク超音波共振素子２が積層される方向（積層方向）Ｌ２に直交する少なくとも１つの側面３４の少なくとも一部と接触する状態である。この場合、基板３に散逸するバルク超音波は、基板３の境界面で振動減衰部４に入射し、振動のエネルギーは減衰し、反射したバルク超音波による０点出力の変動を抑制する。 Further, the vibration damping portion 4 may be provided so as to cover the position 9C in the Z direction shown in FIG. 6 from the ceiling surface 11 of the case 8, that is, the side surface 34 of the substrate 3. That is, the vibration damping unit 4 is in contact with at least a part of at least one side surface 34 orthogonal to the direction (stacking direction) L2 in which the bulk ultrasonic resonance element 2 is laminated on the substrate 3. In this case, the bulk ultrasonic waves dissipated on the substrate 3 are incident on the vibration damping unit 4 at the boundary surface of the substrate 3, the vibration energy is attenuated, and the fluctuation of the 0-point output due to the reflected bulk ultrasonic waves is suppressed.

次に、ケース８の天井面１１から図７に示すＺ方向の位置９Ｄ、つまりバルク超音波共振素子２を覆うまで振動減衰部４が設けられていてもよい。このとき、バルク超音波共振素子２は、振動減衰部４に覆われている。バルク超音波の発生源を振動減衰部４が覆うため、ジャイロセンサ１は反射したバルク超音波の影響を受けにくくなる利点がある。 Next, the vibration damping portion 4 may be provided from the ceiling surface 11 of the case 8 to the position 9D in the Z direction shown in FIG. 7, that is, until the bulk ultrasonic resonance element 2 is covered. At this time, the bulk ultrasonic resonance element 2 is covered with the vibration damping portion 4. Since the vibration damping unit 4 covers the source of the bulk ultrasonic wave, the gyro sensor 1 has an advantage that it is not easily affected by the reflected bulk ultrasonic wave.

さらに、ケース８の空間すべてが振動減衰部４で満たされていてもよい。つまり、ケース８の天井面１１から図８に示すＺ方向の位置９Ｅ、すなわち台座６の表面まで振動減衰部４が満たしている。ジャイロセンサ１の量産を考慮した場合、より生産しやすい利点がある。 Further, the entire space of the case 8 may be filled with the vibration damping portion 4. That is, the vibration damping portion 4 fills from the ceiling surface 11 of the case 8 to the position 9E in the Z direction shown in FIG. 8, that is, the surface of the pedestal 6. Considering the mass production of the gyro sensor 1, there is an advantage that it is easier to produce.

（５−２）その他の変形例
以下、変形例１以外の変形例を列挙する。 (5-2) Other Modified Examples The following are modified examples other than the modified example 1.

実施形態１では、バルク超音波共振素子２はＺ軸周りの角速度を検知しているが、この構成に限らず、バルク超音波共振素子２は、例えば、Ｘ軸又はＹ軸周りの角速度を検知してもよい。さらに、バルク超音波共振素子２は、１軸についての角速度に限らず、２軸以上の角速度を検知する構成であってもよい。例えば、バルク超音波共振素子２は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３軸について、各軸周りの角速度を検知する３軸角速度センサであってもよい。つまり、少なくとも１軸についての角速度を検知する構成であればよい。 In the first embodiment, the bulk ultrasonic resonance element 2 detects the angular velocity around the Z axis, but the bulk ultrasonic resonance element 2 is not limited to this configuration, and for example, the bulk ultrasonic resonance element 2 detects the angular velocity around the X axis or the Y axis. You may. Further, the bulk ultrasonic resonance element 2 is not limited to the angular velocity with respect to one axis, and may be configured to detect an angular velocity of two or more axes. For example, the bulk ultrasonic resonance element 2 may be a triaxial angular velocity sensor that detects angular velocities around each of the three axes of the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis. That is, the configuration may be such that the angular velocity for at least one axis is detected.

また、バルク超音波共振素子２は、角速度以外の物理量を検知する構成であってもよい。例えば、バルク超音波共振素子２は、加速度、角加速度、速度、圧力、重量、長さ（距離）及び温度等の物理量を検知する構成であってもよい。さらに、バルク超音波共振素子２は、１つの物理量に限らず、複数の物理量を検知する構成であってもよい。例えば、バルク超音波共振素子２は、角速度と加速度とを検知してもよい。 Further, the bulk ultrasonic resonance element 2 may be configured to detect a physical quantity other than the angular velocity. For example, the bulk ultrasonic resonance element 2 may be configured to detect physical quantities such as acceleration, angular acceleration, velocity, pressure, weight, length (distance), and temperature. Further, the bulk ultrasonic resonance element 2 is not limited to one physical quantity, and may be configured to detect a plurality of physical quantities. For example, the bulk ultrasonic resonance element 2 may detect the angular velocity and the acceleration.

また、バルク超音波共振素子２は、ＭＥＭＳ技術を用いた素子に限らず、他の素子であってもよい。 Further, the bulk ultrasonic resonance element 2 is not limited to the element using the MEMS technique, and may be another element.

また、基板３の形状及び材質は、実施形態１で示した例に限らない。例えば、基板３は、平面視において長方形状又は円形状等であってもよい。さらに、基板３は、セラミック製に限らず、例えば、樹脂製又はシリコン製等であってもよい。 Further, the shape and material of the substrate 3 are not limited to the example shown in the first embodiment. For example, the substrate 3 may have a rectangular shape, a circular shape, or the like in a plan view. Further, the substrate 3 is not limited to the ceramic material, and may be made of, for example, resin or silicon.

また、支持部材５が処理回路５２を含むＡＳＩＣであることは、ジャイロセンサ１に必須の構成ではなく、支持部材５についても適宜の構成を採用可能である。つまり、支持部材５は、電子部品でなくてもよく、単なる板材等の構造体であってもよい。さらに、支持部材５の形状及び材質は、実施形態１で示した例に限らない。例えば、支持部材５は、平面視において長方形状又は円形状等であってもよい。さらに、支持部材５は、例えば、樹脂製、シリコン製又はセラミック製等の部材であってもよい。なお、支持部材５はジャイロセンサ１の外部部材としてケース８の外部に配置してもよい。 Further, the fact that the support member 5 is an ASIC including the processing circuit 52 is not an essential configuration for the gyro sensor 1, and an appropriate configuration can be adopted for the support member 5. That is, the support member 5 does not have to be an electronic component, but may be a simple structure such as a plate material. Further, the shape and material of the support member 5 are not limited to the example shown in the first embodiment. For example, the support member 5 may have a rectangular shape, a circular shape, or the like in a plan view. Further, the support member 5 may be, for example, a member made of resin, silicon, ceramic, or the like. The support member 5 may be arranged outside the case 8 as an external member of the gyro sensor 1.

（実施形態２）
実施形態１では、フェイスダウンの素子構造を有するジャイロセンサ１について記載したが、本実施形態では、バルク超音波共振素子２は基板３を挟んで台座６とは反対に位置するように、基板３に対してバルク超音波共振素子２が積層される点が実施形態１とは異なる。つまり、本実施形態のジャイロセンサ１Ａは、図９に示すように、バルク超音波共振素子２の電極面が台座６と反対側を向くように配置された、いわゆる、フェイスアップの素子構造を有する。 (Embodiment 2)
In the first embodiment, the gyro sensor 1 having a face-down element structure has been described, but in the present embodiment, the bulk ultrasonic resonance element 2 is located on the substrate 3 opposite to the pedestal 6 with the substrate 3 interposed therebetween. However, it differs from the first embodiment in that the bulk ultrasonic resonance element 2 is laminated. That is, as shown in FIG. 9, the gyro sensor 1A of the present embodiment has a so-called face-up element structure in which the electrode surface of the bulk ultrasonic resonance element 2 is arranged so as to face the side opposite to the pedestal 6. ..

フェイスアップの素子構造を図９に示す。フェイスアップの素子構造を有するジャイロセンサ１Ａは、バルク超音波共振素子２と、基板３と、振動減衰部４Ａと、支持部材５と、台座６と、を有する。支持部材５は、支持部材５の実装面５３が台座６に固定されている。基板３の第２面３２と、支持部材５の支持面５１が対向するように、基板３と支持部材５とは固定されている。基板３の第１面３１に、バルク超音波共振素子２が積層されている。また、バルク超音波共振素子２は、バルク超音波共振素子２を真空封止するために、ＰＥＣＶＤ（Plasma Enhanced Chemical Vaper Deposition）酸化物３５及び導電性物質３６（例えば、アルミニウム）を堆積し、パターンニングしていてもよい。 The face-up element structure is shown in FIG. The gyro sensor 1A having a face-up element structure includes a bulk ultrasonic resonance element 2, a substrate 3, a vibration damping portion 4A, a support member 5, and a pedestal 6. In the support member 5, the mounting surface 53 of the support member 5 is fixed to the pedestal 6. The substrate 3 and the support member 5 are fixed so that the second surface 32 of the substrate 3 and the support surface 51 of the support member 5 face each other. The bulk ultrasonic resonance element 2 is laminated on the first surface 31 of the substrate 3. Further, in the bulk ultrasonic resonance element 2, in order to vacuum-seal the bulk ultrasonic resonance element 2, PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vaper Deposition) oxide 35 and a conductive substance 36 (for example, aluminum) are deposited and a pattern is formed. It may be squeezed.

バルク超音波共振素子２から基板３に散逸したバルク超音波は、振動減衰部４Ａがなければ、基板３の境界面で反射する点は実施形態１と同様である。図９に示すように、支持部材５の実装面５３を基準面として１０Ｂの高さまで振動減衰部４Ａで満たすと、基板３の側面３４が振動減衰部４Ａで覆われる。つまり、振動減衰部４Ａは、基板３とバルク超音波共振素子２との積層方向Ｌ２に直交する少なくとも１つの側面の少なくとも一部と接触する場合、実施形態１と同様に、基板３に散逸するバルク超音波は振動減衰部４Ａに入射し、振動のエネルギーは減衰する。 The point that the bulk ultrasonic waves dissipated from the bulk ultrasonic resonance element 2 to the substrate 3 are reflected at the boundary surface of the substrate 3 without the vibration damping portion 4A is the same as that of the first embodiment. As shown in FIG. 9, when the mounting surface 53 of the support member 5 is filled with the vibration damping portion 4A up to a height of 10B with the mounting surface 53 as a reference surface, the side surface 34 of the substrate 3 is covered with the vibration damping portion 4A. That is, when the vibration damping portion 4A comes into contact with at least a part of at least one side surface of the substrate 3 and the bulk ultrasonic resonance element 2 orthogonal to the stacking direction L2, the vibration damping portion 4A dissipates to the substrate 3 as in the first embodiment. The bulk ultrasonic waves are incident on the vibration damping section 4A, and the vibration energy is damped.

（実施形態２の変形例１）
以下に、変形例について列記する。なお、以下に説明する変形例は、上記各実施形態と適宜組み合わせて適用可能である。 (Modification 1 of Embodiment 2)
The modified examples are listed below. The modifications described below can be applied in combination with each of the above embodiments as appropriate.

実施形態２では、支持部材５の実装面５３を基準面として、図９に示すＺ方向の位置１０Ｂ、すなわち基板３の側面３４を覆うように振動減衰部４Ａが設けられている構成としたが、この構成に限定されない。 In the second embodiment, the vibration damping portion 4A is provided so as to cover the position 10B in the Z direction shown in FIG. 9, that is, the side surface 34 of the substrate 3, with the mounting surface 53 of the support member 5 as a reference surface. , Not limited to this configuration.

振動減衰部４Ａは、実装面５３を基準面として、図１０に示すＺ方向の位置１０Ｄ、すなわちバルク超音波共振素子２を覆う位置まで形成されていてもよい。また、振動減衰部４Ａは、実装面５３を基準面として、図１１に示すＺ方向の位置１０Ｅ、すなわちバルク超音波共振素子２を全て覆うように形成されていてもよい。この場合、基板３に加えて、バルク超音波共振素子２を覆うように振動減衰部４Ａは設けられる。 The vibration damping portion 4A may be formed up to a position 10D in the Z direction shown in FIG. 10, that is, a position covering the bulk ultrasonic resonance element 2 with the mounting surface 53 as a reference surface. Further, the vibration damping portion 4A may be formed so as to cover the position 10E in the Z direction shown in FIG. 11, that is, the bulk ultrasonic resonance element 2 with the mounting surface 53 as a reference surface. In this case, in addition to the substrate 3, the vibration damping portion 4A is provided so as to cover the bulk ultrasonic resonance element 2.

さらに、振動減衰部４Ａは、実装面５３を基準面として、ケース８のスペース１３をすべて満たすように設けられていてもよい。この場合、振動減衰部４Ａを有するジャイロセンサ１Ａの量産を考慮すると、より生産しやすい構成である利点がある。 Further, the vibration damping portion 4A may be provided so as to fill all the spaces 13 of the case 8 with the mounting surface 53 as a reference surface. In this case, considering the mass production of the gyro sensor 1A having the vibration damping portion 4A, there is an advantage that the configuration is easier to produce.

また、フェイスアップの素子構成を有し、ケース８の天井面１１を基準面として、図１２に示すＺ方向の位置１０Ｃ、すなわち基板３の第１面３１に接触するように振動減衰部４Ａは設けられていてもよい。この場合、基板３に散逸したバルク超音波は、基板３の境界面（基板３の側面３４と振動減衰部４Ａとの境界面）において、基板３から振動減衰部４Ａに入射し、振動のエネルギーは減衰する。このため、反射した超音波による０点出力の変動を抑制することができる。 Further, the vibration damping portion 4A has a face-up element configuration, and the vibration damping portion 4A is in contact with the position 10C in the Z direction shown in FIG. 12, that is, the first surface 31 of the substrate 3 with the ceiling surface 11 of the case 8 as a reference surface. It may be provided. In this case, the bulk ultrasonic waves dissipated on the substrate 3 are incident on the vibration damping portion 4A from the substrate 3 at the boundary surface of the substrate 3 (the interface between the side surface 34 of the substrate 3 and the vibration damping portion 4A), and the vibration energy. Decays. Therefore, it is possible to suppress fluctuations in the 0-point output due to the reflected ultrasonic waves.

さらに、フェイスアップの素子構成を有し、ケース８の天井面１１を基準面として、図１３に示すＺ方向の位置１０Ｂ、すなわち基板３とバルク超音波共振素子２の積層方向Ｌ２に直交する少なくとも１つの側面３４の少なくとも一部と接触するように振動減衰部４Ａを設けてもよい。この場合、基板３の境界面が振動減衰部４に広く覆われるため、振動減衰部４Ａを導入した効果が大きくなる。 Further, it has a face-up element configuration, and at least orthogonal to the position 10B in the Z direction shown in FIG. 13, that is, the stacking direction L2 of the substrate 3 and the bulk ultrasonic resonance element 2 with the ceiling surface 11 of the case 8 as a reference surface. The vibration damping portion 4A may be provided so as to come into contact with at least a part of one side surface 34. In this case, since the boundary surface of the substrate 3 is widely covered by the vibration damping portion 4, the effect of introducing the vibration damping portion 4A becomes large.

また、フェイスアップの素子構成を有し、ケース８の天井面１１を基準面として、図１４に示すＺ方向の位置１０Ａ、すなわちケース８内をすべて振動減衰部４Ａで満たしてもよい。この場合、振動減衰部４Ａにより基板３の境界面において反射が抑制されるとともに、より生産しやすい構成である利点がある。 Further, it has a face-up element configuration, and the ceiling surface 11 of the case 8 may be used as a reference surface, and the position 10A in the Z direction shown in FIG. 14, that is, the inside of the case 8 may be completely filled with the vibration damping portion 4A. In this case, the vibration damping portion 4A has an advantage that reflection is suppressed at the boundary surface of the substrate 3 and the configuration is easier to produce.

（まとめ）
以上、説明したように、第１の態様のジャイロセンサ（１，１Ａ）は、バルク超音波共振素子（２）と、基板（３）と、振動減衰部（４）と、を備える。基板（３）は、バルク超音波共振素子（２）に積層される。振動減衰部（４，４Ａ）は、バルク超音波共振素子（２）の振動時に基板（３）に散逸するバルク超音波の振動を減衰させるように構成される。振動減衰部（４，４Ａ）は、空気の音響インピーダンスよりも大きく、かつ基板（３）の音響インピーダンスに対して所定の範囲内に属する音響インピーダンスを有し、基板（３）の少なくとも一部に接触する。 (Summary)
As described above, the gyro sensor (1,1A) of the first aspect includes a bulk ultrasonic resonance element (2), a substrate (3), and a vibration damping unit (4). The substrate (3) is laminated on the bulk ultrasonic resonance element (2). The vibration damping section (4, 4A) is configured to attenuate the vibration of the bulk ultrasonic wave dissipated to the substrate (3) when the bulk ultrasonic resonance element (2) vibrates. The vibration damping portion (4, 4A) has an acoustic impedance that is larger than the acoustic impedance of air and belongs to a predetermined range with respect to the acoustic impedance of the substrate (3), and is formed on at least a part of the substrate (3). Contact.

この構成によると、振動減衰部（４，４Ａ）は基板（３）の音響インピーダンスに対して所定の範囲内に属する音響インピーダンスを有するため、基板（３）の少なくとも一部に接触する振動減衰部（４，４Ａ）に振動のエネルギーが入射する。入射したエネルギーは振動減衰部（４，４Ａ）で減衰することから、反射したバルク超音波による０点出力の変動を抑制することができる。 According to this configuration, since the vibration damping unit (4, 4A) has an acoustic impedance belonging to a predetermined range with respect to the acoustic impedance of the substrate (3), the vibration damping unit (4, 4A) comes into contact with at least a part of the substrate (3). Vibration energy is incident on (4,4A). Since the incident energy is attenuated by the vibration damping portion (4, 4A), the fluctuation of the 0-point output due to the reflected bulk ultrasonic waves can be suppressed.

第２の態様のジャイロセンサ（１）では、第１の態様において、台座（６）を更に有する。台座（６）は基板（３）のバルク超音波共振素子（２）が積層された側に配置されている。 The gyro sensor (1) of the second aspect further has a pedestal (6) in the first aspect. The pedestal (6) is arranged on the side of the substrate (3) on which the bulk ultrasonic resonance element (2) is laminated.

この構成によると、ジャイロセンサ（１）は、フェイスダウンの素子構成を有する。この構成によると、バルク超音波が散逸する基板（３）と、振動減衰部（４）とが接触しやすく、バルク超音波の反射による影響を抑制することができる。 According to this configuration, the gyro sensor (1) has a face-down element configuration. According to this configuration, the substrate (3) at which the bulk ultrasonic waves are dissipated and the vibration damping portion (4) are likely to come into contact with each other, and the influence of the reflection of the bulk ultrasonic waves can be suppressed.

第３の態様のジャイロセンサ（１，１Ａ）では、第１の態様において、台座（６）を更に有する。台座（６）は、基板（３）のバルク超音波共振素子（２）が積層された側とは、反対の側に配置されている。 The gyro sensor (1,1A) of the third aspect further has a pedestal (6) in the first aspect. The pedestal (6) is arranged on the side opposite to the side on which the bulk ultrasonic resonance element (2) of the substrate (3) is laminated.

この構成によると、ジャイロセンサ（１Ａ）は、フェイスアップの素子構造を有する。この構成によると、バルク超音波が散逸する基板（３）と振動減衰部（４Ａ）とが接触しやすく、バルク超音波の反射による影響を緩和しやすい。 According to this configuration, the gyro sensor (1A) has a face-up element structure. According to this configuration, the substrate (3) at which the bulk ultrasonic waves are dissipated and the vibration damping portion (4A) are likely to come into contact with each other, and the influence of the reflection of the bulk ultrasonic waves is easily mitigated.

第４の態様のジャイロセンサ（１，１Ａ）では、第１〜第３のいずれかの態様において、振動減衰部（４，４Ａ）の音響インピーダンスは、基板（３）の音響インピーダンスの１／１０倍〜１０倍である。 In the gyro sensor (1,1A) of the fourth aspect, in any one of the first to third aspects, the acoustic impedance of the vibration damping section (4,4A) is 1/10 of the acoustic impedance of the substrate (3). It is 10 to 10 times.

この構成によると、振動減衰部（４，４Ａ）の音響インピーダンスは、基板（３）の音響インピーダンスの１／１０倍〜１０倍とすることで、基板（３）と振動減衰部（４，４Ａ）とのインピーダンスマッチングがとりやすくなる。このため、基板（３）に散逸したバルク超音波が、基板（３）の境界面において振動減衰部（４，４Ａ）に入射しやすくなり、バルク超音波の反射による影響を抑制することができる。 According to this configuration, the acoustic impedance of the vibration damping section (4,4A) is 1/10 to 10 times the acoustic impedance of the substrate (3), so that the board (3) and the vibration damping section (4,4A) are set to 1/10 to 10 times. ) And impedance matching becomes easier. Therefore, the bulk ultrasonic waves dissipated on the substrate (3) are likely to be incident on the vibration damping portion (4, 4A) at the boundary surface of the substrate (3), and the influence of the reflection of the bulk ultrasonic waves can be suppressed. ..

第５の態様のジャイロセンサ（１，１Ａ）では、第１〜第４のいずれかの態様において、振動減衰部（４）は、基板（３）にバルク超音波共振素子（２）が積層される積層方向における基板（３）の２つの面のうちバルク超音波共振素子（２）が配置される第１面（３１）と反対側の第２面（３２）に接触する。 In the gyro sensor (1,1A) of the fifth aspect, in any one of the first to fourth aspects, the vibration damping portion (4) has the bulk ultrasonic resonance element (2) laminated on the substrate (3). Of the two surfaces of the substrate (3) in the stacking direction, the bulk ultrasonic resonance element (2) comes into contact with the second surface (32) opposite to the first surface (31) on which the bulk ultrasonic resonance element (2) is arranged.

この構成によると、第２面（３２）に接触することで、基板（３）に散逸したバルク超音波は、第２面（３２）を介して振動減衰部（４，４Ａ）に入射される。このため、基板（３）の境界面におけるバルク超音波の反射による影響を抑制することができる。 According to this configuration, the bulk ultrasonic waves dissipated on the substrate (3) by contacting the second surface (32) are incident on the vibration damping portion (4, 4A) via the second surface (32). .. Therefore, the influence of the reflection of bulk ultrasonic waves on the boundary surface of the substrate (3) can be suppressed.

第６の態様のジャイロセンサ（１，１Ａ）では、第５の態様において、振動減衰部（４）は、基板（３）の第２面（３２）の全面において基板（３）と接触する。 In the gyro sensor (1,1A) of the sixth aspect, in the fifth aspect, the vibration damping portion (4) comes into contact with the substrate (3) on the entire surface of the second surface (32) of the substrate (3).

この構成によると、第２面（３２）の全面において基板（３）と接触するので、広い面積において振動減衰部（４，４Ａ）と基板（３）とが接触し、基板（３）の境界面におけるバルク超音波の反射による影響を抑制することができる。 According to this configuration, since the entire surface of the second surface (32) is in contact with the substrate (3), the vibration damping portion (4, 4A) and the substrate (3) are in contact with each other over a wide area, and the boundary of the substrate (3) is formed. The influence of the reflection of bulk ultrasonic waves on the surface can be suppressed.

第７の態様のジャイロセンサ（１，１Ａ）では、第５又は第６の態様において、振動減衰部（４，４Ａ）は、基板（３）の積層方向（Ｌ２）に直交する少なくとも１つの基板（３）の側面（３４）の少なくとも一部と接触する。 In the gyro sensor (1,1A) of the seventh aspect, in the fifth or sixth aspect, the vibration damping portion (4,4A) is at least one substrate orthogonal to the stacking direction (L2) of the substrate (3). It comes into contact with at least a part of the side surface (34) of (3).

この構成によると、振動減衰部（４，４Ａ）は、基板（３）の積層方向（Ｌ２）に直交する少なくとも１つの基板（３）の側面（３４）の少なくとも一部と接触することで、接触する基板（３）の側面（３４）においてもバルク超音波の反射の影響を抑制することができる。 According to this configuration, the vibration damping portion (4,4A) comes into contact with at least a part of the side surface (34) of at least one substrate (3) orthogonal to the stacking direction (L2) of the substrate (3). The influence of the reflection of bulk ultrasonic waves can also be suppressed on the side surface (34) of the substrate (3) that comes into contact with the substrate (3).

第８の態様のジャイロセンサ（１，１Ａ）では、第１〜第７のいずれかの態様において、基板（３）とバルク超音波共振素子（２）とを収容するケース（８）を更に有する。振動減衰部（４，４Ａ）は、ケース（８）内の少なくとも一部のスペース（１３）に設けられている。 The gyro sensor (1,1A) of the eighth aspect further includes a case (8) accommodating the substrate (3) and the bulk ultrasonic resonance element (2) in any one of the first to seventh aspects. .. The vibration damping portion (4, 4A) is provided in at least a part of the space (13) in the case (8).

この構成によると、ケース（８）の少なくとも一部のスペース（１３）に設けられることで、生産時にケース（８）に振動減衰部（４，４Ａ）を設けておいて、そこに基板（３）が接触したり、埋没したりするように組み付けることができ、生産性が高い。 According to this configuration, by providing the case (8) in at least a part of the space (13), the case (8) is provided with the vibration damping part (4, 4A) at the time of production, and the substrate (3) is provided there. ) Can be assembled so that they come into contact with each other or are buried, resulting in high productivity.

１，１Ａジャイロセンサ
２バルク超音波共振素子
３基板
４，４Ａ振動減衰部
６台座
８ケース
Ｌ２積層方向
３１第１面
３２第２面
３４側面
１３スペース 1,1A Gyro sensor 2 Bulk ultrasonic resonance element 3 Substrate 4, 4A Vibration damping part 6 Pedestal 8 Case L2 Stacking direction 31 First surface 32 Second surface 34 Side surface 13 Space

Claims

Bulk ultrasonic resonance element and
A substrate laminated on the bulk ultrasonic resonance element and
A vibration damping unit configured to attenuate the vibration of the bulk ultrasonic waves dissipated on the substrate when the bulk ultrasonic resonance element vibrates is provided.
The vibration damping portion has an acoustic impedance that is larger than the acoustic impedance of air and belongs to a predetermined range with respect to the acoustic impedance of the substrate, and comes into contact with at least a part of the substrate.
Gyro sensor.

Has more pedestals
The pedestal is arranged on the side of the substrate on which the bulk ultrasonic resonance element is laminated.
The gyro sensor according to claim 1.

Has more pedestals
The pedestal is arranged on the side of the substrate opposite to the side on which the bulk ultrasonic resonance element is laminated.
The gyro sensor according to claim 1.

The acoustic impedance of the vibration damping portion is 1/10 to 10 times the acoustic impedance of the substrate.
The gyro sensor according to any one of claims 1 to 3.

The vibration damping portion is a second surface of the two surfaces of the substrate in the stacking direction in which the bulk ultrasonic resonance element is laminated on the substrate, which is opposite to the first surface on which the bulk ultrasonic resonance element is laminated. Contact,
The gyro sensor according to any one of claims 1 to 4.

The vibration damping portion contacts the substrate on the entire surface of the second surface of the substrate.
The gyro sensor according to claim 5.

The vibration damping portion contacts at least a part of the side surface of at least one substrate orthogonal to the stacking direction.
The gyro sensor according to claim 5 or 6.

Further having a case for accommodating the substrate and the bulk ultrasonic resonance element,
The vibration damping portion is provided in at least a part of the space in the case.
The gyro sensor according to any one of claims 1 to 7.