JP6442984B2 - 物理量検出振動素子、物理量センサー、電子機器および移動体 - Google Patents
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本適用例の物理量検出振動素子は、検出振動部を有している振動体と、
前記振動体を支持している支持部と、
前記検出振動部に設けられている検出信号電極と、
前記支持部の一方の主面に設けられ、前記検出信号電極と電気的に接続されている検出信号端子と、
前記支持部の他方の主面に設けられ、平面視で、前記検出信号端子と重なるように位置し、定電位に電気的に接続される定電位電極と、を有していることを特徴とする。
これにより、検出信号端子へのノイズの混入を低減することで、検出精度の低下を低減することのできる物理量検出振動素子が得られる。
本適用例の物理量検出振動素子では、前記検出振動部に設けられ、前記検出信号電極と電気的に離間している検出接地電極と、
前記支持部の前記一方の主面に設けられ、前記検出接地電極と電気的に接続されている検出接地端子と、を有し、
前記検出接地端子と前記定電位電極とが電気的に接続されていることが好ましい。
これにより、定電位電極を簡単に定電位に電気的に接続することができる。
本適用例の物理量検出振動素子では、前記定電位電極は、前記支持部の側面を介して前記一方の主面に連続的に設けられている第1連続部を有し、
前記検出用接地端子と前記第1連続部との間に前記検出信号端子が位置していることが好ましい。
これにより、検出信号端子へのノイズの混入をより効果的に低減することができる。
本適用例の物理量検出振動素子では、前記振動体は、駆動振動部を有し、
前記駆動振動部に設けられている駆動信号電極と、
前記支持部の前記一方の主面に設けられ、前記駆動信号電極と電気的に接続されている駆動信号端子と、を有し、
前記定電位電極は、平面視で、前記駆動信号端子と重なるように位置していることが好ましい。
これにより、駆動信号端子へのノイズの混入を低減することができる。また、駆動振動端子と検出信号端子との静電結合を低減することができ、例えば、駆動振動端子から検出信号端子へのノイズの混入を効果的に低減することができる。
本適用例の物理量検出振動素子では、前記定電位電極は、前記支持部の側面を介して前記一方の主面に連続的に設けられている第2連続部を有し、
前記検出用接地端子と前記第2連続部との間に前記駆動信号端子が位置していることが好ましい。
これにより、駆動信号端子へのノイズの混入をより効果的に低減することができる。また、駆動振動端子と検出信号端子との静電結合を低減することができ、例えば、駆動振動端子から検出信号端子へのノイズの混入をより効果的に低減することができる。
本適用例の物理量検出振動素子では、前記検出接地端子は、前記検出信号端子と前記駆動用信号端子との間に位置していることが好ましい。
これにより、第1、第2回り込み部を配置し易くなる。
本適用例の物理量センサーは、上記適用例の物理量検出振動素子を備えていることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い物理量センサーが得られる。
本適用例の電子機器は、上記適用例の物理量検出振動素子を備えていることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
本適用例の移動体は、上記適用例の物理量検出振動素子を備えていることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い移動体が得られる。
まず、本発明の物理量検出振動素子の好適な実施形態について説明する。
図2および図3に示すように、電極は、検出信号電極671aおよび検出信号端子671bと、検出接地電極672aおよび検出接地端子672bと、駆動信号電極673aおよび駆動信号端子673bと、駆動接地電極674aおよび駆動接地端子674bと、定電位電極675と、を有している。
駆動信号電極673aは、駆動振動腕641、642の上面および下面(ハンマーヘッドを除く部分)と、駆動振動腕643、644の両側面と、に配置されている。このような駆動信号電極673aは、駆動振動腕641〜644の駆動振動を励起させるための電極である。
駆動接地電極674aは、駆動振動腕643、644の上面および下面(ハンマーヘッドを除く部分)と、駆動振動腕641、642の両側面と、に配置されている。このような駆動接地電極674aは、駆動信号電極673aに対してグランドとなる電位を有する。
検出信号電極671aは、検出振動腕621、622の上面および下面(溝の内面)に配置されている。このような検出信号電極671aは、検出振動腕621、622の検出振動が励起されたときに、この検出振動によって発生する電荷を検出するための電極である。
検出接地電極672aは、検出振動腕621、622の両側面に配置されている。このような検出接地電極672aは、検出信号電極671aに対してグランドとなる電位を有する。
図4は、本発明の物理量検出振動素子を備える物理量センサーの一例を示す斜視図である。図5は、図4に示す物理量センサーの断面図である。図6は、図4に示す物理量センサーの平面図である。図7は、図4に示す物理量センサーが有する物理量検出振動素子を示す平面図である。図8は、図4に示す物理量センサーが有する物理量検出振動素子を示す平面図である。図9は、図4に示す物理量センサーが有する応力緩和層を示す断面図である。
パッケージ2は、図5に示すように、上面に開口する凹部211を有する箱状のベース21と、凹部211の開口を塞ぐ板状のリッド22と、ベース21とリッド22との間に介在し、これらを接合するシームリング23と、を有している。そして、凹部211の開口がリッド22で塞がれることにより形成された収容空間S内にIC3および振動素子4、5、6が収納されている。収容空間Sの雰囲気は、特に限定されないが、例えば、真空状態(10Pa以下の減圧状態)とされる。これにより、粘性抵抗が低減され、振動素子4、5、6を効率的に駆動することができる。
IC3は、第2凹部211bの底面に銀ペースト等によって固定されている。また、IC3は、略矩形の平面視形状を有し、平面視の外形は、図6に示すように、Y軸方向に延在する一対の外縁(辺)31、32と、X軸方向に延在する一対の外縁(辺)33、34と、を有している。
−振動素子4−
振動素子4は、所謂「H型」と呼ばれる振動素子であり、Y軸まわりの角速度ωyを検出することができる。このような振動素子4は、図7に示すように、水晶からなる振動片40と、振動片40に配置された電極(図示せず)と、を有している。ただし、振動片40の材料としては、水晶に限定されず、例えば、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなどの圧電材料を用いることもできる。
振動素子5は、所謂「H型」と呼ばれる振動素子であり、X軸まわりの角速度ωxを検出することができる。このような振動素子5は、前述した振動素子4と同様の構成であるため、その説明を省略する。
振動素子6は、Z軸まわりの角速度ωzを検出することができる。このような振動素子6は、前述した実施形態と同様の構成である。
応力緩和層7は、図4および図6に示すように、IC3の上面に設けられている。また、応力緩和層7は、IC3と振動素子4との間に設けられ、上面に振動素子4が取り付けられた第1応力緩和層71と、IC3と振動素子5との間に設けられ、上面に振動素子5が取り付けられた第2応力緩和層72と、IC3と振動素子6との間に設けられ、上面に振動素子6が取り付けられた第3応力緩和層73と、を有している。
次いで、振動素子6を適用した電子機器について、図10〜図12に基づき、詳細に説明する。
次いで、本発明の物理量検出振動素子を備える移動体について、図13に基づき、詳細に説明する。
2……パッケージ
21……ベース
211……凹部
211a……第1凹部
211b……第2凹部
212……切り欠き部
22……リッド
23……シームリング
24……配線
241……内部端子
242……外部端子
243……内部配線
244……キャスタレーション電極
3……IC
3i……インターフェース部
3x、3y、3z……駆動/検出回路
31、32、33、34……外縁
37……端子
38……パッシベーション膜
39……接続端子
4……振動素子
40……振動片
41……基部
421、422……駆動振動腕
431、432……検出振動腕
441、442……調整振動腕
45……支持部
46……連結部
461、462、463……梁部
463a……湾曲部
5……振動素子
541、542……調整振動腕
6……振動素子
60……振動片
600……振動体
61……基部
621、622……検出振動腕
631、632……連結腕
641、642、643、644……駆動振動腕
651、652……支持部
651’、651”、652’、652”……端部
651a、652a……第1接続部
651b、652b……第2接続部
661、662、663、664……梁部
671a……検出信号電極
671b……検出信号端子
672a……検出接地電極
672b……検出接地端子
673a……駆動信号電極
673b……駆動信号端子
674a……駆動接地電極
674b……駆動接地端子
675……接地電極
675’……第1回り込み部
675”……第2回り込み部
7……応力緩和層
71……第1応力緩和層
711……絶縁膜
712……配線層
713……絶縁膜
714……配線層
714’……端子
72……第2応力緩和層
73……第3応力緩和層
8……固定部材
9……振動子
1100……パーソナルコンピューター
1102……キーボード
1104……本体部
1106……表示ユニット
1108……表示部
1200……携帯電話機
1202……操作ボタン
1204……受話口
1206……送話口
1208……表示部
1300……デジタルスチールカメラ
1302……ケース
1304……受光ユニット
1306……シャッターボタン
1308……メモリー
1310……表示部
1312……ビデオ信号出力端子
1314……入出力端子
1430……テレビモニター
1440……パーソナルコンピューター
1500……自動車
1501……車体
1502……車体姿勢制御装置
1503……車輪
BW……ボンディングワイヤー
DSS1、DSS2……離間距離
J4、J5、J6……検出軸
S……収容空間
SS1……第1端子配置領域
SS2……第2端子配置領域
SS3……第3端子配置領域
ω、ωx、ωy、ωz……角速度
Claims (9)
- 検出振動部を有している振動体と、
前記振動体を支持している支持部と、
前記検出振動部に設けられている検出信号電極と、
前記支持部の一方の主面に設けられ、前記検出信号電極と電気的に接続されている検出信号端子と、
前記支持部の他方の主面に設けられ、平面視で、前記検出信号端子と重なるように位置し、定電位に電気的に接続される定電位電極と、を有していることを特徴とする物理量検出振動素子。 - 前記検出振動部に設けられ、前記検出信号電極と電気的に離間している検出接地電極と、
前記支持部の前記一方の主面に設けられ、前記検出接地電極と電気的に接続されている検出接地端子と、を有し、
前記検出接地端子と前記定電位電極とが電気的に接続されている請求項1に記載の物理量検出振動素子。 - 前記定電位電極は、前記支持部の側面を介して前記一方の主面に連続的に設けられている第1連続部を有し、
前記検出接地端子と前記第1連続部との間に前記検出信号端子が位置している請求項2に記載の物理量検出振動素子。 - 前記振動体は、駆動振動部を有し、
前記駆動振動部に設けられている駆動信号電極と、
前記支持部の前記一方の主面に設けられ、前記駆動信号電極と電気的に接続されている駆動信号端子と、を有し、
前記定電位電極は、平面視で、前記駆動信号端子と重なるように位置している請求項2または3に記載の物理量検出振動素子。 - 前記定電位電極は、前記支持部の側面を介して前記一方の主面に連続的に設けられている第2連続部を有し、
前記検出接地端子と前記第2連続部との間に前記駆動信号端子が位置している請求項4に記載の物理量検出振動素子。 - 前記検出接地端子は、前記検出信号端子と前記駆動信号端子との間に位置している請求項4または5に記載の物理量検出振動素子。
- 請求項1ないし6のいずれか1項に記載の物理量検出振動素子を備えていることを特徴とする物理量センサー。
- 請求項1ないし6のいずれか1項に記載の物理量検出振動素子を備えていることを特徴とする電子機器。
- 請求項1ないし6のいずれか1項に記載の物理量検出振動素子を備えていることを特徴とする移動体。
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