JPH1130523A - Method for manufacturing vibrator for detecting angular velocity - Google Patents
Method for manufacturing vibrator for detecting angular velocityInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の車両制
御、ナビゲーション、ビデオカメラの手振れ防止等に用
いられる角速度検出用振動子の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing an oscillator for detecting an angular velocity, which is used for vehicle control of an automobile, navigation, and prevention of camera shake of a video camera.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、例えば特開平8−21086
0号公報に開示されているように、一対のアーム部とこ
れを連結する連結部により音叉形状に形成された圧電体
からなる振動子を備え、この振動子をアーム部の配列方
向である駆動軸方向に一定振動させつつ、角速度入力時
に振動子が受けるコリオリ力を、駆動軸と直交する検出
軸方向への振動子の振動の変化状態から検出する角速度
センサが知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
As disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 0-101, there is provided a vibrator made of a piezoelectric material formed in a tuning fork shape by a pair of arms and a connecting part connecting the arms, and driving the vibrator in the arrangement direction of the arms. 2. Description of the Related Art There is known an angular velocity sensor that detects a Coriolis force applied to a vibrator when an angular velocity is input from a change state of vibration of the vibrator in a detection axis direction orthogonal to a drive shaft while constantly vibrating in an axial direction.
【0003】そして、この種の角速度センサにおいて
は、音叉形状に形成した圧電体の外壁面に駆動(励振)
用或いは振動検出用の電極を形成するだけで振動子を作
製できるため、従来より一般に使用されている、振動子
を金属にて形成してその表面に圧電体を接合するタイプ
の角速度センサに比べて、部品点数が少なく、構造,延
いては製造工程が簡易であるという、利点がある。In this type of angular velocity sensor, the outer wall surface of a piezoelectric body formed in a tuning fork shape is driven (excited).
A vibrator can be manufactured simply by forming an electrode for vibration or vibration detection. Compared to the conventional type of angular velocity sensor that is generally used in the past, the vibrator is made of metal and a piezoelectric body is bonded to its surface. Therefore, there is an advantage that the number of parts is small and the structure and, consequently, the manufacturing process are simple.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
圧電体からなる振動子を用いて角速度を検出する場合、
振動子を角速度検出用として機能させるには、圧電体に
高電圧を印加して圧電的に活性化させる、分極処理とい
う工程が必要である。By the way, when the angular velocity is detected by using the vibrator made of the piezoelectric material as described above,
In order for the vibrator to function as an angular velocity detector, a process called a polarization process, in which a high voltage is applied to the piezoelectric body to activate it piezoelectrically, is required.
【0005】そこで、従来では、交流電圧を受けて圧電
体を駆動軸方向に振動(励振)させる駆動電極や、各ア
ーム部の検出軸方向への振動を検出する検出電極等、角
速度の検出に必要な全ての電極を圧電体に形成した後、
その形成した電極間に高電圧を印加することにより、圧
電体を分極処理するようにしていた。尚、圧電体への各
電極の形成は、一般に、銀等の導電性金属を主成分とす
る金属ぺーストを、その電極形状に対応して圧電体に塗
布し、焼き付ける、といった手順で行われる。In view of the above, conventionally, the detection of angular velocity has been conventionally performed by a drive electrode for receiving an AC voltage to vibrate (excit) the piezoelectric body in the drive axis direction or a detection electrode for detecting vibration of each arm in the detection axis direction. After forming all necessary electrodes on the piezoelectric body,
By applying a high voltage between the formed electrodes, the piezoelectric body is polarized. The formation of each electrode on the piezoelectric body is generally performed in such a procedure that a metal paste containing a conductive metal such as silver as a main component is applied to the piezoelectric body in accordance with the shape of the electrode and baked. .
【0006】しかしながら、上記のように音叉形状の圧
電体からなる従来の振動子においては、圧電体において
凹字状を呈する圧電体の表面に駆動電極や分極用電極を
形成し、各アーム部の側面で且つ表面の分極用電極と対
応する位置に検出電極を形成し、圧電体の裏面に各電極
に対する共通電極を形成し、分極処理の際には、圧電体
の表裏面に形成された電極間に分極用電圧を印加するこ
とにより、圧電体を表面から裏面又はその逆方向に分極
させていた。However, in a conventional vibrator made of a tuning fork-shaped piezoelectric body as described above, a driving electrode or a polarizing electrode is formed on the surface of the piezoelectric body having a concave shape in the piezoelectric body, and each arm portion has A detection electrode is formed on the side surface and at a position corresponding to the polarization electrode on the front surface, a common electrode for each electrode is formed on the back surface of the piezoelectric body, and the electrodes formed on the front and back surfaces of the piezoelectric body during polarization processing The piezoelectric body is polarized from the front surface to the back surface or in the opposite direction by applying a polarization voltage during the period.
【0007】この結果、従来の振動子においては、分極
処理の際に、各アーム部の側面に形成された検出電極の
影響を受けて、圧電体の配向方向を均一にすることがで
きず、圧電体に内部応力が残って、経時的に圧電特性が
変化してゆくという問題があった。そして、このように
圧電体に内部応力が残ると、振動子の振動特性がばらつ
き、角速度を安定して検出できなくなるとか、圧電体の
圧電特性の経時変化によって、角速度の検出特性も経時
的に変化し、信頼性が低下する、といった問題が生じ
る。As a result, in the conventional vibrator, during the polarization process, the orientation direction of the piezoelectric body cannot be made uniform due to the influence of the detection electrodes formed on the side surfaces of each arm. There is a problem that the internal stress remains in the piezoelectric body and the piezoelectric characteristics change with time. If the internal stress remains in the piezoelectric body, the vibration characteristics of the vibrator will vary, and the angular velocity cannot be detected stably. Change, and the reliability is reduced.
【0008】本発明は、こうした問題に鑑みなされたも
のであり、音叉形状若しくは複数の音叉を合成した形状
の圧電体からなる角速度検出用振動子を製造するに当た
って、圧電体の配向方向が均一で、常に安定した検出特
性が得られる角速度検出用振動子を製造できるようにす
ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a problem. In manufacturing an angular velocity detecting vibrator made of a piezoelectric material having a tuning fork shape or a shape obtained by combining a plurality of tuning forks, the orientation direction of the piezoelectric material is uniform. It is another object of the present invention to manufacture an angular velocity detecting vibrator capable of always obtaining stable detection characteristics.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めになされた請求項1に記載の発明方法では、互いに略
平行に配置された少なくとも一対のアーム部と各アーム
部を連結する連結部とにより音叉形状若しくは複数の音
叉を合成した形状に形成された圧電体からなる角速度検
出用振動子を製造するに当たって、まず、圧電体の表・
裏面に、この表・裏面に配置すべき角速度検出用の電極
を形成する(第1工程)。そして、この第1行程で圧電
体の表・裏面に形成された電極間に、分極用の電圧を印
加することにより、圧電体を表・裏面に略直交する方向
に分極処理し(第2工程)、その後、圧電体の側面に、
この側面に配置すべき角速度検出用の電極を形成する
(第3工程)。According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of the present invention, comprising at least a pair of arms arranged substantially parallel to each other and a connecting portion connecting the arms. In manufacturing an angular velocity detecting vibrator made of a piezoelectric material formed into a tuning fork shape or a shape obtained by combining a plurality of tuning forks, first, a piezoelectric material
An electrode for detecting an angular velocity to be disposed on the front and back surfaces is formed on the back surface (first step). Then, by applying a voltage for polarization between the electrodes formed on the front and back surfaces of the piezoelectric body in the first step, the piezoelectric body is polarized in a direction substantially orthogonal to the front and back surfaces (second step). ), Then on the side of the piezoelectric,
An electrode for detecting angular velocity to be arranged on this side is formed (third step).
【0010】このように、本発明では、各アーム部の側
面に検出電極を形成する前に、圧電体の分極処理を行う
ことから、この分極処理の際に、検出電極の影響を受け
ることなく圧電体を分極させることができ、圧電体の配
向方向を均一にすることができる。従って、本発明によ
れば、分極処理によって、圧電体に内部応力が残り、振
動子の振動特性がばらついて、角速度の検出精度が低下
するとか、或いは、圧電体の圧電特性の経時変化によっ
て、角速度の検出特性も経時的に変化し、信頼性が低下
する、といった問題を防止できる。よって、本発明によ
れば、角速度を高精度に検出でき、しかも、高い信頼性
が得られる角速度センサを実現できることになる。As described above, according to the present invention, before the detection electrodes are formed on the side surfaces of the respective arm portions, the polarization processing of the piezoelectric body is performed. Therefore, the polarization processing is not affected by the detection electrodes. The piezoelectric body can be polarized, and the orientation direction of the piezoelectric body can be made uniform. Therefore, according to the present invention, the internal stress remains in the piezoelectric body due to the polarization treatment, the vibration characteristics of the vibrator vary, and the detection accuracy of the angular velocity decreases, or due to the temporal change in the piezoelectric characteristics of the piezoelectric body, It is possible to prevent a problem that the detection characteristic of the angular velocity also changes with time and the reliability is reduced. Therefore, according to the present invention, it is possible to realize an angular velocity sensor capable of detecting angular velocity with high accuracy and obtaining high reliability.
【0011】次に請求項2に記載の発明方法は、請求項
1に記載の製造方法を利用して、一対のアーム部とこれ
らを連結する連結部とにより音叉形状に形成された角速
度検出用振動子を製造する方法であり、圧電体の表・裏
面に電極を形成する第1工程では、圧電体の表面に駆動
電極及び分極用電極を、圧電体の裏面に共通電極を、夫
々形成する。そして、第2工程では、圧電体裏面の共通
電極と、圧電体表面の各電極との間に、夫々分極用電圧
を印加することにより、圧電体を分極処理し、圧電体の
側面に電極を形成する第3工程では、分極処理後の圧電
体の各アーム部の側面で且つ分極用電極との対応位置に
検出電極を形成する。A method according to a second aspect of the present invention uses the manufacturing method according to the first aspect to detect an angular velocity formed in a tuning fork shape by a pair of arms and a connecting portion connecting the pair of arms. This is a method of manufacturing a vibrator. In the first step of forming electrodes on the front and back surfaces of a piezoelectric body, a driving electrode and a polarizing electrode are formed on the front surface of the piezoelectric body, and a common electrode is formed on the back surface of the piezoelectric body. . In the second step, the piezoelectric body is polarized by applying a voltage for polarization between the common electrode on the back surface of the piezoelectric body and each electrode on the front surface of the piezoelectric body, and the electrodes are placed on the side surfaces of the piezoelectric body. In the third step of forming, a detection electrode is formed on the side surface of each arm portion of the piezoelectric body after the polarization process and at a position corresponding to the polarization electrode.
【0012】本発明方法により作製された音叉形状の振
動子においては、例えば、裏面に形成された共通電極を
基準電位に接地し、表面に形成された駆動電極に基準電
位を中心に変化する交流電圧を印加すれば、駆動軸方向
に振動させることができる。またこのように振動子を駆
動軸方向に振動させた状態で、各アーム部に略平行な軸
周りの角速度が入力されると、各アーム部が、その入力
角速度に応じて検出軸方向に振動し、その振動は、各ア
ーム部の側面に形成された検出電極と共通電極との間に
流れる電流変化から検出できる。従って、検出電極を介
してこの電流を検出することにより、上記軸周りの入力
角速度を検出できる。In a tuning-fork vibrator manufactured by the method of the present invention, for example, a common electrode formed on the back surface is grounded to a reference potential, and a drive electrode formed on the front surface is driven by an alternating current that changes around the reference potential. When a voltage is applied, it is possible to vibrate in the drive axis direction. When an angular velocity around an axis substantially parallel to each arm is input in a state where the vibrator is vibrated in the drive axis direction, each arm vibrates in the detection axis direction according to the input angular velocity. The vibration can be detected from a change in current flowing between the detection electrode and the common electrode formed on the side surface of each arm. Therefore, by detecting this current through the detection electrode, the input angular velocity around the axis can be detected.
【0013】そして、本発明方法においても、各アーム
部の側面に検出電極を形成する前に圧電体の分極処理を
行うことから、請求項1に記載の発明と同様の効果を得
ることができる。ここで、請求項2に記載の製造方法に
おいて、第1工程で圧電体の表面に電極を形成する際に
は、駆動電極及び分極用電極だけでなく、請求項3に記
載のように、各アーム部の表面に、各アーム部の駆動軸
方向の振動状態をモニタするモニタ電極を形成し、分極
処理を行う第2工程では、このモニタ電極と共通電極と
の間にも分極用電圧を印加して、これら電極間も分極さ
せるようにしてもよい。Also, in the method of the present invention, since the polarization treatment of the piezoelectric body is performed before the detection electrode is formed on the side surface of each arm portion, the same effect as that of the first aspect can be obtained. . Here, in the manufacturing method according to the second aspect, when the electrodes are formed on the surface of the piezoelectric body in the first step, not only the drive electrodes and the electrodes for polarization but also each On the surface of the arm portion, a monitor electrode for monitoring the vibration state of each arm portion in the drive axis direction is formed, and in a second step of performing a polarization process, a polarization voltage is also applied between the monitor electrode and the common electrode. Then, polarization between these electrodes may be performed.
【0014】そして、このように作製された振動子によ
れば、角速度検出のために駆動電極に交流電圧を印加し
て振動子を振動させた際に、その振動状態をモニタ電極
を介して検出でき、その検出結果に従い駆動電極に印加
する交流電圧を制御することにより、振動子の駆動軸方
向の振動状態を常に一定にさせて、角速度の検出精度を
向上できることになる。According to the vibrator thus manufactured, when the vibrator is vibrated by applying an AC voltage to the drive electrode for detecting the angular velocity, the vibration state is detected via the monitor electrode. By controlling the AC voltage applied to the drive electrode in accordance with the detection result, the vibration state of the vibrator in the drive axis direction can be kept constant, and the detection accuracy of the angular velocity can be improved.
【0015】また、請求項2に記載の製造方法におい
て、第1工程で圧電体の表面に電極を形成する際には、
請求項4に記載のように、上記各電極に加えて、各アー
ム部に検出信号取出用のパット電極を夫々形成し、各ア
ーム部の側面に電極を形成する第3工程では、検出電極
に加えて、検出電極とパット電極とを接続する引出電極
を形成するようにしてもよい。Further, in the manufacturing method according to the second aspect, when the electrode is formed on the surface of the piezoelectric body in the first step,
As described in claim 4, in addition to the electrodes, a pad electrode for extracting a detection signal is formed on each arm, and a third electrode is formed on a side surface of each arm. In addition, an extraction electrode for connecting the detection electrode and the pad electrode may be formed.
【0016】そして、このように作製された振動子によ
れば、駆動電圧印加用の信号線や検出信号取出用の信号
線、更に、モニタ電極を設けた場合にはモニタ信号取出
用の信号線を、振動子の表面に形成した各電極に接続す
ることができるようになり、その配線を簡単に行うこと
ができると共に、各アーム部間で生じる振動のばらつき
を抑えて、角速度を良好に検出することが可能になる。According to the vibrator thus manufactured, a signal line for applying a drive voltage, a signal line for extracting a detection signal, and a signal line for extracting a monitor signal when a monitor electrode is provided. Can be connected to each electrode formed on the surface of the vibrator, wiring can be performed easily, and variation in vibration occurring between each arm part can be suppressed to detect angular velocity well. It becomes possible to do.
【0017】つまり、音叉形状の振動子の場合、各アー
ム部に接続される信号線の長さや形状等が各アーム部間
でばらつくと、各アーム部間で振動特性がばらつき、音
叉形状の振動子としての所望の振動特性が得られなくな
る。そして、このように各アーム部間で振動特性がばら
つくと、角速度が入力されていないときにも、各アーム
部が検出軸方向に振動することになり、この不要振動は
検出信号に含まれることから、角速度検出時には、検出
信号から、この不要振動によって生じるオフセット分を
除去する必要がある。またこの不要振動は、温度によっ
ても変化することから、各速度検出時に、検出信号か
ら、不要振動によって生じるオフセット分を確実に除去
することは困難であり、検出信号には、オフセット温度
ドリフトが含まれることになる。従って、このオフセッ
ト温度ドリフトを低減するには、各アーム部に対して、
信号線を、ばらつきなく、対称に接続することが好まし
いのであるが、各アーム部の側面に形成した検出電極に
検出信号取出用の信号線を直接接続するようにしている
と、この信号線を左右アーム部間でばらつきなく接続す
ることは困難である。That is, in the case of a tuning-fork-shaped vibrator, if the length, shape, and the like of the signal line connected to each arm vary among the arms, the vibration characteristics vary among the arms, and the tuning-fork-shaped vibration is generated. Desired vibration characteristics as a child cannot be obtained. If the vibration characteristics vary between the arms, the arms vibrate in the detection axis direction even when the angular velocity is not input, and this unnecessary vibration is included in the detection signal. Therefore, when detecting the angular velocity, it is necessary to remove the offset caused by the unnecessary vibration from the detection signal. In addition, since the unnecessary vibration changes depending on the temperature, it is difficult to reliably remove the offset caused by the unnecessary vibration from the detection signal at each speed detection, and the detection signal includes an offset temperature drift. Will be. Therefore, to reduce this offset temperature drift,
It is preferable that the signal lines are connected symmetrically without variation.However, if a signal line for extracting a detection signal is directly connected to a detection electrode formed on the side surface of each arm, the signal line is connected. It is difficult to connect the left and right arms without variation.
【0018】しかし、請求項4に記載の製造方法によれ
ば、各アーム部の側面に形成した検出電極から検出信号
を取り出すためのパッド電極を、振動子の表面側に形成
するので、本製造方法により作製した振動子によれば、
駆動電圧印加用,検出信号取出用,更にはモニタ信号取
出用の各信号線を、振動子の表面側に形成した各電極に
接続することができ、これら各信号線を各アーム部間で
ばらつきなく配置することも容易に行うことができる。
尚、これら各信号線の接続は、ワイヤボンディングにて
行うようにすれば、各アーム部に接続される各信号線の
長さや形状のばらつきをなくすことができ、より安定し
た検出特性が得られることになる。However, according to the manufacturing method of the fourth aspect, the pad electrode for extracting a detection signal from the detection electrode formed on the side surface of each arm portion is formed on the surface side of the vibrator. According to the vibrator manufactured by the method,
Each signal line for driving voltage application, detection signal extraction, and monitor signal extraction can be connected to each electrode formed on the surface side of the vibrator, and these signal lines vary among the arms. Can be easily arranged.
If connection of each signal line is performed by wire bonding, variations in length and shape of each signal line connected to each arm can be eliminated, and more stable detection characteristics can be obtained. Will be.
【0019】また上記のように、各アーム部の表面に検
出信号取出用のパット電極を形成する際には、請求項5
に記載のように、各アーム部の表面において分極用電極
よりもアーム部の先端側にパット電極を形成するように
してもよく、請求項6に記載のように、各アーム部の表
面において分極用電極よりも連結部側にパット電極を形
成するようにしてもよい。Further, as described above, when the pad electrode for extracting the detection signal is formed on the surface of each arm portion, a fifth aspect of the present invention is provided.
A pad electrode may be formed on the surface of each arm on the tip end side of the arm with respect to the electrode for polarization on the surface of each arm. You may make it form a pad electrode on the connection part side rather than the electrode for use.
【0020】そして、パット電極を分極用電極よりもア
ーム部の先端側に形成した場合には、駆動電極とパット
電極との距離を大きくすることができるので、駆動電極
側からパット電極側に侵入する電気ノイズを低減でき、
検出信号のS/N(信号対雑音比)を向上することがで
きる。When the pad electrode is formed closer to the distal end of the arm portion than the electrode for polarization, the distance between the drive electrode and the pad electrode can be increased, so that the pad electrode enters the pad electrode from the drive electrode side. Electrical noise can be reduced,
The S / N (signal to noise ratio) of the detection signal can be improved.
【0021】また、逆に、パット電極を分極用電極より
も連結部側に形成した場合には、アーム部の駆動軸方向
への振動の振幅が小さい箇所から検出信号を取り出すこ
とができるので、パット電極をアーム部先端側に形成し
た場合に比べて、接続する信号線の強度が要求されず、
信号線を細くすることができる。また、振動の振幅が小
さい箇所から検出信号を取り出すことができるので、信
号に起因するノイズを低減でき、検出信号のS/N(信
号対雑音比)を向上することもできる。Conversely, when the pad electrode is formed closer to the connecting portion than the polarizing electrode, the detection signal can be extracted from a portion where the amplitude of vibration of the arm portion in the drive axis direction is small. Compared with the case where the pad electrode is formed on the tip side of the arm portion, the strength of the signal line to be connected is not required,
The signal line can be made thin. Further, since the detection signal can be extracted from a portion where the amplitude of the vibration is small, noise caused by the signal can be reduced, and the S / N (signal-to-noise ratio) of the detection signal can be improved.
【0022】また次に、請求項2に記載の製造方法にお
いて、第1工程で圧電体の表面に電極を形成する際に
は、請求項7に記載のように、上記各電極に加えて、各
アーム部に、共通電極を基準電位に接地するための接地
用電極を夫々形成し、各アーム部の側面に電極を形成す
る第3工程では、検出電極(或いは検出電極と引出電
極)に加えて、裏面の共通電極と表面の接地用電極とを
接続する短絡用電極を形成ようにしてもよい。Next, in the manufacturing method according to claim 2, when the electrodes are formed on the surface of the piezoelectric body in the first step, in addition to the electrodes, A grounding electrode for grounding the common electrode to the reference potential is formed on each arm, and an electrode is formed on the side surface of each arm. In the third step, in addition to the detection electrode (or the detection electrode and the extraction electrode), Thus, a short-circuit electrode for connecting the common electrode on the back surface and the ground electrode on the front surface may be formed.
【0023】そして、このように振動子を製造した場合
には、共通電極を基準電位に接地するための信号線を、
振動子の表面に形成した接地用電極に接続することがで
き、表面にパット電極を設けた場合(請求項4)と同
様、振動子の裏面の共通電極に対して、直接、接地用の
信号線を接続する必要がないため、その配線を簡単に行
うことができると共に、その信号線の接続により各アー
ム部間で生じる振動のばらつきを抑えることができる。
そして特に、パット電極についても、振動子の表面に形
成するようにすれば、振動子に接続される全ての信号線
を、振動子の表面側から引き出すことが可能になり、振
動子に信号線を接続することにより生じる各アーム部間
での振動のばらつきをより確実に抑制することが可能に
なり、角速度を高精度に検出可能な振動子を実現でき
る。When the vibrator is manufactured in this manner, a signal line for grounding the common electrode to the reference potential is provided.
A grounding electrode formed on the surface of the vibrator can be connected to the common electrode on the back surface of the vibrator, as in the case where the pad electrode is provided on the surface (claim 4). Since there is no need to connect the wires, the wires can be easily formed, and the variation in vibration between the arms due to the connection of the signal lines can be suppressed.
In particular, if the pad electrode is also formed on the surface of the vibrator, all the signal lines connected to the vibrator can be drawn out from the surface side of the vibrator, and the signal lines are connected to the vibrator. , It is possible to more reliably suppress the variation in vibration between the respective arm portions caused by the connection, and to realize a vibrator capable of detecting the angular velocity with high accuracy.
【0024】次に請求項8に記載の発明方法は、請求項
1に記載の製造方法を利用して、互いに略平行に配置さ
れた4本のアーム部を連結部にて連結した櫛形形状の角
速度検出用振動子を製造する方法であり、第1工程で
は、圧電体の表面に、駆動電極と、検出電極及び共通電
極の少なくとも一方とを夫々形成し、圧電体の裏面に
は、共通電極及び検出電極の少なくとも一方を形成す
る。そして、第2工程では、第1工程で形成された圧電
体表・裏面の各電極間に夫々分極用電圧を印加して、前
記圧電体を分極処理し、第3工程では、圧電体の側面に
共通電極及び検出電極の少なくとも一方を形成する。ま
た、第1工程及び第3工程では、圧電体の表・裏面及び
側面に上記各電極を夫々形成すると同時に、共通電極同
士及び検出電極同士を夫々接続する接続用電極を形成す
る。Next, according to an eighth aspect of the present invention, there is provided a comb-shaped method in which four arms arranged substantially in parallel with each other are connected at a connecting portion by using the manufacturing method according to the first aspect. In the first step, a drive electrode and at least one of a detection electrode and a common electrode are respectively formed on a surface of a piezoelectric body, and a common electrode is formed on a back surface of the piezoelectric body in a first step. And at least one of the detection electrodes. Then, in the second step, a polarization voltage is applied between each of the electrodes on the front and back surfaces of the piezoelectric body formed in the first step to polarize the piezoelectric body. At least one of the common electrode and the detection electrode is formed. In the first step and the third step, the electrodes are formed on the front, back, and side surfaces of the piezoelectric body, and at the same time, connection electrodes for connecting the common electrodes and the detection electrodes are formed.
【0025】本発明方法により作製された櫛形形状の振
動子においては、上記音叉形状の振動子と同様、例え
ば、共通電極を基準電位に接地し、駆動電極に基準電位
を中心に変化する交流電圧を印加すれば、駆動電極が形
成されたアーム部をその配列方向である駆動軸方向に振
動させることができる。また、このように振動子を駆動
軸方向に振動させた状態で、各アーム部に略平行な軸周
りの角速度が入力されると、駆動軸方向に振動している
アーム部は、その入力角速度に応じて各アーム部の配列
方向とは略直交する検出軸方向にも振動し、他のアーム
部も検出軸方向に振動する。そして、検出電極と共通電
極との間には、これら各電極が形成されたアーム部の検
出軸方向への振動に比例した電流が流れ、これら各電極
間の電流を検出することにより、入力角速度を検出でき
る。In the comb-shaped vibrator manufactured by the method of the present invention, similarly to the tuning fork-shaped vibrator, for example, the common electrode is grounded to a reference potential, and the drive electrode is driven by an AC voltage varying around the reference potential. Is applied, the arm on which the drive electrodes are formed can be vibrated in the direction of the drive axis, which is the arrangement direction. Further, when an angular velocity around an axis substantially parallel to each arm is input in a state where the vibrator is vibrated in the drive axis direction, the arm section vibrating in the drive axis direction receives the input angular velocity. Accordingly, the arm also vibrates in the detection axis direction substantially orthogonal to the arrangement direction of each arm, and the other arms also vibrate in the detection axis direction. Then, between the detection electrode and the common electrode, a current proportional to the vibration in the detection axis direction of the arm portion on which these electrodes are formed flows, and the input angular velocity is detected by detecting the current between these electrodes. Can be detected.
【0026】そして、本発明方法においても、圧電体の
側面に電極を形成する前に分極処理を行うことから、請
求項1,2に記載の発明と同様の効果を得ることができ
る。尚、請求項8に記載の製造方法において、第1工程
で圧電体の表面に電極を形成する際には、請求項9に記
載のように、上記各電極に加えて、共通電極同士及び検
出電極同士を夫々接続する各接続用電極に接続された共
通電極接地用及び検出信号取出用のパット電極を形成し
てもよい。そして、このように振動子の表面にパット電
極を形成すれば、請求項4に記載の発明と同様に、振動
子からの信号線の引き出しを容易に行うことができ、し
かも、各アーム部間で生じる振動のばらつきを抑えて、
角速度を良好に検出することができるようになる。In the method of the present invention, since the polarization treatment is performed before the electrodes are formed on the side surfaces of the piezoelectric body, the same effects as those of the first and second aspects can be obtained. In the manufacturing method according to the eighth aspect, when the electrodes are formed on the surface of the piezoelectric body in the first step, the common electrodes and the detection electrodes are detected in addition to the electrodes as described in the ninth aspect. A pad electrode for common electrode grounding and a detection signal extraction pad connected to each connection electrode for connecting the electrodes to each other may be formed. If the pad electrode is formed on the surface of the vibrator in this manner, it is possible to easily draw out the signal line from the vibrator, as in the fourth aspect of the present invention. To reduce the variation in vibration caused by
The angular velocity can be detected well.
【0027】次に請求項10に記載の発明方法は、請求
項1に記載の製造方法を利用して、互いに略平行に配置
された一対のアーム部を二組有し、これら各組のアーム
部を連結部にて連結したH字形状に形成された角速度検
出用振動子を製造する方法であり、まず、第1工程で
は、二組のアーム部の内、一方の組のアーム部の表面に
駆動電極を、他方の組のアーム部の表面に共通電極を、
夫々形成し、更に、圧電体の裏面で且つ前記連結部から
前記各アーム部表面の駆動電極及び共通電極との対応位
置までの領域に共通電極を形成する。そして、第2工程
では、圧電体裏面の共通電極と、圧電体表面の各電極と
の間に、夫々分極用電圧を印加して、圧電体を分極処理
し、第3工程では、圧電体の側面に、圧電体の表・裏面
に夫々形成された共通電極同士を接続する短絡用電極を
形成すると共に、共通電極が表・裏面に形成された一対
のアーム部の側面に、検出電極を形成する。Next, a method according to a tenth aspect of the present invention uses the manufacturing method according to the first aspect to have two sets of a pair of arm portions arranged substantially in parallel with each other, and each of these sets of the arm portions is provided. Is a method of manufacturing an angular velocity detecting vibrator formed in an H shape in which the parts are connected by a connecting part. First, in the first step, the surface of one of the two sets of arm parts is selected from the two sets of arm parts. And the common electrode on the surface of the other set of arms.
Each common electrode is further formed on the back surface of the piezoelectric body and in a region from the connection portion to a position corresponding to the drive electrode and the common electrode on the surface of each arm portion. In the second step, a polarization voltage is applied between the common electrode on the back surface of the piezoelectric body and each electrode on the front surface of the piezoelectric body to polarize the piezoelectric body. On the side surface, a short-circuit electrode for connecting the common electrodes formed on the front and back surfaces of the piezoelectric body is formed, and a detection electrode is formed on the side surface of a pair of arm portions having the common electrode formed on the front and back surfaces. I do.
【0028】本発明方法により作製されたH字形状の振
動子においては、前述の音叉形状及び櫛形形状の振動子
と同様、例えば、共通電極を基準電位に接地し、駆動電
極に基準電位を中心に変化する交流電圧を印加すれば、
駆動電極が形成された一方の組のアーム部を、その配列
方向である駆動軸方向に振動させることができる。ま
た、このように振動子を駆動軸方向に振動させた状態
で、各アーム部に略平行な軸周りの角速度が入力される
と、各アーム部は、その入力角速度に応じて各アーム部
の配列方向とは略直交する検出軸方向にも振動する。そ
して、検出電極が形成された他方の組のアーム部側で
は、検出電極と共通電極との間に、検出軸方向の振動に
比例した電流が流れる。このため、これら各電極間の電
流を検出することにより、入力角速度を検出できる。In the H-shaped vibrator manufactured by the method of the present invention, for example, the common electrode is grounded to the reference potential and the driving electrode is centered on the reference potential, similarly to the tuning fork-shaped and comb-shaped vibrators described above. Applying an alternating voltage to
One set of arm portions on which the drive electrodes are formed can be vibrated in the drive axis direction, which is the arrangement direction. In addition, when an angular velocity about an axis substantially parallel to each arm is input in a state in which the vibrator is vibrated in the drive axis direction, each arm receives the angular velocity of each arm according to the input angular velocity. Vibration also occurs in the detection axis direction substantially orthogonal to the arrangement direction. Then, a current proportional to the vibration in the detection axis direction flows between the detection electrode and the common electrode on the other set of arm portions on which the detection electrodes are formed. Therefore, the input angular velocity can be detected by detecting the current between these electrodes.
【0029】そして、本発明方法においても、圧電体の
側面に電極を形成する前に分極処理を行うことから、請
求項1,2,8に記載の発明と同様の効果を得ることが
できる。尚、請求項10に記載の製造方法においては、
請求項11に記載のように、第1工程では、圧電体の表
面に、検出信号取出用のパット電極を形成し、第3工程
では、圧電体の側面に、検出電極とパット電極とを接続
する引出電極を形成するようにしてもよい。そしてこの
ように振動子の表面にパット電極を形成すれば、請求項
4に記載の発明と同様に、振動子からの信号線の引き出
しを容易に行うことができ、しかも、各アーム部間で生
じる振動のばらつきを抑えて、角速度を良好に検出する
ことができるようになる。Also, in the method of the present invention, since the polarization treatment is performed before the electrodes are formed on the side surfaces of the piezoelectric body, the same effects as those of the first, second, and eighth aspects can be obtained. Incidentally, in the manufacturing method according to claim 10,
As described in claim 11, in the first step, a pad electrode for extracting a detection signal is formed on the surface of the piezoelectric body, and in the third step, the detection electrode and the pad electrode are connected to the side surface of the piezoelectric body. May be formed. If the pad electrode is formed on the surface of the vibrator in this manner, it is possible to easily draw out the signal line from the vibrator, as in the fourth aspect of the present invention. The variation in the generated vibration can be suppressed, and the angular velocity can be detected satisfactorily.
【0030】また次に、請求項8〜請求項11に記載の
製造方法により櫛形形状若しくはH字形状の振動子を製
造する際には、請求項12に記載のように、第1工程で
は、駆動電極が形成される組の各アーム部の表面に、駆
動軸方向の振動状態をモニタするモニタ電極を形成し、
第2工程では、このモニタ電極と圧電体の裏面に形成さ
れた共通電極との間にも分極用電圧を印加して、これら
各電極間の圧電体を分極処理するようにしてもよい。Next, when a comb-shaped or H-shaped vibrator is manufactured by the manufacturing method according to any one of claims 8 to 11, as described in claim 12, in the first step, On the surface of each arm portion of the set where the drive electrode is formed, a monitor electrode for monitoring the vibration state in the drive axis direction is formed,
In the second step, a polarization voltage may be applied between the monitor electrode and the common electrode formed on the back surface of the piezoelectric body to polarize the piezoelectric body between these electrodes.
【0031】そして、このようにすれば、請求項3に記
載の製造方法にて音叉形状の振動子を製造した場合と同
様、角速度検出のために駆動電極に交流電圧を印加して
振動子を振動させた際に、その振動状態をモニタ電極を
介して検出することが可能になり、角速度の検出精度を
向上できる。In this way, as in the case of manufacturing the tuning-fork-shaped vibrator by the manufacturing method according to the third aspect, an AC voltage is applied to the drive electrode for detecting the angular velocity, and the vibrator is driven. When vibrated, the vibration state can be detected via the monitor electrode, and the accuracy of detecting the angular velocity can be improved.
【0032】また次に、本発明の製造方法(請求項1〜
12)にて角速度検出用振動子を製造する場合、第3工
程で、圧電体分極処理後に、各アーム部の側面に検出電
極をはじめとする上記各電極を形成する際には、請求項
13に記載のように、少なくとも圧電体のキュリー温度
よりも低い温度で、各電極を形成することが望ましい。
これは、圧電体の分極処理後に、従来より一般に行われ
ている金属ぺーストの焼き付けによって電極を形成する
ようにすると、その焼き付け時に、圧電体の温度がその
キュリー温度以上になって、分極処理による均一にされ
た圧電体の配向方向が乱れ、圧電体の圧電特性が低下す
るからである。つまり、本発明方法(請求項13)で
は、分極処理後の電極の形成を、キュリー温度よりも低
い温度で行うことにより、圧電体の圧電特性を損なうこ
となく、振動子を作製できるようにしているのである。Next, the production method of the present invention (Claims 1 to 5)
In the case where the angular velocity detecting vibrator is manufactured in 12), in the third step, when forming each of the electrodes including the detection electrode on the side surface of each arm after the piezoelectric polarization processing, As described in above, it is desirable to form each electrode at least at a temperature lower than the Curie temperature of the piezoelectric body.
This is because if the electrodes are formed by baking a metal paste that has been generally performed after the polarization treatment of the piezoelectric body, the temperature of the piezoelectric body becomes higher than its Curie temperature during the baking, and the polarization processing is performed. This is because the uniform orientation direction of the piezoelectric body is disturbed, and the piezoelectric characteristics of the piezoelectric body deteriorate. That is, in the method of the present invention (claim 13), the formation of the electrode after the polarization treatment is performed at a temperature lower than the Curie temperature so that the vibrator can be manufactured without impairing the piezoelectric characteristics of the piezoelectric body. It is.
【0033】そして、このように、分極処理後の圧電体
に対して、第3工程で圧電体のキュリー温度よりも低い
温度で電極を形成するには、例えば、請求項14に記載
のように、圧電体のキュリー温度よりも低い温度で硬化
する低温硬化型の導電性樹脂を用いて、各アーム部の側
面に電極を形成するようにするか、或いは、請求項15
に記載のように、金属の蒸着法により各アーム部の側面
に電極を形成するようにすればよい。In order to form an electrode at a temperature lower than the Curie temperature of the piezoelectric body in the third step on the piezoelectric body after the polarization treatment as described above, for example, 16. An electrode is formed on the side surface of each arm using a low-temperature-curable conductive resin that cures at a temperature lower than the Curie temperature of the piezoelectric body.
As described in the above section, the electrodes may be formed on the side surfaces of the respective arm portions by a metal vapor deposition method.
【0034】尚、低温硬化型の導電性樹脂としては、例
えば、圧電体のキュリー温度より充分低い温度(例えば
150℃程度)で硬化する熱硬化性樹脂(例えばフェノ
ール樹脂)をバインダとして、金,銀,銅等からなる導
電性金属の粉末を均一分散させた、所謂ポリマー型導電
性ペーストを使用することができ、より具体的には、例
えば、(株)アサヒ化学研究所製の銀導電性ペースト
「LS−504」を利用できる。As the low-temperature-curable conductive resin, for example, a thermosetting resin (for example, a phenol resin) that cures at a temperature sufficiently lower than the Curie temperature of the piezoelectric body (for example, about 150 ° C.) as a binder is used. A so-called polymer-type conductive paste in which a conductive metal powder of silver, copper, or the like is uniformly dispersed can be used. More specifically, for example, a silver conductive paste manufactured by Asahi Chemical Laboratory Co., Ltd. Paste “LS-504” can be used.
【0035】[0035]
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面と共
に説明する。図1は実施例の角速度センサ全体の構成を
表わす斜視図、図2は本実施例の振動子を前後,左右か
ら見た状態を表す説明図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view illustrating the entire configuration of the angular velocity sensor according to the embodiment, and FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating the vibrator according to the embodiment as viewed from front, rear, left and right.
【0036】図1に示す如く、本実施例の角速度センサ
は、左右一対のアーム部4,6と各アーム部4,6の一
端を連結する連結部8とにより音叉形状に形成された振
動子2を備える。振動子2のアーム部4,6及び連結部
8は、夫々4角柱状になっており、振動子2は、これら
各部を圧電体にて一体形成することにより作製される。
尚、振動子2を構成する圧電体には、PZT等のセラミ
ック圧電体や水晶等を用いることができるが、本実施例
の振動子2には、分極方向を任意に設定可能で製造し易
いPZTが使用されている。As shown in FIG. 1, the angular velocity sensor according to the present embodiment has a vibrator formed in a tuning fork shape by a pair of left and right arms 4 and 6 and a connecting portion 8 connecting one end of each arm 4 and 6. 2 is provided. The arm portions 4 and 6 and the connecting portion 8 of the vibrator 2 are each in the shape of a quadrangular prism, and the vibrator 2 is manufactured by integrally forming these components with a piezoelectric body.
The piezoelectric body constituting the vibrator 2 can be a ceramic piezoelectric body such as PZT, quartz, or the like. However, the vibrator 2 of this embodiment can be set to any polarization direction and is easy to manufacture. PZT is used.
【0037】次に、図2(a)に示す如く、振動子2に
おいて凹字状を呈する一方の面(表面;以下X1面とい
う)には、連結部8から各アーム部4,6にかけて一対
の駆動電極12a,12bが形成され、これら各駆動電
極12a,12bから各アーム部4.6の先端に至る部
分には、モニタ電極14a,14b及び仮GND電極1
6a,16bと、分極用電極18a,18bとが順に形
成され、更に各アーム部4,6の先端には、検出信号取
出用のパット電極20a,20bが形成されている。Next, as shown in FIG. 2A, one surface (surface; hereinafter referred to as X1 surface) of the vibrator 2 having a concave shape is provided with a pair from the connecting portion 8 to each of the arm portions 4 and 6. Drive electrodes 12a and 12b are formed, and the monitor electrodes 14a and 14b and the temporary GND electrode 1 are provided at a portion from each of the drive electrodes 12a and 12b to the tip of each arm 4.6.
6a, 16b and polarization electrodes 18a, 18b are formed in order, and pad electrodes 20a, 20b for extracting detection signals are formed at the tips of the arms 4, 6, respectively.
【0038】そして、駆動電極12a及び12bは、連
結部8を通って、各アーム部4,6が互いに対向する対
向面側と、各アーム部4,6の左右の外側側面(以下Y
1,Y2面という)側とに夫々形成され、モニタ電極1
4a及び14bは、各アーム部4,6の対向面側に夫々
形成され、仮GND電極16a及び16bは、各アーム
部4,6のY1,Y2面側に夫々形成され、分極用電極
18a,18bは、各アーム部4,6のY1,Y2面側
から対向面側に至る幅方向全体に夫々形成され、パット
電極20a及び20bは、各アーム部4,6のY1,Y
2面側に夫々形成されている。Then, the drive electrodes 12a and 12b pass through the connecting portion 8, and the opposing surfaces on which the arms 4 and 6 oppose each other, and the left and right outer side surfaces (hereinafter referred to as Y
1 and Y2 planes) and the monitor electrode 1
4a and 14b are formed on the opposing surfaces of the arms 4 and 6, respectively. Temporary GND electrodes 16a and 16b are formed on the Y1 and Y2 surfaces of the arms 4 and 6, respectively, and the polarization electrodes 18a and 18b is formed in the entire width direction from the Y1, Y2 surface side of each of the arm portions 4, 6 to the opposing surface side, and the pad electrodes 20a and 20b are formed in the Y1, Y2 of each of the arm portions 4, 6 respectively.
It is formed on each of the two surfaces.
【0039】尚、各分極用電極18a,18bは、短絡
用電極26a,26bを介して、仮GND電極16a,
16bに夫々接続(短絡)されている。そして、これら
各仮GND電極16a,16bは、請求項7に記載の接
地用電極に相当する。一方、各アーム部4,6のY1,
Y2面側では、図2(b)及び(c)に夫々示す如く、
分極用電極18a,18bと対応する位置に、検出電極
22a,22bが夫々形成され、振動子2において凹字
状を呈する他方の面(裏面;以下X2面という)には、
図2(d)に示す如く、駆動電極12a,12b、モニ
タ電極14a,14b,及び検出電極18a,18bに
対する共通電極となる仮GND電極24が形成されてい
る。尚、検出電極22a,22bは、各アーム部4,6
のY1,Y2面において、その中心よりX2面側に偏っ
た位置に形成されている。Each of the polarization electrodes 18a, 18b is connected to the temporary GND electrode 16a, 18b via the short-circuiting electrodes 26a, 26b.
16b are respectively connected (short-circuited). Each of these provisional GND electrodes 16a and 16b corresponds to a grounding electrode according to a seventh aspect. On the other hand, Y1,
On the Y2 side, as shown in FIGS. 2B and 2C, respectively.
Detection electrodes 22a and 22b are formed at positions corresponding to the polarization electrodes 18a and 18b, respectively, and the other surface (rear surface; hereinafter, referred to as X2 surface) of the vibrator 2 which has a concave shape is
As shown in FIG. 2D, a temporary GND electrode 24 serving as a common electrode for the drive electrodes 12a and 12b, the monitor electrodes 14a and 14b, and the detection electrodes 18a and 18b is formed. The detection electrodes 22a and 22b are connected to the respective arms 4, 6
Are formed at positions deviated from the center of the Y1 and Y2 planes toward the X2 plane.
【0040】そして、X2面側の仮GND電極24とX
1面側の仮GND電極16a,16bとは、夫々、各ア
ーム部4.6のY1,Y2面に形成された短絡用電極2
8a,28bを介して、互いに接続(短絡)されてい
る。また、X1,X2面側のパット電極20a,20b
とY1,Y2面側の検出電極22a,22bとは、夫
々、Y1,Y2面に形成された検出信号引き出し用の引
出電極30a,30bを介して、互いに接続(短絡)さ
れている。Then, the provisional GND electrode 24 on the X2 side and X
The temporary GND electrodes 16a and 16b on the first surface are the short-circuit electrodes 2 formed on the Y1 and Y2 surfaces of each arm 4.6, respectively.
They are connected (short-circuited) to each other via 8a and 28b. Further, the pad electrodes 20a, 20b on the X1, X2 surface side
The detection electrodes 22a and 22b on the Y1 and Y2 surfaces are connected (short-circuited) to each other via extraction electrodes 30a and 30b for extracting detection signals formed on the Y1 and Y2 surfaces, respectively.
【0041】次に、本実施例の振動子2は、図3(a)
〜(c)に示す手順に沿って作製されている。即ち、図
3(a)に示すように、まず、音叉形状に形成された圧
電体のX1面に上記各電極(駆動電極12a,12b、
モニタ電極14a,14b,仮GND電極16a,16
b、分極用電極18a,18b,パット電極20a,2
0b)を形成すると共に、圧電体のX2面に仮GND電
極24を形成する(第1工程)。尚、この第1工程で
は、例えば、銀等の導電性金属を主成分とする金属ぺー
ストを、上記各電極の形状に合わせて圧電体に塗布(印
刷)し、高温で焼き付ける、といった手順で、圧電体の
表・裏面に各電極を形成(Ag焼付)する。Next, the vibrator 2 of this embodiment is shown in FIG.
(C). That is, as shown in FIG. 3A, first, each of the electrodes (driving electrodes 12a, 12b,
Monitor electrodes 14a, 14b, temporary GND electrodes 16a, 16
b, polarization electrodes 18a, 18b, pad electrodes 20a, 2
0b), and a temporary GND electrode 24 is formed on the X2 plane of the piezoelectric body (first step). In the first step, for example, a metal paste mainly composed of a conductive metal such as silver is applied (printed) to the piezoelectric body in accordance with the shape of each of the above-mentioned electrodes, and is baked at a high temperature. Then, each electrode is formed (Ag baking) on the front and back surfaces of the piezoelectric body.
【0042】このように第1工程で圧電体の表裏面に各
電極を形成すると、今度は、図3(b)に示すように、
X1面に形成した駆動電極12a,12b、モニタ電極
14a,14b,仮GND電極16a,16b、分極用
電極18a,18bと、これら各電極に対する共通電極
としてX2面に形成した仮GND電極24との間に、圧
電体分極用の直流電圧(分極電圧)を印加することによ
り、これら各電極間の圧電体を、所定方向(本実施例で
は、図1に矢印で示すようにX1面からX2面に至る方
向)に分極させる、分極処理を行う(第2工程)。尚、
この第2工程で分極処理を行う際には、圧電体の側面
(Y1,Y2面)に検出電極等が形成されていないの
で、Y1,Y2面に形成された電極の影響を受けること
なく圧電体を分極させることができ、圧電体の配向方向
を均一にすることができる。When the electrodes are formed on the front and back surfaces of the piezoelectric body in the first step as described above, this time, as shown in FIG.
The drive electrodes 12a and 12b, the monitor electrodes 14a and 14b, the provisional GND electrodes 16a and 16b, the polarization electrodes 18a and 18b formed on the X1 plane, and the provisional GND electrode 24 formed on the X2 plane as a common electrode for these electrodes. In the meantime, by applying a DC voltage (polarization voltage) for piezoelectric body polarization, the piezoelectric body between these electrodes is moved in a predetermined direction (in this embodiment, from the X1 plane to the X2 plane as indicated by an arrow in FIG. 1). Is performed (second step). still,
When the polarization process is performed in the second step, since the detection electrodes and the like are not formed on the side surfaces (Y1 and Y2 surfaces) of the piezoelectric body, the piezoelectric electrodes are not affected by the electrodes formed on the Y1 and Y2 surfaces. The body can be polarized, and the orientation direction of the piezoelectric body can be made uniform.
【0043】そして、第2工程で圧電体の分極処理がな
されると、今度は、図3(c)に示すように、圧電体の
各アーム部4,6のY1,Y2面に、検出電極22a,
22b、短絡用電極28a,28b、及び引出電極30
a,30bを夫々形成する(第3工程)。尚、この第3
工程で各アーム部4,6のY1,Y2面に電極を形成す
る際には、低温硬化型の導電性樹脂(例えば前述のポリ
マー型導電性ペースト)を、各電極の形状に合わせて、
各アーム部4,6のY1,Y2面に塗布(印刷)し、圧
電体のキュリー温度よりも充分低い所定温度(例えば、
150℃程度)で焼き付ける、といった手順で、各電極
を形成(低温焼付)する。When the polarization of the piezoelectric body is performed in the second step, as shown in FIG. 3C, the detection electrodes are applied to the Y1 and Y2 surfaces of the arms 4 and 6 of the piezoelectric body. 22a,
22b, short-circuit electrodes 28a and 28b, and extraction electrode 30
a and 30b are respectively formed (third step). In addition, this third
When the electrodes are formed on the Y1 and Y2 surfaces of the arm portions 4 and 6 in the process, a low-temperature-curable conductive resin (for example, the above-mentioned polymer-type conductive paste) is formed in accordance with the shape of each electrode.
It is applied (printed) on the Y1 and Y2 surfaces of the arm portions 4 and 6, and a predetermined temperature sufficiently lower than the Curie temperature of the piezoelectric body (for example,
Each electrode is formed (low temperature baking) by a procedure such as baking at about 150 ° C.).
【0044】次にこのように作製された振動子2は、連
結部8側端面を、断面がエの字状に形成されたサポータ
32の台座部32bに接着剤(例えばエポキシ系の接着
剤)で接合し、更にサポータ32の本体側を、スペーサ
34を介して、溶接又は接着等で板状のベース36の表
面に固定することにより、ベース36に対して、X2面
がベース36の表面と対向するように固定される。Next, in the vibrator 2 thus manufactured, the end face on the connecting portion 8 side is attached to the pedestal portion 32b of the supporter 32 having a cross section formed in an E-shape with an adhesive (for example, an epoxy-based adhesive). By fixing the main body side of the supporter 32 to the surface of the plate-like base 36 by welding or bonding via a spacer 34, the X2 plane is in contact with the surface of the base 36. It is fixed so as to face each other.
【0045】サポータ32は、スペーサ34を介してベ
ース36に固定される本体側に対し、振動吸収用の首部
32aを介して、振動子2を接合するための台座部32
bを形成したものであり、例えば、42Nのような金属
により、断面エの字状に一体形成されている。また、ベ
ース36は、振動子2を角速度センサの筐体或は角速度
の検出対象となる車体等に直接又は防振ゴムを介して固
定するためのものである。そして、ベース36には、振
動子2に形成された駆動電極12a,12b、モニタ電
極14a,14b、仮GND電極16a,16b、及び
パット電極20a,20bに対応した8個のターミナル
T1〜T8が立設されている。The supporter 32 has a pedestal portion 32 for joining the vibrator 2 to a main body fixed to a base 36 via a spacer 34 via a neck portion 32a for absorbing vibration.
b, and is integrally formed in a D-shaped cross section with a metal such as 42N, for example. Further, the base 36 is for fixing the vibrator 2 directly or via a vibration-proof rubber to a housing of the angular velocity sensor or a vehicle body or the like for which an angular velocity is to be detected. The base 36 has eight terminals T1 to T8 corresponding to the drive electrodes 12a and 12b, the monitor electrodes 14a and 14b, the temporary GND electrodes 16a and 16b, and the pad electrodes 20a and 20b formed on the vibrator 2. It is erected.
【0046】各ターミナルT1〜T8は、上記各電極と
図示しない検出回路との中継を行うためのものであり、
各電極とターミナルT1〜T8とは、夫々、ワイヤW1
〜W8を介して、ワイヤボンディングにより接続されて
いる。尚、ベース36と各ターミナルT1〜T8とは電
気的に絶縁されている。Each of the terminals T1 to T8 is for relaying between the above-mentioned electrodes and a detection circuit (not shown).
Each electrode and the terminals T1 to T8 are respectively connected to a wire W1.
Through W8 to be connected by wire bonding. Note that the base 36 and the terminals T1 to T8 are electrically insulated.
【0047】次に、本実施例の振動子2を用いて角速度
を検出する際には、ターミナルT5,T6を図示しない
信号線にて接地することにより、仮GND電極16a,
16b、分極用電極18a,18b、仮GND電極24
を、基準電位に接地する。そして、駆動電極12a,1
2bに接続されたターミナルT1,T2を介して、各駆
動電極12a,12bに、位相差180度の交流の駆動
信号を夫々入力する。Next, when detecting the angular velocity using the vibrator 2 of the present embodiment, the terminals T5 and T6 are grounded by a signal line (not shown), so that the provisional GND electrodes 16a,
16b, polarization electrodes 18a, 18b, temporary GND electrode 24
Is grounded to a reference potential. Then, the drive electrodes 12a, 1
An AC drive signal having a phase difference of 180 degrees is input to each of the drive electrodes 12a and 12b via terminals T1 and T2 connected to the drive electrode 2b.
【0048】尚、駆動信号は、基準電位を中心に正負に
変化する交流信号であり、その周波数は、左右アーム部
4,6の配列方向である駆動軸(図1に示すY軸)方向
への振動子2の共振周波数である。また、上記各電極を
基準電位に接地する際には、ターミナルT5,T6をア
ース(グランド)に直接接地するようにしてもよく、タ
ーミナルT5,T6に対して、例えば、2.5Vの一定
電位に保持されるようにバイアスをかけておいてもよ
い。即ち、基準電位は、直接にしろ、間接的にしろ、接
地された基準電位であればよい。The drive signal is an alternating signal that changes positively and negatively around a reference potential, and its frequency is shifted in the direction of the drive axis (Y axis shown in FIG. 1), which is the direction in which the left and right arms 4, 6 are arranged. Is the resonance frequency of the vibrator 2. When each of the electrodes is grounded to the reference potential, the terminals T5 and T6 may be directly grounded to the ground (ground). For example, a constant potential of 2.5 V may be applied to the terminals T5 and T6. The bias may be applied so that That is, the reference potential may be a grounded reference potential, either directly or indirectly.
【0049】そしてこのように駆動電極12a,12b
に交流駆動信号を入力すると、X1面上の駆動電極12
a,12bとX2面上の仮GND電極24との間に、夫
々、位相が反転した交流電圧が印加されることになり、
各アーム部4,6は、駆動軸(Y軸)方向に共振する。
また、この駆動時には、ターミナルT3,T4を介して
モニタ電極14a,14bからの出力(具体的には、モ
ニタ電極14a,14bと仮GND電極24との間に流
れる電流)をモニタし、各アーム部4,6のY軸方向へ
の振幅が温度が変わっても一定となるように、駆動信号
を制御する(自励制御発振)。The driving electrodes 12a, 12b
When an AC drive signal is input to the
a, 12b and the temporary GND electrode 24 on the X2 plane are applied with AC voltages having inverted phases, respectively.
The arms 4 and 6 resonate in the direction of the drive shaft (Y axis).
At the time of this driving, outputs from the monitor electrodes 14a and 14b (specifically, currents flowing between the monitor electrodes 14a and 14b and the temporary GND electrode 24) are monitored via the terminals T3 and T4. The drive signal is controlled so that the amplitude of the units 4 and 6 in the Y-axis direction becomes constant even when the temperature changes (self-excited control oscillation).
【0050】そして、このように振動子2を自励制御発
振させている際に、各アーム部4,6の中心位置にて各
アーム部4,6に略平行なZ軸を中心とするZ軸回りの
角速度Ωが入力されると、各アーム部4,6は、コリオ
リ力により、X1,X2面を貫くX軸方向(検出軸方
向)に振動する。そして、このX軸方向の振動成分は、
検出電極22a,22bと、仮GND電極24との間に
流れる電流に比例する。そこで、これら各電極間の電流
を、夫々、検出電極22a,22bに接続されたターミ
ナルT7,T8を介して取り込み、電流−電圧変換回路
にて電圧信号に変換し、更に、各電圧信号を差動増幅器
を介して差動増幅することにより、各アーム部4,6の
検知共振モードでの振動成分に対応した電圧信号を生成
し、これをZ軸周りの角速度を表す検出信号として出力
する。When the vibrator 2 is self-excited and oscillated in this manner, a Z-axis centered on the Z-axis substantially parallel to the arms 4, 6 at the center position of the arms 4, 6. When the angular velocity Ω around the axis is input, each of the arm portions 4 and 6 vibrates in the X-axis direction (detection axis direction) penetrating the X1 and X2 planes by Coriolis force. And the vibration component in the X-axis direction is
It is proportional to the current flowing between the detection electrodes 22a, 22b and the temporary GND electrode 24. Then, the current between these electrodes is taken in via terminals T7 and T8 connected to the detection electrodes 22a and 22b, respectively, converted into a voltage signal by a current-voltage conversion circuit, and further, each voltage signal is differentiated. By differentially amplifying through the dynamic amplifier, a voltage signal corresponding to the vibration component of each of the arms 4 and 6 in the detection resonance mode is generated, and this is output as a detection signal representing the angular velocity around the Z axis.
【0051】以上説明したように、本実施例では、音叉
形状の振動子2を作製するに当たって、まず振動子本体
である圧電体の表・裏面(X1,X2面)に電極を形成
し、その表・裏面の電極間に分極電圧を印加することに
より、圧電体を分極処理することから、圧電体を一定方
向(本実施例ではX1面からX2面方向)に均一に分極
させることができる。従って、本実施例によれば、分極
処理によって、圧電体に内部応力が残り、振動子の振動
特性がばらついて、角速度の検出精度が低下するとか、
或いは、圧電体の圧電特性の経時変化によって、角速度
の検出特性も経時的に変化し、信頼性が低下する、とい
った問題を防止できる。As described above, in this embodiment, in manufacturing the tuning-fork-shaped vibrator 2, first, electrodes are formed on the front and back surfaces (X1, X2 surfaces) of the piezoelectric body which is the vibrator main body. By applying a polarization voltage between the electrodes on the front and back surfaces, the piezoelectric body is polarized, so that the piezoelectric body can be uniformly polarized in a certain direction (in this embodiment, from the X1 plane to the X2 plane). Therefore, according to the present embodiment, the internal stress remains in the piezoelectric body due to the polarization process, the vibration characteristics of the vibrator vary, and the detection accuracy of the angular velocity decreases.
Alternatively, it is possible to prevent a problem that the detection characteristic of the angular velocity changes over time due to the change over time in the piezoelectric characteristics of the piezoelectric body, and the reliability is reduced.
【0052】また、第1工程で圧電体のX1面に電極を
形成する際には、駆動電極12a,12b、モニタ電極
14a,14b、及び分極用電極18a,18bに加え
て、分極用電極18a,18bとX2面の仮GND電極
24を基準電位に接地するための仮GND電極16a,
16b、分極用電極18a,18bと仮GND電極16
a,16bとを接続する仮短絡用電極26a,26b、
及び、Y1,Y2面の検出電極22a,22bから検出
信号を取り出すためのパット電極20a,20bも同時
に形成し、更に、分極処理後の第3工程で各アーム部
4,6のY1,Y2面に低温硬化型導電性樹脂にて電極
を形成する際には、検出電極22a,22bに加えて、
この検出電極22a,22bとX1面のパット電極20
a,20bとを接続する引出電極30a,30b、及
び、X2面の仮GND電極24とX1面の仮GND電極
16a,16bとを接続する短絡用電極28a,28b
を同時に形成する。When the electrodes are formed on the X1 plane of the piezoelectric body in the first step, in addition to the drive electrodes 12a and 12b, the monitor electrodes 14a and 14b, and the polarization electrodes 18a and 18b, the polarization electrode 18a is formed. , 18b and a temporary GND electrode 16a for grounding the temporary GND electrode 24 on the X2 plane to a reference potential.
16b, the polarization electrodes 18a and 18b and the provisional GND electrode 16
a, 16b for temporary short-circuiting connecting the electrodes a and 16b,
Also, pad electrodes 20a and 20b for extracting detection signals from the detection electrodes 22a and 22b on the Y1 and Y2 surfaces are formed at the same time, and further, in the third step after the polarization processing, the Y1 and Y2 surfaces of the arm portions 4 and 6 are formed. When an electrode is formed of a low-temperature curable conductive resin in addition to the detection electrodes 22a and 22b,
The detection electrodes 22a and 22b and the pad electrode 20 on the X1 plane
a and 20b, and short-circuit electrodes 28a and 28b connecting the temporary GND electrode 24 on the X2 plane and the temporary GND electrodes 16a and 16b on the X1 plane.
Are simultaneously formed.
【0053】この結果、本実施例によれば、角速度検出
のために振動子2に接続する信号線を、全て、振動子2
の表面(X1面)に形成した電極から引き出すことが可
能になる。また、特に本実施例では、信号線にワイヤボ
ンディング用のワイヤW1〜W8を使用し、X1面の各
電極と振動子2の周囲に配置したターミナルT1〜T8
との間を、ワイヤボンディングにより接続するようにし
ている。このため、本実施例の振動子2によれば、信号
線を、左右のアーム部4,6間で左右対称となるように
配置することができ、信号線を接続することによって各
アーム部4,6間で生じる振動のばらつきを抑制するこ
とができ、角速度の検出精度を向上できる。As a result, according to the present embodiment, all the signal lines connected to the vibrator 2 for detecting the angular velocity
From the electrode formed on the surface (X1 plane). Further, in this embodiment, in particular, wires W1 to W8 for wire bonding are used for signal lines, and terminals T1 to T8 arranged around each electrode on the X1 plane and the vibrator 2.
Are connected by wire bonding. For this reason, according to the vibrator 2 of the present embodiment, the signal lines can be arranged so as to be symmetrical between the left and right arms 4 and 6, and each arm 4 is connected by connecting the signal lines. , 6 can be suppressed, and the angular velocity detection accuracy can be improved.
【0054】また更に、第3工程で、分極処理後の圧電
体に対して、各アーム部4,6の側面(Y1,Y2面)
に電極を形成する際には、圧電体のキュリー温度よりも
充分低い温度で電極を形成可能な、低温硬化型の導電性
樹脂を使用し、導電性樹脂の低温焼付によって、各電極
を形成するようにしているので、分極処理後の電極形成
によって、圧電体の圧電特性が損なわれるのも防止でき
る。Further, in the third step, the side surfaces (Y1, Y2 surfaces) of the arm portions 4, 6 are applied to the piezoelectric body after the polarization process.
When forming the electrodes, each electrode is formed by using a low-temperature curing type conductive resin capable of forming the electrode at a temperature sufficiently lower than the Curie temperature of the piezoelectric body, and baking the conductive resin at a low temperature. With this configuration, it is possible to prevent the piezoelectric characteristics of the piezoelectric body from being impaired by the electrode formation after the polarization process.
【0055】尚、この分極処理後の電極形成には、低温
硬化型の導電性樹脂を用いる方法以外に、金属の蒸着法
を利用するようにしても、圧電体のキュリー温度よりも
充分低い温度で電極を形成することができる。以上、本
発明の一実施例について説明したが、本発明は、上記実
施例に限定されるものではなく、種々の態様を採ること
ができる。例えば、上記実施例では、信号線を全て振動
子2の表面から引き出せるように、各アーム部4,6の
表面にパット電極20a,20bを備え、且つ、各アー
ム部4,6の側面(Y1,Y2面)に引出電極30a,
30b及び短絡用電極28a,28bを備えた振動子を
形成する場合について説明したが、本発明方法は、例え
ば、図4(a)に示すように、これら各電極を備えてい
ない振動子を製造する場合であっても適用できる。The electrode formation after the polarization treatment may be performed by using a metal deposition method other than the method using a low-temperature-curable conductive resin, and the temperature may be sufficiently lower than the Curie temperature of the piezoelectric body. Can form an electrode. As mentioned above, although one Example of this invention was described, this invention is not limited to the said Example, You can employ | adopt various aspects. For example, in the above embodiment, the pad electrodes 20a, 20b are provided on the surfaces of the arm portions 4, 6 and the side surfaces (Y1 , Y2) on the extraction electrode 30a,
Although the case where the vibrator provided with the electrode 30b and the short-circuiting electrodes 28a and 28b is formed has been described, the method of the present invention, for example, as shown in FIG. It is applicable even if it does.
【0056】また、上記実施例では、振動子の表面(X
1面)で検出信号を取り出すために、各アーム部4,6
の先端部分にパット電極20a,20bを形成したが、
図4(b)に示すように、表面(X1面)からの検出信
号取出用のパット電極40a,40bは、X1面におい
て、分極用電極18a,18bよりも連結部8側の位置
(図では、分極用電極18a,18bと、モニタ電極1
4a,14b及び仮GND電極16a,16bとの間の
位置)に形成するようにしてもよい。In the above embodiment, the surface (X
In order to extract the detection signal on one side,
The pad electrodes 20a and 20b are formed at the tip of
As shown in FIG. 4B, the pad electrodes 40a and 40b for extracting the detection signal from the surface (X1 plane) are located on the X1 plane at a position closer to the connecting portion 8 than the polarization electrodes 18a and 18b (in the figure, , Polarization electrodes 18a and 18b, and monitor electrode 1
4a, 14b and the temporary GND electrodes 16a, 16b).
【0057】尚、この場合、上記実施例と同様に、X1
面の仮GND電極16a,16bに接続された信号線
(ワイヤW5,W6)を介して、X1面の分極用電極1
8a,18bとX2面の仮GND電極24とを基準電位
に接地できるようにするには、分極処理後の第3工程
で、各アーム部4,6の側面(Y1,Y2面)に、検出
電極22a,22a及び短絡用電極28a,28bを形
成する際、分極用電極18a,18bと仮GND電極2
4とを接続(短絡)する短絡用電極44a,44bも同
時に形成するようにすればよい。In this case, as in the above embodiment, X1
The X1 plane polarization electrode 1 is connected via signal lines (wires W5 and W6) connected to the plane temporary GND electrodes 16a and 16b.
In order that the 8a, 18b and the temporary GND electrode 24 on the X2 plane can be grounded to the reference potential, in the third step after the polarization processing, the side surfaces (Y1, Y2 plane) of the arms 4, 6 are detected. When forming the electrodes 22a, 22a and the short-circuit electrodes 28a, 28b, the polarizing electrodes 18a, 18b and the provisional GND electrode 2
The short-circuit electrodes 44a and 44b for connecting (short-circuiting) the electrodes 4 and 4 may be formed at the same time.
【0058】また上記実施例では、第1工程で振動子2
の表面(X1面)に形成される駆動電極12a,12b
は、連結部8から左右の連結部4,6にかけて形成され
るものとして説明したが、この駆動電極12a,12b
は、図5(a)に示す如く、連結部8では接続せず、左
右のアーム部4,6にのみ、各アーム部4,6の長手方
向に沿って形成するようにしても良く、或いは、図5
(b)に示す如く、連結部8側にのみ、連結部8の長手
方向(つまり左右方向)に沿って形成するようにしても
よい。In the above embodiment, the vibrator 2 is used in the first step.
Drive electrodes 12a, 12b formed on the surface (X1 plane) of
Has been described as being formed from the connecting portion 8 to the left and right connecting portions 4 and 6, but the drive electrodes 12a and 12b
5A, as shown in FIG. 5A, the connection may not be made at the connecting portion 8 and may be formed only on the left and right arms 4 and 6 along the longitudinal direction of each arm 4 and 6. , FIG.
As shown in (b), it may be formed only on the connecting portion 8 side along the longitudinal direction of the connecting portion 8 (that is, in the left-right direction).
【0059】尚、振動子2を構成する圧電体は、連結部
8にサポータ32が連結された形状に形成してもよい。
一方、上記実施例では、音叉形状の振動子2の製造方法
について説明したが、本発明の製造方法は、互いに略平
行に配置され一端が接続された一対のアーム部を有する
振動子であれば適用でき、本発明を適用可能な振動子の
形状は音叉形状に限定されるものではない。Incidentally, the piezoelectric body constituting the vibrator 2 may be formed in a shape in which the supporter 32 is connected to the connecting portion 8.
On the other hand, in the above-described embodiment, the method of manufacturing the tuning-fork-shaped vibrator 2 has been described. However, the manufacturing method of the present invention is not limited to a vibrator having a pair of arm portions which are arranged substantially parallel to each other and one ends of which are connected. The shape of the vibrator to which the present invention can be applied is not limited to the tuning fork shape.
【0060】つまり、連結部と一対のアーム部にて形成
される音叉を利用して角速度を検出する角速度センサと
しては、図6及び図7に示すように、音叉を構成する2
本のアーム部を二組備え、これら各アーム部103,1
04,105,106を略平行に配置して、その一端を
共通の連結部102にて連結することにより、櫛形に形
成した振動子100を用いるもの、或いは、図8に示す
ように、音叉を構成する2本のアーム部を二組備え、こ
れら各組のアーム部203,204及び205,206
を、夫々、連結部202の両側に配置して連結すること
により、H字形に形成した振動子200を用いるものも
考えられる。That is, as an angular velocity sensor for detecting an angular velocity using a tuning fork formed by a connecting portion and a pair of arms, as shown in FIGS.
Two arm units, each of these arm units 103, 1
04, 105, and 106 are arranged substantially in parallel, and one end thereof is connected by a common connection portion 102, thereby using a vibrator 100 formed in a comb shape, or as shown in FIG. Two sets of two arm portions are provided, and the arm portions 203, 204 and 205, 206 of each set are provided.
Are arranged on both sides of the connecting portion 202 and connected to each other, thereby using the vibrator 200 formed in an H shape.
【0061】そして、これらの角速度センサにおいて
も、振動子100,200を上記実施例と同様の手順で
製造するようにすれば、角速度の検出精度を向上でき
る。以下、図6〜図8に示した振動子100,200の
構成及びその製造方法について簡単に説明する。In these angular velocity sensors as well, if the vibrators 100 and 200 are manufactured in the same procedure as in the above embodiment, the angular velocity detection accuracy can be improved. Hereinafter, the configurations of the vibrators 100 and 200 shown in FIGS. 6 to 8 and a manufacturing method thereof will be briefly described.
【0062】図6及び図7に示した角速度センサの振動
子100は、アーム部103,104及び105,10
6の間隔が異なる二組の音叉を組み合わせた所謂4脚音
叉であり、アーム部105,106の間隔が広い一方の
音叉の間に、アーム部103,104の間隔が狭い音叉
を配置して、各音叉の連結部を連結した形状(櫛形形
状)をしている。そして、この振動子100の連結部1
02には、図1に示した振動子2と同様、断面がエの字
状に形成されることにより中央にトーションビーム10
8を有するサポータ107が接着材等を用いて接合さ
れ、更に、サポータ107は、各アーム部103〜10
6を、ベース111から一定距離だけ離れた位置に略平
行に配置にするために、スペーサ110を介して、ベー
ス111上に溶接等で固定されている。The vibrator 100 of the angular velocity sensor shown in FIGS. 6 and 7 has arms 103, 104 and 105, 10
6 is a so-called four-leg tuning fork in which two sets of tuning forks having different intervals are combined. A tuning fork with a narrow interval between the arms 103 and 104 is arranged between one tuning fork with a wide interval between the arms 105 and 106. It has a shape (comb shape) in which the connecting portions of the tuning forks are connected. The connecting portion 1 of the vibrator 100
02 has a torsion beam 10 at the center as in the vibrator 2 shown in FIG.
8 are joined using an adhesive or the like, and the supporter 107 further includes
6 is fixed on the base 111 via a spacer 110 by welding or the like so as to be arranged substantially parallel to a position separated from the base 111 by a certain distance.
【0063】尚、図6は、櫛形の振動子100を備えた
角速度センサ全体の構成を表わす斜視図であり、図2は
その振動子100を前後(X1面,X2面)・左右(Y
1面,Y2面)から見た状態を表す説明図である。振動
子100は、例えば、PZTをダイシング等で機械加工
することにより櫛形に形成されている。そして、この振
動子100を構成する4本のアーム部103〜106の
内、中央の音叉部を構成する一対のアーム部103,1
04には、振動子100を各アーム部103〜106の
配列方向(Y軸方向)に振動させるための電極が形成さ
れ、外側の音叉部を構成する一対のアーム部105,1
06には、振動子100に加わった各アーム部103〜
106の中心軸に略平行なZ軸周りの角速度Ωを検出す
るための電極が形成されている。FIG. 6 is a perspective view showing the entire structure of the angular velocity sensor provided with the comb-shaped vibrator 100. FIG. 2 shows the vibrator 100 in front and rear (X1 and X2 planes) and left and right (Y
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a state viewed from one surface (Y2 surface). The vibrator 100 is formed in a comb shape by, for example, machining PZT by dicing or the like. Then, of the four arm portions 103 to 106 constituting the vibrator 100, a pair of arm portions 103 and 1 constituting a central tuning fork portion are provided.
An electrode for vibrating the vibrator 100 in the arrangement direction (Y-axis direction) of each of the arm portions 103 to 106 is formed on the 04, and a pair of arm portions 105 and 1 constituting an outer tuning fork portion are formed.
06, each of the arms 103 to 103 added to the vibrator 100
An electrode is formed for detecting an angular velocity Ω around a Z-axis substantially parallel to the central axis of 106.
【0064】即ち、図7に示すように、アーム部10
3,104には、そのX1面(ベース111とは反対側
の表面)に、駆動電極112とモニタ電極113とが夫
々形成され、X2面(ベース111との対向面である裏
面)には、基準電位に接地するための仮GND電極12
0が形成されている。そして、各アーム部103,10
4に形成された駆動電極112及びモニタ電極113
は、夫々、連結部102のX1面で互いに接続され、各
アーム部103,104のX2面に形成された仮GND
電極120は、連結部102のX2面で互いに接続され
ている。That is, as shown in FIG.
The drive electrodes 112 and the monitor electrodes 113 are respectively formed on the X1 surface (the surface opposite to the base 111) of the X-rays 3 and 104, and the X2 surface (the back surface facing the base 111) is formed on the X3 surface. Temporary GND electrode 12 for grounding to a reference potential
0 is formed. And each of the arm portions 103, 10
4 drive electrode 112 and monitor electrode 113
Are connected to each other on the X1 plane of the connecting part 102, and are formed on the X2 plane of the arm parts 103 and 104, respectively.
The electrodes 120 are connected to each other on the X2 plane of the connection part 102.
【0065】一方、アーム部105のX1面には、検出
電極114が形成され、X2面には、検出電極122が
形成され、振動子100の外側側面となるY1面には、
仮GND電極125が形成されると共に、X1,X2面
の検出電極114,122を互いに接続(短絡)する短
絡用電極129が形成されている。また、アーム部10
6のX1面には、仮GND電極115が形成され、X2
面には、仮GND電極121が形成され、振動子100
の外側側面となるY2面には、検出電極124が形成さ
れると共に、X1,X2面の仮GND電極115,12
1を互いに接続(短絡)する短絡用電極128が接続さ
れている。On the other hand, the detection electrode 114 is formed on the X1 plane of the arm 105, the detection electrode 122 is formed on the X2 plane, and the Y1 plane which is the outer side surface of the vibrator 100 is formed on the X1 plane.
A temporary GND electrode 125 is formed, and a short-circuit electrode 129 that connects (short-circuits) the detection electrodes 114 and 122 on the X1 and X2 planes is formed. The arm 10
6, a temporary GND electrode 115 is formed on the X1 plane,
A temporary GND electrode 121 is formed on the surface, and the vibrator 100
The detection electrode 124 is formed on the Y2 surface, which is the outer side surface of the X-ray, and the provisional GND electrodes 115 and 12 on the X1 and X2 surfaces.
1 are connected to each other (short-circuit).
【0066】次に、連結部102のX1面には、検出信
号取出用のパット電極116が形成されており、このパ
ット電極116には、引出電極118を介して、アーム
部105のX1面に形成された検出電極114に接続さ
れると共に、引出電極126を介して、アーム部106
のY2面に形成された検出電極124に接続されてい
る。また、連結部102のX1面には、仮GND電極接
地用のパット電極117も形成されており、このパット
電極117には、引出電極119を介して、アーム部1
06のX1面に形成された仮GND電極115が接続さ
れている。そして、この仮GND電極115に接続され
たアーム部106の仮GND電極121には、連結部1
02のX2面に形成された引出電極123及びアーム部
105のY1面に形成された引出電極127を介して、
アーム部105のY1面に形成された仮GND電極12
5及びアーム部103,104のX2面に形成された仮
GND電極120が夫々接続されている。Next, a pad electrode 116 for extracting a detection signal is formed on the X1 surface of the connecting portion 102. The pad electrode 116 is connected to the X1 surface of the arm portion 105 via an extraction electrode 118. The arm portion 106 is connected to the formed detection electrode 114 and is connected to the arm portion 106 via the extraction electrode 126.
Is connected to the detection electrode 124 formed on the Y2 plane. A pad electrode 117 for grounding a temporary GND electrode is also formed on the X1 plane of the connecting portion 102. The pad electrode 117 is connected to the arm portion 1 via an extraction electrode 119.
The temporary GND electrode 115 formed on the X1 plane of No. 06 is connected. The temporary GND electrode 121 of the arm 106 connected to the temporary GND electrode 115 is connected to the connecting portion 1.
02 through the extraction electrode 123 formed on the X2 plane and the extraction electrode 127 formed on the Y1 plane of the arm 105.
Temporary GND electrode 12 formed on Y1 surface of arm 105
5 and the provisional GND electrodes 120 formed on the X2 plane of the arm portions 103 and 104 are connected to each other.
【0067】そして、図6に示すように、ベース111
には、連結部102のX1面に形成された駆動電極11
2、モニタ電極113、パット電極116、及びパット
電極117に対応した4個のターミナルT31〜T34
が立設されており、これら各電極と各ターミナルT31
〜T34とは、夫々、夫々、ワイヤW31〜W34をボ
ンディングすることにより接続される。Then, as shown in FIG.
The drive electrode 11 formed on the X1 plane of the connecting portion 102
2. Four terminals T31 to T34 corresponding to the monitor electrode 113, the pad electrode 116, and the pad electrode 117.
And each of these electrodes and each terminal T31
To T34 are respectively connected by bonding the wires W31 to W34.
【0068】このように構成された角速度センサを用い
て、角速度を検出する際には、駆動用のアーム部10
3,104に形成された駆動電極112と仮GND電極
120との間に駆動信号(交流電圧)を印加することに
より、これらアーム部103,104にて構成される内
側の音叉部を左右の駆動軸方向(図に示すY軸方向)に
共振させると共に、モニタ電極113からの出力が一定
になるように、図示しない制御回路を用いて駆動信号を
制御することにより、振動子100の内側の音叉部を自
励発振させる。そして、このように振動子100を自励
制御発振させているときに、振動子100の長手方向の
中心軸(Z軸)を中心とする角速度Ωが入力されると、
上記各アーム部103,104は、コリオリ力によっ
て、X1,X2面を貫くX軸方向(検出軸方向)にも振
動する。すると、外側の音叉部を構成する各アーム部1
05,106もX軸方向に振動し、検出電極114,1
22と仮GND電極125との間、及び、検出電極12
4と仮GND電極115,121との間には、X軸方向
の振動に比例した電流が流れることから、これら各電極
間の電流を電圧値に変換することにより、Z軸回りの角
速度Ωを検出する。When detecting the angular velocity using the angular velocity sensor having the above configuration, the driving arm 10
By applying a drive signal (AC voltage) between the drive electrode 112 formed on the third and fourth electrodes 104 and the provisional GND electrode 120, the inner tuning fork formed by the arms 103 and 104 is driven left and right. By controlling the drive signal using a control circuit (not shown) so as to resonate in the axial direction (Y-axis direction shown in the drawing) and to keep the output from the monitor electrode 113 constant, the tuning fork inside the vibrator 100 is formed. The part is self-oscillated. When the vibrator 100 is self-excited and oscillated in this manner, when an angular velocity Ω about the longitudinal central axis (Z axis) of the vibrator 100 is input,
The arms 103 and 104 also vibrate in the X-axis direction (detection axis direction) penetrating the X1 and X2 planes by Coriolis force. Then, each arm part 1 constituting the outer tuning fork part
05, 106 also vibrate in the X-axis direction, and the detection electrodes 114, 1
22 and the provisional GND electrode 125 and the detection electrode 12
4 and the temporary GND electrodes 115 and 121, a current proportional to the vibration in the X-axis direction flows. By converting the current between these electrodes into a voltage value, the angular velocity Ω around the Z-axis is changed. To detect.
【0069】そして、このような櫛形形状の振動子10
0においても、音叉形状の振動子2と同様の手順、即
ち、振動子100を構成する圧電体の表・裏面(X1,
X2面)に上記各電極を形成し(第1工程)、次に、こ
の表・裏面の電極間に圧電体分極用の直流電圧(分極電
圧)を印加して、圧電体を所定方向(例えばX1面から
X2面に至る方向)に分極させ(第2工程)、その後、
圧電体の側面(Y1,Y2面)に上記各電極を形成する
(第3工程)、といった手順で製造することができ、上
記実施例と同様の効果を得ることができる。Then, such a comb-shaped vibrator 10
0, the same procedure as that of the tuning fork-shaped vibrator 2, that is, the front and back surfaces (X1,
X1), the above electrodes are formed (first step), and a DC voltage (polarization voltage) for polarizing the piezoelectric body is applied between the front and rear electrodes to move the piezoelectric body in a predetermined direction (for example, (The direction from the X1 plane to the X2 plane) (second step).
The above-mentioned electrodes can be formed on the side surfaces (Y1, Y2 surfaces) of the piezoelectric body (third step), and the same effect as in the above embodiment can be obtained.
【0070】次に図8に示した角速度センサの振動子2
00は、同一形状の音叉を、各音叉のアーム部203,
204及び205,206が互いに逆方向を向くよう
に、各音叉の連結部202にて連結したH字形形状をし
ている。この振動子200は、PZTをダイシング等で
機械加工することによりH字形に形成されており、一方
の音叉部を構成する一対のアーム部203,204に
は、振動子200をアーム部203,204の配置方向
(Y軸方向)に振動させるための電極が形成され、他方
の音叉部を構成する一対のアーム部205,206に
は、振動子200に加わった各アーム部203〜206
の中心軸に略平行なz軸周りの角速度を検出するための
電極が形成されている。Next, the vibrator 2 of the angular velocity sensor shown in FIG.
00 designates a tuning fork having the same shape as the arm 203 of each tuning fork.
Each tuning fork has an H-shape connected at a connecting portion 202 such that the 204, 205, and 206 face in opposite directions. The vibrator 200 is formed in an H-shape by machining PZT by dicing or the like, and the vibrator 200 is attached to the pair of arms 203 and 204 forming one tuning fork. An electrode for vibrating in the arrangement direction (Y-axis direction) is formed, and a pair of arms 205 and 206 constituting the other tuning fork are provided with the arms 203 to 206 applied to the vibrator 200.
An electrode for detecting an angular velocity about a z-axis substantially parallel to the central axis is formed.
【0071】即ち、アーム部203,204のX1面
(振動子200においてH字形を呈する一方の面)に
は、駆動電極207及びモニタ電極208が形成されて
いる。そして各アーム部203,204の駆動電極20
7及びモニタ電極208は、夫々、連結部202で連結
されている。また、アーム部205,206のX1面に
は、夫々、仮GND電極210,211が形成され、Y
1,Y2面(各アーム部205,206における振動子
200の外側側面)には、夫々、検出電極212,21
3が形成されている。That is, the drive electrode 207 and the monitor electrode 208 are formed on the X1 surface (one surface of the vibrator 200 having an H shape) of the arm portions 203 and 204. Then, the drive electrode 20 of each arm 203, 204
7 and the monitor electrode 208 are connected to each other at the connection portion 202. Further, temporary GND electrodes 210 and 211 are formed on the X1 surface of the arm portions 205 and 206, respectively.
The detection electrodes 212 and 21 are provided on the Y1 and Y2 planes (outer side surfaces of the vibrator 200 in the respective arm portions 205 and 206).
3 are formed.
【0072】また、振動子200のX2面(振動子20
0においてH字形を呈する一方の面)には、アーム部2
03,204から連結部202を通ってアーム部20
5,206に至る略全域に仮GND電極209が形成さ
れており、アーム部205,206のX1面に形成され
た仮GND電極210,211は、各アーム部205,
206のY1面及びY2面に形成された短絡用電極21
8,219を介して、X1面の仮GND電極209に接
続されている。また、連結部202のX1面には、検出
信号取出用のパット電極214,215が形成され、各
アーム部205,206のY1,Y2面に形成された検
出電極212,213は、引出電極216,217を介
して、各パット電極214,215に夫々接続されてい
る。The X2 plane of the vibrator 200 (vibrator 20
0), an arm 2
03 and 204 through the connecting portion 202 and the arm portion 20
Temporary GND electrodes 209 are formed over substantially the entire area extending to the arm portions 205 and 206. The temporary GND electrodes 210 and 211 formed on the X1 plane of the arm portions 205 and 206
Short-circuit electrodes 21 formed on the Y1 and Y2 planes 206
8, 219 are connected to the temporary GND electrode 209 on the X1 plane. Further, pad electrodes 214 and 215 for extracting a detection signal are formed on the X1 surface of the connection portion 202, and the detection electrodes 212 and 213 formed on the Y1 and Y2 surfaces of the arm portions 205 and 206 are connected to the extraction electrode 216. , 217 are connected to the pad electrodes 214, 215, respectively.
【0073】このように構成された振動子200を用い
て角速度を検出する際には、例えば、連結部202のX
2面をサポータを介してベース上に固定すると同時に、
X2面の仮GND電極209を基準電位に接地する。そ
して、アーム部203,204に形成された駆動電極2
07と仮GND電極209との間に駆動信号(交流電
圧)を印加することにより、これらアーム部103,1
04にて構成される音叉部を左右の駆動軸方向(図に示
すY軸方向)に共振させると共に、モニタ電極208か
らの出力が一定になるように、図示しない制御回路を用
いて駆動信号を制御することにより、振動子200の内
側の音叉部を自励発振させる。When detecting the angular velocity using the vibrator 200 having the above-described configuration, for example, the X
At the same time as fixing the two surfaces on the base via the supporter,
The temporary GND electrode 209 on the X2 plane is grounded to the reference potential. Then, the drive electrodes 2 formed on the arm portions 203 and 204 are formed.
07 and the provisional GND electrode 209, a drive signal (AC voltage) is applied between these arm portions 103, 1
The drive signal is generated by using a control circuit (not shown) so that the tuning fork formed by the drive circuit 04 resonates in the left and right drive axis directions (Y axis direction shown in the figure) and the output from the monitor electrode 208 becomes constant. By performing the control, the tuning fork inside the vibrator 200 is caused to self-oscillate.
【0074】また、このように振動子200を自励制御
発振させているときに、Z軸周りの角速度Ωが入力され
ると、各アーム部203,204は、コリオリ力によっ
て、X1,X2面を貫くX軸方向(図示せず)にも振動
する。すると、他方の音叉部を構成する各アーム部20
5,206もX軸方向に振動するため、検出電極212
と仮GND電極209,210との間、及び、検出電極
213と仮GND電極209,211との間には、X軸
方向の振動に比例した電流が流れる。そこで、この電流
をパット電極214,215を介して取り出し、電圧値
に変換することにより、Z軸回りの角速度Ωを検出す
る。When an angular velocity Ω around the Z-axis is input during the self-excited control oscillation of the vibrator 200, the arms 203 and 204 are moved by the Coriolis force to the X1 and X2 planes. Vibrates also in the X-axis direction (not shown) penetrating through. Then, each of the arm units 20 constituting the other tuning fork unit
5 and 206 also vibrate in the X-axis direction.
A current proportional to the vibration in the X-axis direction flows between the temporary GND electrodes 209 and 210 and between the detection electrode 213 and the temporary GND electrodes 209 and 211. Then, this current is taken out through the pad electrodes 214 and 215 and converted into a voltage value, thereby detecting the angular velocity Ω around the Z axis.
【0075】そして、このようなH字形状の振動子20
0においても、音叉形状或いは櫛形形状の振動子2,1
00と同様の手順で製造することができ、上記実施例と
同様の効果を得ることができる。尚、本発明において、
同一のアーム部に形成される駆動電極と検出電極とは、
アーム部において直交な面でなくても、略直交な関係の
面に設けられればよい。即ち、アーム部の駆動軸方向に
対して垂直方向に加わる角速度を検出電極にて検出でき
る位置に、駆動電極と検出電極が配置されればよい。The H-shaped vibrator 20
0, the tuning fork-shaped or comb-shaped vibrators 2, 1
It can be manufactured by the same procedure as that of the embodiment 00, and the same effect as the above embodiment can be obtained. In the present invention,
The drive electrode and the detection electrode formed on the same arm portion are:
The arm may be provided on a surface having a substantially orthogonal relationship, instead of the orthogonal surface. That is, the drive electrode and the detection electrode may be arranged at positions where the detection electrode can detect the angular velocity applied in the direction perpendicular to the drive axis direction of the arm.
【0076】そのため、各々のアーム部の表・裏面は、
必ずしも各アーム部の配列方向に平行である必要もな
く、略平行であればよい。Therefore, the front and back surfaces of each arm are
It is not always necessary to be parallel to the arrangement direction of the arms, but it is sufficient if they are substantially parallel.
【図1】 実施例の角速度センサの構成を表す斜視図で
ある。FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration of an angular velocity sensor according to an embodiment.
【図2】 図1に示した振動子に形成された電極を表す
説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing electrodes formed on the vibrator shown in FIG.
【図3】 図1に示した振動子の製造方法を説明する説
明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a method for manufacturing the vibrator shown in FIG.
【図4】 図1に示した振動子に対して、検出電極に接
続されるパット電極を削除・変更した振動子の構成例を
説明する説明図である。4 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a vibrator in which a pad electrode connected to a detection electrode is deleted or changed from the vibrator illustrated in FIG. 1;
【図5】 図1に示した振動子に対して駆動電極の形状
を変えた振動子の構成例を説明する説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a vibrator in which the shape of a drive electrode is changed from the vibrator shown in FIG. 1;
【図6】 二組の音叉部を有する櫛形形状の振動子を備
えた角速度センサの構成を表す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an angular velocity sensor including a comb-shaped vibrator having two sets of tuning forks.
【図7】 図7に示した櫛形形状の振動子に形成された
電極を表す説明図である。FIG. 7 is an explanatory view showing electrodes formed on the comb-shaped vibrator shown in FIG.
【図8】 二組の音叉部を有するH字形形状の振動子の
構成を説明する説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an H-shaped vibrator having two sets of tuning forks.
2,100,200…振動子、4,6,103〜10
6,203〜206…アーム部、8,102,202…
連結部、12a,12b,112,207…駆動電極、
14a,14b,113,208…モニタ電極、16
a,16b…仮GND電極(接地用電極)、18a,1
8b…分極用電極、20a,20b,116,117,
214,215…パット電極、22a,22b,11
4,122,124,212,213…検出電極、2
4,115,120,121,125,209,21
0,211…仮GND電極(共通電極)、26a,26
b,28a,28b,128,129,218,219
…短絡用電極 30a,30b,118,119,1
23,126,127,216,217…引出電極、3
2,107…サポータ 34,110…スペーサ、3
6,111…ベース、T1〜T8,T31〜T34…タ
ーミナル,W1〜W8,W31〜W34…ワイヤ。2,100,200 ... vibrator, 4,6,103-10
6, 203-206 ... arm part, 8, 102, 202 ...
Connecting parts, 12a, 12b, 112, 207 ... drive electrodes,
14a, 14b, 113, 208 ... monitor electrode, 16
a, 16b: temporary GND electrode (electrode for grounding), 18a, 1
8b ... polarizing electrodes, 20a, 20b, 116, 117,
214, 215: pad electrode, 22a, 22b, 11
4, 122, 124, 212, 213 ... detection electrode, 2
4,115,120,121,125,209,21
0,211... Temporary GND electrode (common electrode), 26a, 26
b, 28a, 28b, 128, 129, 218, 219
... Electrode for short circuit 30a, 30b, 118, 119, 1
23, 126, 127, 216, 217 ... extraction electrode, 3
2,107 ... Supporter 34,110 ... Spacer, 3
6,111: Base, T1 to T8, T31 to T34: Terminal, W1 to W8, W31 to W34: Wire.
Claims (15)
対のアーム部と各アーム部を連結する連結部とにより形
成された圧電体からなり、前記アーム部の配列方向に略
平行な表・裏面、及び、該表・裏面に略直交する側面
に、少なくとも、外部から交流電圧を受けて前記各アー
ム部を各アーム部の配列方向である駆動軸方向に励振す
る駆動電極、及び、各アーム部において前記駆動軸とは
直交する検出軸方向に生じる振動を検出する検出電極、
を含む角速度検出用の電極が形成された角速度検出用振
動子の製造方法であって、 前記圧電体の表・裏面に、該表・裏面に配置すべき角速
度検出用の電極を形成する第1工程と、 該第1行程で前記圧電体の表・裏面に形成された電極間
に、分極用の電圧を印加して、前記圧電体を前記表・裏
面に略直交する方向に分極処理する第2工程と、 該分極処理後の圧電体の前記側面に、該側面に配置すべ
き角速度検出用の電極を形成する第3工程と、 からなることを特徴とする角速度検出用振動子の製造方
法。1. A piezoelectric body formed by at least a pair of arms arranged substantially parallel to each other and a connecting part connecting the arms, and a front and back surface substantially parallel to an arrangement direction of the arms. And a drive electrode that receives an AC voltage from the outside and excites each arm in a drive axis direction that is an arrangement direction of each arm, and at least a side surface that is substantially perpendicular to the front and back surfaces, A detection electrode for detecting vibration generated in a detection axis direction orthogonal to the drive shaft;
A method for manufacturing an angular velocity detecting vibrator in which an angular velocity detecting electrode is formed, comprising: forming an angular velocity detecting electrode to be disposed on the front and back surfaces of the piezoelectric body; A step of applying a voltage for polarization between the electrodes formed on the front and back surfaces of the piezoelectric body in the first step to polarize the piezoelectric body in a direction substantially orthogonal to the front and back surfaces. A method for manufacturing an angular velocity detecting vibrator, comprising: two steps; and a third step of forming an angular velocity detecting electrode to be disposed on the side face on the side face of the piezoelectric body after the polarization processing. .
ム部の一端を連結する連結部とにより音叉形状に形成さ
れており、 前記第1工程では、前記圧電体の表面に前記駆動電極及
び分極用電極を、裏面に共通電極を、夫々形成し、 前記第2工程では、前記圧電体裏面の共通電極と、前記
圧電体表面の各電極との間に、夫々分極用電圧を印加し
て、前記圧電体を分極処理し、 前記第3工程では、該分極処理後の圧電体の各アーム部
の側面で且つ前記分極用電極との対応位置に、前記検出
電極を形成することを特徴とする請求項1に記載の角速
度検出用振動子の製造方法。2. The piezoelectric body is formed in a tuning fork shape by a pair of arms and a connecting part connecting one end of each arm. In the first step, the drive electrode is formed on a surface of the piezoelectric body. And a polarizing electrode, and a common electrode on the back surface, respectively. In the second step, a polarizing voltage is applied between the common electrode on the piezoelectric back surface and each electrode on the piezoelectric body surface. The piezoelectric body is polarized, and in the third step, the detection electrode is formed on a side surface of each arm of the piezoelectric body after the polarization processing and at a position corresponding to the polarization electrode. The method of manufacturing an angular velocity detecting vibrator according to claim 1.
面に、前記各アーム部の前記駆動軸方向の振動状態をモ
ニタするモニタ電極を形成し、 前記第2工程では、該モニタ電極と前記共通電極との間
にも分極用電圧を印加して、該電極間の圧電体を分極処
理することを特徴とする請求項2に記載の角速度検出用
振動子の製造方法。3. In the first step, a monitor electrode for monitoring a vibration state of each of the arm sections in the drive axis direction is formed on a surface of each of the arm sections. 3. The method according to claim 2, wherein a polarization voltage is applied between the common electrode and the common electrode to polarize the piezoelectric body between the electrodes.
面に検出信号取出用のパット電極を形成し、 前記第3工程では、前記各アーム部の側面に、前記検出
電極と前記パット電極とを接続する引出電極を形成する
ことを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の角速度
検出用振動子の製造方法。4. In the first step, a pad electrode for extracting a detection signal is formed on a surface of each of the arm portions. In the third step, the detection electrode and the pad electrode are provided on a side surface of each of the arm portions. 4. The method of manufacturing an angular velocity detecting vibrator according to claim 2, wherein an extraction electrode is formed to connect the vibrator to the angular velocity detecting device. 5.
面で且つ前記分極用電極よりもアーム部の先端側に、前
記パット電極を形成することを特徴とする請求項4に記
載の角速度検出用振動子の製造方法。5. The angular velocity according to claim 4, wherein, in the first step, the pad electrode is formed on a surface of each of the arm portions and on a tip end side of the arm portion with respect to the polarization electrode. Manufacturing method of the transducer for detection.
面で且つ前記分極用電極よりも前記連結部側に、前記パ
ット電極を形成することを特徴とする請求項4に記載の
角速度検出用振動子の製造方法。6. The angular velocity detection according to claim 4, wherein, in the first step, the pad electrode is formed on a surface of each of the arm portions and on a side closer to the connecting portion than the polarization electrode. Manufacturing method of the oscillator.
面に、前記共通電極を基準電位に接地するための接地用
電極を形成し、 前記第3工程では、前記各アーム部の側面に、前記共通
電極と前記接地用電極とを接続する短絡用電極を形成す
ることを特徴とする請求項1〜請求項6いずれか記載の
角速度検出用振動子の製造方法。7. In the first step, a grounding electrode for grounding the common electrode to a reference potential is formed on a surface of each of the arm portions, and in the third step, a ground electrode is provided on a side surface of each of the arm portions. 7. The method of manufacturing an angular velocity detecting vibrator according to claim 1, further comprising forming a short-circuit electrode connecting the common electrode and the ground electrode.
た4本のアーム部を前記連結部にて連結した櫛形に形成
されており、 前記第1工程では、表面に、駆動電極と、検出電極及び
共通電極の少なくとも一方とを、夫々形成すると共に、
裏面に、共通電極及び検出電極の少なくとも一方を形成
し、 前記第2工程では、前記第1工程で形成された圧電体表
・裏面の各電極間に夫々分極用電圧を印加して、前記圧
電体を分極処理し、 前記第3工程では、側面に共通電極及び検出電極の少な
くとも一方を形成し、 更に、前記第1工程及び第3工程では、前記圧電体の表
・裏面及び側面に夫々前記各電極を形成すると同時に、
前記共通電極同士及び検出電極同士を夫々接続する接続
用電極を形成することを特徴とする角速度検出用振動子
の製造方法。8. The piezoelectric body is formed in a comb shape in which four arm portions arranged substantially in parallel with each other are connected by the connecting portion. In the first step, a driving electrode and Forming at least one of the detection electrode and the common electrode, respectively,
At least one of a common electrode and a detection electrode is formed on the back surface. In the second step, a voltage for polarization is applied between each electrode on the front and back surfaces of the piezoelectric body formed in the first step, and In the third step, at least one of a common electrode and a detection electrode is formed on a side surface, and in the first step and the third step, the front, back, and side surfaces of the piezoelectric body are respectively formed. At the same time as forming each electrode,
A method for manufacturing a transducer for detecting angular velocity, comprising forming connection electrodes for connecting the common electrodes and the detection electrodes, respectively.
に、前記共通電極同士及び検出電極同士を夫々接続する
各接続用電極に接続された共通電極接地用及び検出信号
取出用のパット電極を形成することを特徴とする請求項
8に記載の角速度検出用振動子の製造方法。9. In the first step, a pad electrode for grounding a common electrode and extracting a detection signal, which is connected to each connection electrode for connecting the common electrode and the detection electrode to each other, on the surface of the piezoelectric body. The method for manufacturing an angular velocity detecting vibrator according to claim 8, wherein:
れた一対のアーム部を二組有し、該各組のアーム部を前
記連結部にて連結したH字形状に形成されており、 前記第1工程では、二組のアーム部の内、一方の組のア
ーム部の表面に前記駆動電極を、他方の組のアーム部の
表面に共通電極を、夫々形成すると共に、前記圧電体の
裏面で且つ前記連結部から前記各アーム部表面の駆動電
極及び共通電極との対応位置までの領域に共通電極を形
成し、 前記第2工程では、前記圧電体裏面の共通電極と、前記
圧電体表面の各電極との間に、夫々分極用電圧を印加し
て、前記圧電体を分極処理し、 前記第3工程では、前記圧電体の側面に、前記表・裏面
に夫々形成された共通電極同士を接続する短絡用電極を
形成すると共に、前記共通電極が表・裏面に形成された
一対のアーム部の側面に、前記検出電極を形成すること
を特徴とする請求項1に記載の角速度検出用振動子の製
造方法。10. The piezoelectric body has two sets of a pair of arms arranged substantially parallel to each other, and is formed in an H-shape in which the arms of each set are connected by the connecting part. In the first step, the drive electrode is formed on the surface of one arm of the two sets of arm portions, and the common electrode is formed on the surface of the other set of arm portions. Forming a common electrode on the back surface and in a region from the connecting portion to a position corresponding to the drive electrode and the common electrode on the surface of each of the arm portions; and in the second step, the common electrode on the back surface of the piezoelectric body and the piezoelectric body A polarization voltage is applied between each of the electrodes on the front surface to polarize the piezoelectric body. In the third step, common electrodes formed on the side surface of the piezoelectric body and on the front and back surfaces, respectively. A short-circuit electrode for connecting them is formed, and the common electrode is The method according to claim 1, wherein the detection electrode is formed on a side surface of the pair of arm portions formed on the surface.
に、検出信号取出用のパット電極を形成し、 前記第3工程では、前記圧電体の側面に、前記検出電極
と前記パット電極とを接続する引出電極を形成すること
を特徴とする請求項10に記載の角速度検出用振動子の
製造方法。11. In the first step, a pad electrode for extracting a detection signal is formed on a surface of the piezoelectric body, and in the third step, the detection electrode and the pad electrode are formed on a side surface of the piezoelectric body. The method for manufacturing an angular velocity detecting vibrator according to claim 10, wherein an extraction electrode for connecting the electrodes is formed.
成される組の各アーム部の表面に、前記駆動軸方向の振
動状態をモニタするモニタ電極を形成し、 前記第2工程では、該モニタ電極と前記裏面の共通電極
との間にも分極用電圧を印加して、該電極間の圧電体を
分極処理することを特徴とする請求項8〜請求項11に
いずれか記載の角速度検出用振動子の製造方法。12. In the first step, a monitor electrode for monitoring the vibration state in the direction of the drive axis is formed on the surface of each arm of the set on which the drive electrode is formed, and in the second step, The angular velocity detection according to any one of claims 8 to 11, wherein a polarization voltage is also applied between a monitor electrode and the common electrode on the back surface to polarize the piezoelectric body between the electrodes. Manufacturing method of the oscillator.
電体のキュリー温度よりも低い温度で、前記圧電体の側
面に電極を形成することを特徴とする請求項1〜請求項
12いずれか記載の角速度検出用振動子の製造方法。13. The method according to claim 1, wherein in the third step, an electrode is formed on a side surface of the piezoelectric body at least at a temperature lower than the Curie temperature of the piezoelectric body. A method for manufacturing an angular velocity detecting vibrator.
リー温度よりも低い温度で硬化する低温硬化型の導電性
樹脂を用いて、前記圧電体の側面に電極を形成すること
を特徴とする請求項13に記載の角速度検出用振動子の
製造方法。14. In the third step, an electrode is formed on a side surface of the piezoelectric body using a low-temperature-curable conductive resin that cures at a temperature lower than the Curie temperature of the piezoelectric body. A method for producing the angular velocity detecting vibrator according to claim 13.
り前記圧電体の側面に電極を形成することを特徴とする
請求項13に記載の角速度検出用振動子の製造方法。15. The method according to claim 13, wherein in the third step, an electrode is formed on a side surface of the piezoelectric body by a metal deposition method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12474498A JP3861456B2 (en) | 1997-05-12 | 1998-05-07 | Method for manufacturing vibrator for detecting angular velocity |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP9-121098 | 1997-05-12 | ||
JP12109897 | 1997-05-12 | ||
JP12474498A JP3861456B2 (en) | 1997-05-12 | 1998-05-07 | Method for manufacturing vibrator for detecting angular velocity |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1130523A true JPH1130523A (en) | 1999-02-02 |
JP3861456B2 JP3861456B2 (en) | 2006-12-20 |
Family
ID=26458541
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12474498A Expired - Lifetime JP3861456B2 (en) | 1997-05-12 | 1998-05-07 | Method for manufacturing vibrator for detecting angular velocity |
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Country | Link |
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JP (1) | JP3861456B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008053527A (en) * | 2006-08-25 | 2008-03-06 | Nsk Ltd | Dielectric rubber laminate, and its manufacturing method |
JP2015087251A (en) * | 2013-10-30 | 2015-05-07 | セイコーエプソン株式会社 | Vibration element, physical quantity detection device, electronic apparatus and movable body |
-
1998
- 1998-05-07 JP JP12474498A patent/JP3861456B2/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2008053527A (en) * | 2006-08-25 | 2008-03-06 | Nsk Ltd | Dielectric rubber laminate, and its manufacturing method |
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