KR20050078207A - 각속도(角速度) 센서 - Google Patents

각속도(角速度) 센서 Download PDF

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KR20050078207A
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토루 마츠나가
토시유키 카와무라
요시노리 사토
타케시 마에다
나오야 사사키
카즈히로 치바
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소니 가부시끼 가이샤
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
    • G01C19/5642—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using vibrating bars or beams
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    • B60N3/08—Arrangements or adaptations of other passenger fittings, not otherwise provided for of receptacles for refuse, e.g. ash-trays
    • B60N3/083—Ash-trays

Abstract

과제
한정된 접속 면적 내에서 진동자의 기계적 지지 또한 전기적 접속을 보다 확실하게 한다.
해결 수단
기둥형상의 진동자(1a)의 진동시에 발생하는 2개의 절점부를 각각 상하 방향으로서 끼워지지하도록 상기 절점부에 접합되고, 상기 진동자(1a)의 기계적 지지 및 전기적 접속을 겸하는 지지 부재를 구비하는 각속도 센서(1)로서, 상기 진동자(1a) 및 지지 부재는, 각각 전기적 접속 부위의 최상층 표면이 은 또는 금의 코팅층(16, 26)이 형성되어 이루어지고, 상기 지지 부재의 암부 선단의 접속부(13)의 일부가 노치된 노치부(13A)를 통하여 상기 접속부(13)의 양면에 걸쳐 연속하는 상태에서 도포된 은 입자를 도전 필러로 하는 도전성 접착제(35)에 의해 전기적 및 기계적으로 접속된다.

Description

각속도(角速度) 센서{ANGULAR VELOCITY SENSOR}
기술 분야
본 발명은, 예를 들면, 비디오 카메라의 손 흔들림 검지나, 가상 리얼리티 장치에 있어서의 동작 검지나, 카 내비게이션 시스템에 있어서의 방향 검지 등에 이용되는 각속도(角速度) 센서에 관한 것이다.
배경 기술
종래, 민생용의 각속도 센서로서는, 봉형상의 진동자를 소정의 공진 주파수로 진동시켜　놓고, 각속도의 영향에 의해 생기는 코리올리 힘을 압전(壓電) 소자 등으로 검출함에 의해 각속도를 검출하는, 이른바 진동 자이로스코프형의 각속도 센서가 널리 사용되고 있다.
이와 같은 각속도 센서에 있어서, 진동자의 형상으로서 사각 기둥형상의 음편형(音片型)이 있고, 음편형의 지지 방법으로서 2개의 진동 절점(節點)을 도전성의 부재로 지지하는 방법이 있다.
도 19에 종래의 각속도 센서의 지지 방법을 도시한다. 도 19에 있어서, 압전재로 이루어지는 진동자(96)의 소정 면의 폭방향의 개략 중앙에는 길이 방향으로 홈(95)이 마련되고, 상기 소정 면을 91a와 91b로 분할한다. 도전성이 있는 지지 부재(40, 41)는 접속부(40a, 41a)에서 진동자(96)와 기계적이며 전기적으로 접속된다. 접속 방법으로서는 솔더 접속이나 도전성 접착제에 의한 접속이 있다.
이와 같이 구성된 종래의 각속도 센서는, 지지 부재(40)와 지지 부재(41)의 사이에 구동 신호를 가함으로써 진동자(96)를 진동시킨다. 이 때 진동자(96)가 길이 방향을 축으로 하여 회전되면 코리올리 힘이 발생하고 진동자(96)의 면(91a)과 면(91b)에 각각 코리올리 힘에 비례한 반대 극성의 신호가 발생한다. 이 신호를 지지 부재(40)로부터 취출함으로써 각속도 신호를 검출할 수 있다.
여기서, 지지 부재(40) 및 지지 부재(41)는 진동 절점을 구속하는 기능과, 진동자(96)가 진동하기 때문에, 어느 정도 절점에 자유도를 준다는 상반된 기능을 겸비할 필요가 있다. 지지 부재(40) 및 지지 부재(41)의 구속이 강하면 진동량이 감소하고 각속도의 검출 감도가 저하된다. 또한, 역으로, 구속력이 약하면 진동의 절점의 이동이 크고, 특성상 불안정하게 되어 문제가 된다.
근래의 디바이스의 소형화에 수반하여, 지지 부재(40) 및 지지 부재(41)가 도 19와 같은 직선형상에서는, 자연히 거리가 짧아지고 강성이 올라가기 때문에, 도 20의 지지 부재(50) 및 지지 부재(51)와 같이 굴곡시켜 강성을 내리는 수법이 사용된다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
또한, 지지 부재의 고정은 양산성과 비용을 고려하여 인서트 몰드가 사용되지만, 인서트 몰드의 제법의 사정상, 상하의 지지 부재(50) 및 지지 부재(51)는 고정 위치를 어긋나게 할 필요가 있고, 필연적으로 상하의 지지 부재를 진동의 절점을 축으로 대칭으로 배치되어 있다.
[특허 문헌 1]
특개평10-332379호 공보
그런데, 종래, 각속도 센서에 있어서의 각 전극부의 전기적 접속 방법으로서 통상 사용되는 것은 솔더이고, 용도나 피접속물의 재질 등에 의해 바람직한 솔더의 재질을 선택하여 대응하는 것이 일반적이다. 그러나, 요즘의 환경 문제에 대응하기 위해, 금속 납을 주성분으로 하는 솔더재는 멀리하게 되고, 대신에 주석-은-구리계나 주석-아연계의 합금이 무연(無鉛) 솔더재로서 주류로 되어 가고 있다. 이들의 무연 솔더재를 사용할 때의 문제점으로서, 그 융점이 기존의 주석-납 솔더보다도 높은 것과 합금 배합이나 첨가물을 배열하여도 다시 고융점의 합금 재료를 만들 수 없음을 들 수 있다.
이에 대해 요즘의 가격 경쟁의 격화에 수반하여, 센서 등 기능 부품에 있어서도 리플로우 등으로의 표면 실장을 이용하여 조립되는 케이스가 많아지고, 표면 실장 공정 전후에서 이들 부품의 성능이나 품질이 열화되지 않는 것이 필수 사항으로 되어 있다. 즉, 통상의 사용 환경에서의 온도 변화뿐만 아니라, 표면 실장이 높은 온도 프로파일에도 견딜수 있는 사양이 요구되고 있고, 상품 설계를 어렵게 하게 한다.
/또한, 환경 대응에 의해 표면 실장 공정에서 사용되는 솔더재도 무연 품으로 변경하게 되어 종래보다도 고융점이 되기 때문에, 리플로우의 설정 온도 조건을 상승하지 않을 수 없게 되어 있고, 결과적으로 지금까지 이상의 고온 온도 프로파일에 부품이 노출되게 되었다. 고융점의 라인업이 존재하지 않는 무연 솔더이기 때문에, 부품 내부의 전극 접속도 같은 솔더재를 사용하지 않을 수 없게 되고, 리플로우의 열로 동 접속부가 용융하거나 느슨해지거나 하여 부적합함을 일으키는 케이스가 발생하였다. 언더필제 등으로 솔더가 녹아도 부품이 움직이지 않는 형태로 대책하는 케이스도 있지만, 진동체와 같이 그 자체를 단단히 구속할 수 없는 부품의 접속에서는 무연 솔더로 접속하는 데는 한계가 있고, 결과적으로 경화 후에 용융 등이 없는 도전성 접착제를 사용하지 않을 수 없게 되었다.
그런데, 도전성 접착제란, 원래가 절연성인 열경화 수지(에폭시 수지 등)에 도전성이 있는 금속 필러를 고비율로 분산시킨 것으로서, 경화 수축하지 않으면 도전성을 실현하지 못하는 것이였다. 본래는, 한 번 경화한 수지의 성질은 불변이고, 금속 필러간의 절연 파괴에 의해 도통한 부분도 불변으로 저항 변화 등이 일어나는 요소를 고려하기 어렵다. 그러나, 현실적으로는 열이나 습도 등의 영향도로 동 절연 파괴된 부위의 수복(修復) 현상이 일어나는 것 같이, 접속 저항이 크게 변화하거나, 또는 절연 상태로 되어 버리는 것이 발생하였다. 또한, 동 도전성 접착제로 접속하는 피접속물의 재질에 의해서도 초기 저항 자체가 크게 다른 현상이 발생하고, 동 접속 방법을 이용한 제품의 신뢰성을 해치는 것이 되었다.
또한, 진동체의 기체에 온도 특성 등의 특성상의 이점 때문에 아모퍼스 카본재를 이용한 경우, 동 재료가 화학적으로 안정하고 치밀 구조이기 때문에, 솔더링하는 것은 물론이고, 도금 처리 등으로 성막하는 것은 곤란하게 된다. 가령 전극용의 금속막을 성막할 수 있었다고 하여도, 모재에 대한 부착력이 약하기 때문에 충분한 기계적 접속 강도를 얻는 것은 어렵다. 따라서 동 재료를 잘 다루어도 전기적·기계적으로 신뢰성이 높은 접속 방법이 발견되지 않아 디바이스화할 수 없다는 문제가 있다.
그래서, 본 발명의 목적은, 이상과 같은 종래의 실정을 감안하여 제안된 것으로서, 진동 자이로스코프형의 각속도 센서에 있어서, 한정된 접속 면적 내에서 진동자의 기계적 지지 또한 전기적 접속을 보다 확실한 것으로 하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적, 및 본 발명에 의해 얻어지는 구체적인 이점은, 이하에 설명되는 실시 형태의 설명으로부터 더 한층 분명하게 된다.
본 발명에 관한 각속도 센서는, 표면에 구동 전극과 검출 전극이 형성된 압전 세라믹스 진동체로 이루어지는 기둥형상(柱狀)의 진동자와, 상기 진동자의 진동시에 발생하는 절점부를 끼워지지하도록 상기 절점부에 접합되고, 상기 진동자의 기계적 지지 및 전기적 접속을 겸하는 지지 부재를 구비하고, 상기 지지 부재는 상기 진동자의 진동 방향과 개략 직교하는 방향으로 장척의 암부와, 해당 암부의 선단에 형성되고, 노치부가 마련된 상기 진동자와의 접속부를 가지며, 상기 진동자 및 지지 부재는 각각 전기적 접속 부위의 최상층 표면이 은(銀) 또는 금으로 코팅되어 이루어지고, 상기 노치부를 통하여 상기 접속부의 양면에 걸쳐 연속하는 상태로 도포된 은 입자를 도전 필러로 하는 도전성 접착제에 의해 전기적 및 기계적으로 접속되어 이루어지는 것을 특징 한다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명의 실시의 형태에 관해, 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 예로 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 임의로 변경 가능함은 말할 필요도 없다.
도 1은 본 발명을 적용한 각속도 센서(1)의 외관 사시도이고, 또한, 도 2는 상기 각속도 센서(1)를 사용하기 위한 구동 검출 회로(30)의 일예를 도시한 블록도이다.
본 실시의 형태에 있어서의 각속도 센서(1)는, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 진동 자이로스코프로서 동작하는 진동자(1a)를 구비하고 있다.
진동자(1a)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 기체(2)와 압전체(3)를 적층하여 이루어지고, 길이 방향으로 대해 수직한 평면으로 절단하였을 때의 단면의 형상(이하, 단지 단면 형상이라고 칭한다)이 직사각형이 되는 사각 기둥형상으로 형성되어 있다.
이 진동자(1a)의 기체(2)는, 상기 압전체(3)의 주면(主面)과 대향하는 2개의 주면(2A, 2B)과 그 2개의 주면(2A, 2B)에 연속하는 적어도 하나의 측면(2C)에 서로 도통하는 전극(2a, 2b, 2c)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 전극(2b)과 기준 전극(3a)이 접합됨으로써 상기 기준 전극(3a)과 상기 전극(2a, 2b, 2c)이 도통하고, 상기 기체(2)와 압전체(3)가 적층된 진동자(1a)를 구성하고 있다. 또한, 상기 기체(2)의 모든 둘레면에 도전성 재료를 도금하여 전극을 형성하도록 하여도 좋다. 또한, 상기 기체(2)를 도전성을 갖는 예를 들면 아모퍼스 카본 등으로 형성한 경우에는 상기 전극(2a, 2b, 2c)을 생략할 수 있다.
또한, 이 진동자(1a)의 압전체(3)는, PZT(티탄산 지르코늄산 납)를 주성분으로 하는 압전 세라믹스로 이루어지고, 통상, 분극 처리에 의해 생성되어 있다. 압전체(3)에는 그 대향하는 한쪽의 주면(3A)으로서 상기 기체(2)와 접합되는 면에 기준 전극(3a)이 형성되어 있다. 그리고, 이 압전체(3)는 그 대향하는 다른쪽의 주면(3B)에 구동 전극(3b)과, 이 구동 전극(3b)을 끼우는 형태로 한 쌍의 검출 전극(3c1, 3c2)이, 상기 진동자(1a)의 길이 방향을 따라 서로 평행하게 분할되어 형성되어 있고, 구동 전극(3b)이 형성되어 있는 부분이 구동용의 압전 소자(31)로서 기능하고, 또한, 검출 전극(3c1, 3c2)의 형성되어 있는 부분이 검출용의 압전 소자(32, 33)로서 기능하도록 되어 있다.
여기서, 상기 진동자(1a)의 기체(2)는, 미분극의 PZT, 또는, 상기 압전체(3)를 구성하는 압전 세라믹스의 주성분인 PZT에 비하여, 탄성 변형에 기여하는 물성치가 동등 이하의 PZT 이외의 재료, 예를 들면 아모퍼스 카본 또는 그래파이트 등의 카본을 주성분으로 하는 세라믹스 재료로 이루어진다. 각종 재료의 물성치의 비교 결과를 도 3에 도시한 바와 같이, 압전 세라믹스의 주성분인 PZT는 영율이 103GPa이고 열팽창 계수가 32×10-7 내지 35×10-7인데 대해, 아모퍼스 카본은 영율이 30 내지 33GPa이고 열팽창 계수가 30×10-7이고, 또한, 그래파이트는 영율이 14GPa이고 열팽창 계수가 32×10-7이고, 아모퍼스 카본이나 그래파이트 등 카본을 주성분으로 하는 세라믹스 재료는, 압전 세라믹스의 주성분인 PZT와 영율과 열팽창 계수 등의 물성치가 동등 이하의 값으로 되어 있다.
여기서, 본 실시의 형태에 있어서의 각속도 센서(1)에서는, 상기 기체(2)가 도전성을 갖는 아모퍼스 카본으로 형성되어 있는 것으로 한다.
이 각속도 센서(1)에 있어서, 압전체(3)의 두께는 기체(2)의 두께보다 얇고, 예를 들면, 압전체(3)의 두께를 0.2㎜, 기체(2)의 두께를 0.8㎜로 하고 있다.
그리고, 상기 4각 기둥형상의 진동자(1a)는, 그 진동시에 발생하는 2개의 절점부를 각각 상하 방향으로서 끼워지지하도록 상기 절점부에 접합되고, 진동시에 발생하는 절점 부분이 기계적 지지 및 전기적 접속을 겸하는 지지 부재(10A1, 10A2, 10B1, 10B2)에 의해 지지되어 있다.
상기 지지 부재(10A1, 10A2, 10B1, 10B2)은, 예를 들면, 양은, 인청동, 스테인리스 등으로 이루어지고, 각각 각 절점의 상측의 지지 부재(10A1, 10A2)와 하측의 지지 부재(10B1, 10B2)로 상기 진동자(1a)의 길이 방향에 관해 서로 같은 방향으로 굴곡된 굴곡부(11)를 각각 도중에 포함하고, 상기 진동자(1a)의 상하 방향 및 길이 방향으로 직교하는 방향으로 늘어난 암부(12)와, 해당 암부(12)에 상기 진동자(1a)와의 접속부(13)를 갖는다. 상측의 지지 부재(10A1)는 상기 진동자(1a)의 진동의 절점에서 접속부(13)가 한 쌍의 검출 전극(3c1, 3c2)에 도전성 접착제에 의해 접합되고, 또한, 지지 부재(10A2)는 진동자(1a)의 진동의 절점에서 접속부(13)가 구동 전극(3b)에 도전성 접착제에 의해 접합되어 있다.
또한, 상기 구동 전극(3b)에 접합시키는 지지 부재(10A2)가 검출 전극(3c1, 3c2)을 걸치는 부분에는, 상기 지지 부재(10A2)의 암부(12)가 검출 전극(3c1 , 3c2)과 접촉하지 않도록 검출 전극(3c1, 3c2)을 부분적으로 테이퍼 형상으로 제거한 단락 방지부(18)가 마련되어 있다.
또한, 하측의 지지 부재(10B1, 10B2)는, 상기 진동자(1a)의 진동의 절점에서 접속부(13)가 아모퍼스 카본으로 이루어지는 기체(2)에 도전성 접착제(35)에 의해 접합되어 있고, 상기 기체(2)를 통하여 상기 기준 전극(3a)과 도통되어 있다.
여기서, 상기 지지 부재(10A1, 10A2, 10B1, 10B2), 상기 지지 부재(10A1, 10A2)가 접합되는 검출 전극(3c1, 3c2) 및 구동 전극(3b)은, 각각 적어도 전기적 접속 부위의 최상층 표면에는 은 또는 금의 코팅층(16, 26)이 형성되어 있고, 은 입자를 도전 필러로 하는 도전성 접착제(35)에 의해 접합됨에 의해 전기적 및 기계적으로 접속되어 있다.
여기서, 각종 도전 필러를 사용한 도전성 접착제의 체적 저항률을 도 4에 도시한 바와 같이, 은 입자를 도전 필러로 하는 도전성 접착제는, 체적 저항률이 낮다.
그리고, 각종 도전 필러를 사용한 도전성 접착제와 각종 기판과의 접속 저항치를 도 5에 도시한 바와 같이, 은 입자나 금 입자를 도전 필러로 하는 도전성 접착제(35)는 은 기판, 금 기판 또는 기판과의 접속 저항치가 낮다.
또한, 상기 암부(12)의 선단의 접속부(13)는, 그 일부가 노치된 노치부(13A)를 갖는 링 형상이나 두 갈래 형상으로 형성되어 있다.
이와 같이 상기 암부(12)의 선단의 접속부(13)는, 노치부(13A)를 가짐에 의해, 도전성 접착제가 노치부(13A)에 들어감으로써 보다 높은 기계적인 접속 강도를 얻을 수 있다. 즉, 예를 들면, 도 6에 도시한 바와 같이, 노치부(13A)를 통하여 상기 접속부(13)의 양면에 걸쳐 연속하는 상태로 도포된 은 입자를 도전 필러로 하는 도전성 접착제(35)에 의해, 상기 지지 부재(10A1, 10A2)와 검출 전극(3c1, 3c2) 및 구동 전극(3b)과의 전기적 및 기계적 접속의 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 두 갈래 형태로 형성한 접속부(13)는, 두 갈래의 사이에 도전성 접착제(35)가 들어가기 쉽고, 높은 기계적인 접속 강도를 얻을 수 있다. 또한, 진동자(1a)의 소형화에 수반하여 접속부(13)가 소형으로 된 경우에 있어서도, 한정된 면적에 있어서는, 접속부(13)는 도 7의 (A)에 도시한 바와 같은 링 형태보다도 도 7의 (B)에 도시한 바와 같은 반원 형상으로 한 쪽이 내측의 원의 지름을 크게 취하기 때문에 보다 기계적인 접속 강도가 높아진다. 상기 접속부(13)는, 두 갈래 이상으로 나누어져 있으면 도 7의 (C)와 같은 Y자형이나 도 7의 (D)에 도시한 ㄷ자형이나 도 7의 (E)에 도시한 3갈래 형상라도 같은 효과를 얻을 수 있다.
이 각속도 센서(1)의 압전체(3)는, 진동 구동 기능 및 그 진동을 검출하는 기능을 겸비하고 있다. 이로써, 각속도 센서(1)는, 진동 구동 기능에 의해 진동하고 있을 때에 진동자(1a)가 회전함에 의해 생긴 코리올리 힘을 검출 기능에 의해 검출한다.
즉, 이 각속도 센서(1)는, 상기 기체(2)와 압전체(3)를 적층하여 접합되는 진동자(1a)의 상기 압전체(3)가 대향하는 한쪽의 주면(3A)에 마련되어 있는 기준 전극(3a)과 다른쪽의 주면(3B)에 마련되어 있는 구동 전극(3b)과의 사이에 전압을 인가함에 의해 상기 진동자(1a)를 진동시킴과 함께 상기 진동자(1a)에 생기는 코리올리 힘을 압전체(3)에 의해 검출하고, 상기 다른쪽의 주면(3B)에 마련되어 있는 검출 전극(3c1, 3c2)으로부터 상기 코리올리 힘에 따른 신호로서 각속도 검출 신호를 출력한다.
이 각속도 센서(1)에 있어서의 진동자(1a)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 지지 부재(10A1, 10A2)를 통하여 구동 검출 회로(30)와 접속된다. 접속부(13)는, 이 구동 검출 회로(30)에 의해 공진되는 진동자(1a)의 진동의 절점(노드 점)으로 이루어지고, 진동자(1a)는 축방향의 양단을 자유단으로 하여 공진시켜진다.
이 각속도 센서(1)에서는, 상하의 지지 부재(10A1, 10A2, 10B1, 10B2 )를 거의 동일 위치에 배치함에 의해, 진동자(1a) 주변부의 자유로운 공간이 종래에 비교하여 대폭적으로 증대한다. 이로써, 조립시의 핸들링성, 작업성이 올라가고, 제조 비용의 저감을 도모할 수 있다. 또한, 한층 더 소형화에도 대응 가능하다. 또한, 증대한 공간에 칩 부품 등의 회로 부품을 배치하는 것이 가능해지고, 디바이스의 집적화가 용이해진다. 한편, 외부로부터 충격이 가해진 경우, 상하의 지지 부재(10A1, 10A2, 10B1, 10B2)가 동일 방향으로 굴곡하여 대향되어 배치되어 있기 때문에, 진동의 절점에 회전 모멘트가 가해지지 않고, 상하의 지지 부재(10A1, 10A2, 10B1 , 10B2)가 역방향으로 배치된 경우와 비교하여 내충격성에 우수하다.
또한, 상부의 지지 부재(10A1, 10A2)와 하부의 지지 부재(10B1, 10B2 )는, 도 8에 도시한 바와 같이 수직 방향으로 겹쳐지지만, 상부의 지지 부재(10A1, 10A2)의 고정부의 형상을 확대함에 의해 인서트 몰드에의 접속은, 문제없이 행하는 것이 가능하다. 또한, 도 9에 도시한 바와 같이, 상부의 지지 부재(10A1, 10A2)를 절곡하여 연장하고, 기판(60)에 대한 접속편(15)을 지지 부재(10A1, 10A2)에 마련함에 의해, 인서트 몰드 등의 부품을 사용하지 않고 직접 기판(60)상에 실장하는 것도 가능하다.
이 각속도 센서(1)의 구동 검출 회로(30)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 진동자(1a)의 검출 전극(3c1, 3c2)에 지지 부재(10A1)를 통하여 접속된 임피던스 변환 회로(4) 및 차동 증폭 회로(7)와, 상기 임피던스 변환 회로(4)에 접속된 가산 회로(5)와, 이 가산 회로(5)에 접속된 발진 회로(6)와, 이 발진 회로(6)와 상기 차동 증폭 회로(7)에 접속된 동기 검파 회로(8)와, 이 동기 검파 회로(8)에 접속된 직류 증폭 회로(9)로 이루어지고, 상기 발진 회로(6)의 출력이 지지 부재(10A2)를 통하여 구동 전극(3b)에 공급되고 있다. 또한, 진동자(1a)의 기준 전극(3a)은, 아모퍼스 카본으로 이루어지는 기체(2)에 도통되어 있고, 지지 부재(10B1, 10B2)를 통하여 기준 전위(37)에 접속되어 있다.
이 구동 검출 회로(30)에서는, 진동자(1a)와 임피던스 변환 회로(4)와 가산 회로(5)와 발진 회로(6)로 형성되는 자려(自勵) 발진 회로에 의해, 진동자(1a)는 발진하고, 구동편으로서 사용되는 구동용의 압전 소자(31)의 형성면에 직교하는 방향으로 굴곡 진동한다.
즉, 진동자(1a)는, 발진 회로(6)의 발진 출력(Vgo)이 구동용의 압전 소자(31)에 인가됨에 의해 구동된다. 그리고, 상기 진동자(1a)의 검출용 압전 소자(32)의 출력(Vgl)과 압전 소자(33)의 출력(Vgr)이 임피던스 변환 회로(4)를 통하여 Vzl과 Vzr로서 가산 회로(5)에 입력되고, 이 가산 회로(5)에 의한 상기 Vzl와 Vzr의 가산 출력(Vsa)이 발진 회로(6)에 귀환된다.
이 상태에서, 진동자(1a)의 장축을 중심으로 하여 회전하면, 코리올리 힘에 의해 굴곡 진동 방향이 변한다. 이로서, 검출용의 압전 소자(32)와 압전 소자(33)의 사이에 출력차(Vgl-Vgr)가 생기고, 차동 증폭 회로(7)로부터 출력(Vda)을 얻을 수 있다. 이 때, 진동자(1a)를 구동하기 위한 신호는, 정지시의 검출용의 압전 소자(32)와 압전 소자(33)의 출력이고, 압전 소자(32)와 압전 소자(33)에 있어서 동상이며 같은 크기의 신호이다. 이 때문에, 진동자(1a)를 구동하기 위한 신호는, 차동 증폭 회로(7)에서 상쇄된다. 또한, 코리올리 힘에 따른 신호는, 압전 소자(32)와 압전 소자(33)에서 역상이며 같은 크기의 신호(Vcl 및 Vcr)이다. 따라서 차동 증폭 회로(7)의 출력(Vda)은 Vcl-Vcr에 비례한 신호로 된다.
이 차동 증폭 회로(7)의 출력(Vda)을 동기 검파 회로(8)에서 동기 검파함으로써 직류 신호(Vsd)로 변환하고 있다. 동기 검파 회로(8)는 차동 증폭 회로(7)의 출력(Vda)을 상기 발진 회로(6)가 구동 신호에 동기하여 출력하는 클록 신호(Vck)의 타이밍에서 전파 정류한 후에 적분하여, 직류 신호(Vsd)를 얻고 있다. 이 신호(Vsd)를 직류 증폭 회로(9)에서 소정의 크기까지 직류 증폭함으로써, 회전에 의해 생기는 각속도 신호만을 검출할 수 있다.
여기서, 임피던스 변환 회로(4)는, 입력이 하이·임피던스(Z2)이고 출력이 로우·임피던스(Z3)로 되어 있고, 압전 소자(32)와 압전 소자(33) 사이의 임피던스(Z1)와 가산 회로(5)의 입력 사이의 임피던스(Z4)를 분리하기 위해 사용되고 있다. 가령 임피던스 변환 회로(4)가 없는 경우는, 압전 소자(32)와 압전 소자(33)간의 임피던스(Z1)와 가산 회로(5)의 입력간의 임피던스(Z4)는 분리되지 않고, 압전 소자(32)와 압전 소자(33)의 사이에 생긴 출력차는 Z4/(Z1＋Z4)를 곱한 크기로 되고, 임피던스 변환 회로가 있는 경우에 비하여 작아진다.
임피던스 변환 회로(4)는, 입력과 출력에서의 임피던스를 변환하고 있을 뿐 신호의 크기에는 영향을 주지 않기 때문에, 압전 소자(32)의 출력(Vgl)과 임피던스 변환 회로(4)의 한쪽의 출력(Vl)은 같은 크기로 되고, 압전 소자(33)의 출력(Vgr)과 임피던스 변환 회로(4)의 다른쪽의 출력(Vr)은 같은 크기로 된다. 따라서 가산 회로(5)의 출력(Vsa)에서는, 코리올리 힘에 따른 신호는 상쇄되고, 정지시의 압전 소자(32)와 압전 소자(33)의 출력의 합이 된다. 이 가산 회로(5)와 진동자(1a)와 임피던스 변환 회로(4)와 발진 회로(6)에 의한 정귀환 루프로 발진 회로를 형성하고 있고, 진동자(1a)의 공진 주파수에 자려 발진한다.
이와 같은 구동 검출 회로(30)의 전원에, 수백 킬로헤르츠 이상의 발진 주파수로 만들어진 스위칭·레귤레이터의 출력 전압을 공급하면, 전원 노이즈가 임피던스 변환 회로(4)의 2개의 출력 사이에도 뛰어들어감으로써 신호 노이즈가 된다. 여기서, 임피던스 변환 회로(4)의 2개의 출력에의 전원 노이즈의 뛰어들어가는 방식에 차이가 있는 경우는, 2개의 출력(Vzl와 Vzr) 사이에 노이즈에 의한 전위차가 생기게 된다. 상기 신호 노이즈를 포함하는 임피던스 변환 회로(4)의 2개의 출력(Vzl와 Vzr)이, 가산 회로(5)로 가산되고, 발진 회로(6)를 통하여 진동자(1a)에 입력된다.
당연히, 발진 회로(6)의 출력(Vgo)에도 상기 신호 노이즈가 들어 가지만, 진동자(1a)는 밴드 패스필터와 같은 작용을 하기 때문에, 진동자(1a)의 공진 주파수 이외의 성분은 제거된다. 따라서 이 구동 검출 회로(30)에서는, 압전 소자(32)와 압전 소자(33)의 출력으로부터는 상기 신호 노이즈가 제거되어 있기 때문에, 차동 증폭 회로(7)의 출력(Vda)에도 상기 신호 노이즈가 포함되지 않고, 전원 노이즈의 영향을 받지 않는다.
또한, 본 실시의 형태에 있어서, 각속도 센서(1)는, 동일면에 검출 전극(3c1, 3c2)과 구동 전극(3b)이 배치되어 있기 때문에, 도 10의 (A)에 도시한 바와 같이, 기체의 모체인 웨이퍼(20)와 양면 전극 도금을 시행함에 의해 각 전극을 형성한 압전체의 모체인 웨이퍼(25)를 적층시키고 이들을 접착하고, 도 10의 (B)에 도시한 바와 같이 사각 기둥형상으로서 개개로 잘라냄에 의해, 도 10의 (C)에 도시한 바와 같이 진동자(1a)를 제조할 수 있다. 이와 같은 공정에 의해 제조되는 진동자(1a)는 정밀도가 매우 높고, 또한 초소형화가 가능해진다. 또한 양산 효과도 얻기 쉬운 구조로 된다. 또한, 압전체의 접착 위치 이탈이라는 문제도 해결할 수 있다. 또한, 기체는, 상기 압전체와 같은 절삭 가공성을 갖고 있기 때문에, 기체인 웨이퍼와 압전체의 웨이퍼로부터 상술한 바와 같이, 진동자로서의 잘라냄이 용이하게 된다.
또한, 종래와 같이, 항탄성(恒彈性) 금속 진동자에 압전 소자를 접착하거나, 곡면에 전극을 인쇄한다는 어려운 공정을 마련할 필요가 없어진다.
또한, 이 각속도 센서(1)에서는, 상기 압전체(3)가 대향하는 한쪽의 주면(3A)에 형성된 기준 전극(3a)과 접합되는 기체(2)를 도전성이 있는 재료로 형성하였지만, 절연성의 기체(2)에 도전성이 있는 재료를 도금하여, 상기 압전체(3)의 주면(3A)과 대향하는 상기 기체(2)의 2개의 주면(2A, 2B)과 해당 2개의 주면(2A, 2B)에 연속하는 적어도 하나의 측면에 상기 기준 전극(3a)과 도통하는 전극을 형성함에 의해, 압전체(3)에 효율적으로 구동 전계를 인가하는 것이 가능해지고, 감도 향상을 도모하는 것이 가능해진다.
또한, 당연히, 소형화에 수반하여 기술적인 어려움이 증가하고, 정밀도를 확보하는 것이 곤란해진다고 생각되지만, 이미 LSI나 헤드 가공 등으로 확립되어 있는 미세 가공 기술을 응용함에 의해 이와 같은 문제는 제거할 수 있다. 따라서, 고정밀도의 치수 정밀도를 얻을 수 있기 때문에 진동자의 주파수 조정도 간략화하는 것이 가능해진다.
또한, 자려 발진형 구동 회로를 응용함에 의해, 매우 간단한 회로에 의해 고정밀한 각속도 센서(1)를 구성할 수 있다.
그리고, 이 각속도 센서(1)는, 자려 발진형이므로, 타려(他勵) 발진형의 각속도 센서와 같이 온도 특성의 영향에 의해 감도가 저하되어 버리는 일도 없다.
여기서, 이 각속도 센서(1)의 환경 온도의 변화에 대한 감도의 변화 특성의 실측 결과를 도 11에 도시한다. 이 도 11에 있어서, 특성 A1은, 압전체(3)를 구성하는 압전 세라믹스의 주성분인 PZT에 비하여 영율과 열팽창 계수가 동등 이하의 재료(아모퍼스 카본)로 기체(2)를 구성한 각속도 센서(1)의 특성을 나타내고, 특성 B1은 기체(2)를 PZT로 구성한 경우의 특성을 나타내고 있다.
이 도 11로부터도 분명한 바와 같이, 압전체(3)를 구성하는 압전 세라믹스의 주성분인 PZT에 비하여 영율과 열팽창 계수가 동등 이하의 재료(아모퍼스 카본)로 기체(2)를 구성함에 의해, 환경 온도의 변화의 영향을 받기 어려운 진동자(1a)를 구성할 수 있다.
또한, 이 진동자(1a)는, 도 12에 도시한 특성 A2와 같이 기체를 PZT로 구성한 경우의 특성 B2와 비교하여, 진동자 단체의 공진 저항의 온도 변화를 작게 할 수 있고, 그 결과 각속도 검출 감도의 온도 변화가 작아지고, 또한, 그 변화의 형태가 직선적이므로 보정을 용이하게 행할 수 있다.
또한, 이 각속도 센서(1)에 있어서의 진동자(1a)의 단면 종횡비와 이조도(離調度)의 관계를 도 13에 도시한다. 또한, 이조도란, 종방향의 공진 주파수와 횡방향의 공진 주파수의 차이고, 이조도가 작을수록 감도는 높아진다.
이 도 13에 있어서, 특성 A3은, 압전체(3)를 구성하는 압전 세라믹스의 주성분인 PZT에 비하여 영율과 열팽창 계수 등의 물성치가 동등 이하의 재료(아모퍼스 카본)로 기체(2)를 구성한 각속도 센서(1)의 특성을 나타내고, 특성 B3은, 기체(2)를 PZT로 구성한 경우의 특성을 나타내고 있다.
이 도 13 중에 특성 A3에 대해 이조도 0±200Hz에 대응하는 진동자(1a)의 종횡비의 범위를 검은 테두리로 둘러싸 나타내고 있는 바와 같이, 이 각속도 센서(1)에서는, 진동자(1a)의 전폭과 두께와의 비 즉 단면 종횡비를 1.030 내지 1.055의 범위 내로 함에 의해 이조도를 0 부근으로 할 수 있고, 초기 상태에서 이 범위로 억제함에 의해 이조도를 용이하고 확실하게 조정할 수 있다.
또한, 이 각속도 센서(1)에서는, 동일면에 형성된 구동 전극(3b)과 검출 전극(3c1, 3c2)의 진동자(1a)의 폭방향의 전극 치수(W1, W2)를, 도 14에 도시한 바와 같이, 검출 전극(3c1, 3c2)과 구동 전극(3b)에서 다르게 함에 의해, 검출 특성을 최적화할 수 있다. 즉, 구동 전극(3b)의 형상이나 치수를 조정함으로써 구동 효율을 조정할 수 있고, 또한, 검출 전극(3c1, 3c2)의 형상이나 치수를 조정함으로써 검출 효율을 조정이 가능해진다.
상기 각속도 센서(1)에 있어서, 구동 전극(3b)의 폭을 W1, 검출 전극(3c1, 3c2)의 폭을 W2로 하고, W1/W2를 1 내지 2.8의 범위로 바꾼 경우의 감도를 측정한 결과를 도 15에 도시한다.
이 도 15에 도시한 감도 특성으로부터 명확한 바와 같이, 상기 각속도 센서(1)는 W1과 W2의 비율이 1<W1/W2≤2.6의 범위에서 W1/W2=1로 동등 이상의 감도를 나타낸다. 특히, 1.8<W1/W2≤2.0의 범위에서는 W1/W2=1의 경우와 비교하여 2배 이상의 감도를 얻을 수 있다.
또한, 상기 각속도 센서(1)의 감도와 이조도의 관계를 도 16에 도시한다.
여기서, 이조도란, 종방향의 공진 주파수와 횡방향의 공진 주파수의 차로서, 이조도가 작을수록 감도는 높아진다. TYPE(1)은 W1/W2=1의 경우를 나타내고 있고, TYPE(2)는 W1/W2=1.9의 경우를 나타내고 있다. 이 도 16으로부터 분명한 바와 같이, 이조도가 어느 범위에 있어서도 W1/W2=1의 경우보다도 W1/W2=1.9의 경우의 쪽이 압도적으로 감도가 높다.
또한, 본 실시의 형태에 있어서 각속도 센서(1)에 있어서, 압전체(3)의 두께(T1)는 기체(2)의 두께(T2)보다 얇고, 예를 들면, 압전체(3)의 두께(T1)를 0.2㎜, 기체(2)의 두께를 0.8㎜로 하고 있지만, 상기 압전체(3)의 두께(T1)와 상기 진동자(1a)의 두께(T0)와의 비를 바꾸어, 진동자(1a)의 발진 주파수 및 그 구동 회로의 이상기(移相器)의 조정 허용량을 측정한 바, 도 17에 도시한 바와 같은 결과가 얻어졌다. 상술한 바와 같은 구조의 각속도 센서(1)에서는, 상기 압전체(3)의 두께(T1)와 상기 진동자의 두께(T0)의 비를 0.14 내지 0.27의 범위 내, 구체적으로는 진동자(1a)의 두께(T0)가 0.9㎜ 내지 1.1㎜에 대해, 압전체(3)의 두께(T1)를 0.15㎜ 내지 0.25㎜의 구성으로 함으로써, 공진 저항과 발진 주파수를 일정한 범위 내로 압축할 수 있음과 함께, 진동자(1a)를 자려 발진시키기 위한 구동 회로의 페이즈 마진을 확보할 수 있다. 또한, 진동자(1a)의 치수 변화에 대한 주파수 변화의 정도를 절감할 수 있음에 의해, 소정의 이조도나 발진 주파수로의 조정이 용이해진다.
이상과 같이, 본 실시 형태의 각속도 센서(1)는, 상기 지지 부재(10A1, 10A2)와 검출 전극(3c1, 3c2) 및 구동 전극(3b)의 최상층 표면에 은 또는 금의 도금을 시행하고 있고, 이들을 은 입자를 도전 필러로 하는 도전성 접착제(35)로 접착 접속하여 이루어진다.
또한, 본 실시 형태의 각속도 센서(1)에 있어서, 모재인 PZT나 금속재료와의 친화성을 향상시키기 위해 하지막으로서 니켈이나 구리 등의 금속막을 형성하고, 그 위에 상기 은이나 금을 성막하여도 좋다. 또한, 적정한 부착력과 막질을 얻을 수 있으면, 성막 방법이 도금에 제한되지 않으며, 스퍼터나 증착 등의 수법이라도, 본질적으로 문제 없음은 말할 필요도 없다. 예를 들면, PZT측이 하지막을 니켈 1㎛로 하여, 완성막으로 은 1㎛를 도금으로 처리하고 있다. 금속 스프링의 재질로는 100㎛두께의 양은을 이용하고, 하지막에 구리 1㎛, 완성막에 은 1㎛를 도금으로 처리하고 있다. 기체의 재질이 아모퍼스 카본재의 경우는 전극(3b)은 불필요하게 되고, 재료 표면에 바로 에폭시계 도전성 접착제(35)를 도포하여 상기 사양의 지지 부재를 접속하면 좋다.
본 실시 형태의 각속도 센서(1)와 같이, 은 입자를 도전 필러로 하는 도전성 접착제(35)에 적응한 접속 구조로 함에 의해, 접착제와 피접착물의 전기적 친화성이 향상하고, 다른 조건하에서 접속하였을 때보다도 접속 상태가 안정된다. 특히 피접착물의 최상층 표면을 은으로 코팅한 경우는, 접착제와 피접착물의 양쪽에 은이 존재하는 형태로 되고, 화학적으로 평형 상태로 되어 접점 사이에서의 물질 이동은 일어나기 어렵게 된다. 또한, 열이나 수분이 작용함으로써 도전성 접착제 내 은 입자의 이송이 진행하려고 하여도, 피접착물 표면에 존재하는 은이나 금이 배리어로 되어 은 입자의 이동을 저해한다. 결과적으로 도전성 접착제 내의 은 입자의 이동이 일어나지 않기 때문에 한 번 형성된 절연 파괴 상태는 유지할 수 있고, 열이나 습도 등 외란이 가해져도 동 접속부에서의 저항 변화가 일어나기 어려워진다. 또한, 원래 비저항치가 작고, 화학적으로 안정한 은이나 금으로 코팅하고 있기 때문에, 접착제 경화시의 산화나 변질이 억제되고, 결과적으로 접속부 자체가 가지는 전기 저항을 낮출 수 있다.
또한, 아모퍼스 카본재는, 동 재료를 제조하기 위한 스타트 원재료가 방향족 화합물의 수지이고, 특히 에폭시 수지와의 친화성은 높다. 동 재료 자체가 도전성이고 치밀 구조이며 화학적으로도 안정한데다, 은이나 타 금속 원소와도 반응하기 어렵고, 열이나 수분 등 외란이 작용하여도 도전성 접착제 내의 은 입자의 물질 이동은 일어나기 어렵다. 물질 이동이 없으면 도전성 접착제 내의 절연 파괴 상태를 유지할 수 있기 때문에, 결과적으로 저항 변화는 일어나지 않는다.
여기서, 실험 비교예로서, 같은 형상으로 같은 재질의 금속 스프링 2장을 이용하여, 도전성 접착제를 끼우는 형태의 시료를 제작하고, 동 금속 스프링 최상층 표면의 재질만을 변화시킨 경우의 동 접속 단자부의 저항 변화 상황을 도 18에 도시한다.
또한, 각각의 샘플에 대해 가한 외란은, 고온 고습 시험이 85℃ 95％Rh 환경에 120h 유지, 리플로우 시험이 피크 온도 250℃에서 230℃이상 30초간 유지하는 온도 프로파일을 갖는 연속로에 시료를 2회 통과시키는 것으로 한다. 어느 평가도 시험 종료 직후가 아니라, 상온 상습 환경중에 24h 이상 방치하고 나서 측정하였다. 도 18에 도시한 바와 같이, 금속 스프링 최상층 표면의 재질이 은이나 금의 경우는 초기 저항도 작고, 고온 고습이나 리플로우 처리라는 외란을 가한 후에도 저항 변화는 작다. 그러나, 동 최상층 표면의 재질이 니켈이나 양은의 경우는, 초기 저항이 작더라도 외란에 의해 저항치가 크게 변화하고, 결과적으로 디바이스의 성능에 악영향이 미치는 것을 읽어낼 수 있다.
본 발명에 관한 각속도 센서에서는, 도전성 접착제 내의 은 입자의 이동이 일어나지 않기 때문에 한번 형성된 절연 파괴 상태는 유지할 수 있고, 열이나 습도 등 외란이 가하여져도 동 접속부에서의 저항 변화가 일어나기 어렵게 된다. 또한, 원래 비저항치가 작고, 화학적으로 안정한 은이나 금으로 코팅하고 있기 때문에, 접착제 경화시의 산화나 변질이 억제되고, 결과적으로 접속부 자체가 가지는 전기 저항을 낮출 수 있다.
따라서 본 발명에 의하면, 진동체 전극부의 신뢰성이 대폭적으로 향상하고, 성능이나 품질을 안정적으로 유지할 수 있는 각속도 센서를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명을 적용한 각속도 센서에 구비되는 진동자의 외관 사시도.
도 2는 상기 각속도 센서를 사용하기 위한 회로의 일예를 도시한 블록도.
도 3은 각속도 센서의 각종 구성 재료의 물성의 비교 결과를 도시한 도면.
도 4는 각종 도전성 접착제의 체적 저항률을 도시한 도면.
도 5는 각종 도전성 접착제와 각종 기판과의 접속 저항치를 도시한 도면.
도 6은 상기 각속도 센서에 있어서의 전극과 지지 부재와의 접합 구조를 도시한 모식적인 단면도.
도 7은 상기 각속도 센서에 있어서의 진동자의 지지 부재의 접속부의 형상예를 도시한 모식적인 평면도.
도 8은 상기 각속도 센서에 있어서의 진동자의 상면시도.
도 9는 상기 각속도 센서를 인서트 몰드 등의 부품을 사용하지 않고 각속도 센서를 직접 기판상에 실장한 상태를 도시한 사시도.
도 10은 상기 각속도 센서의 제조 방법의 일예를 도시한 도면.
도 11은 상기 각속도 센서의 환경 온도의 변화에 대한 감도의 변화 특성의 실측 결과를 도시한 도면.
도 12는 상기 각속도 센서에 있어서의 진동자 단체의 공진 저항/센서 감도의 온도 의존성을 도시한 도면.
도 13은 상기 각속도 센서에 있어서의 진동자의 단면 종횡비와 이조도의 관계를 도시한 도면.
도 14는 상기 각속도 센서에 있어서의 진동자의 단면도.
도 15는 상기 각속도 센서에 있어서의 감도와 전극폭비의 관계를 도시한 도면.
도 16은 상기 각속도 센서의 감도와 이조도의 관계를 도시한 도면.
도 17은 상기 각속도 센서에 있어서의 압전체의 두께와 상기 진동자의 두께와의 비를 바꾸고, 진동자의 발진 주파수 및 그 구동 회로의 이상기의 조정 허용량을 측정한 결과를 도시한 도면.
도 18은 상기 각속도 센서에 있어서의 전극과 지지 부재와의 접합 구조에 있어서의 전극과 지지 부재의 최상층 표면의 재질을 바꾼 경우의 저항 변화 상황을 도시한 도면.
도 19는 종래의 각속도 센서의 일예를 도시한 도면으로서, (a)는 진동자의 부분을 도시한 사시도, (b)는 진동자의 부분을 도시한 상면시도, (c)는 진동자의 부분을 도시한 저면시도.
도 20은 종래의 각속도 센서의 일예를 도시한 도면으로서, (a)는 진동자의 부분을 도시한 사시도, (b)는 진동자의 부분을 도시한 상면시도, (c)는 진동자의 부분을 도시한 저면시도.
♠도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명♠
1 : 각속도 센서 1a : 진동자
2 : 기체 2A, 2B : 주면(主面)
3 : 압전체 3A, 3B : 주면
3a : 기준 전극 3b : 구동 전극
3c1, 3c2 : 검출 전극 4 : 임피던스 변환 회로
5 : 가산 회로 6 : 발진 회로
7 : 차동 증폭 회로 8 : 동기 검파 회로
9 : 직류 증폭 회로 10A1, 10A2, 10B1, 10B2 : 지지 부재
11 : 굴곡부 12 : 암부
13 : 접속부 13A : 노치부
15 : 접속편 16, 26 : 코팅층
18 : 단락 방지부 20, 25 : 웨이퍼
30 : 구동 검출 회로 31, 32, 33 : 압전 소자
37 : 기준 전위 35 : 도전성 접착제

Claims (5)

  1. 표면에 구동 전극과 검출 전극이 형성된 압전(壓電) 세라믹스 진동체로 이루어지는 기둥형상의 진동자와,
    상기 진동자의 진동시에 발생하는 절점(節點)부를 끼워지지하도록 상기 절점부에 접합되고, 상기 진동자의 기계적 지지 및 전기적 접속을 겸하는 지지 부재를 구비하고,
    상기 지지 부재는, 상기 진동자의 진동 방향과 개략 직교하는 방향으로 장척의 암부와, 해당 암부의 선단에 형성되고, 노치부가 마련된 상기 진동자와의 접속부를 가지며,
    상기 진동자 및 지지 부재는, 각각 전기적 접속 부위의 최상층 표면이 은 또는 금으로 코팅되어 이루어지고, 상기 노치부를 통하여 상기 접속부의 양면에 걸쳐 연속하는 상태로 도포된 은 입자를 도전 필러로 하는 도전성 접착제에 의해 전기적 및 기계적으로 접속되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 각속도(角速度) 센서.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 지지 부재는, 각 절점의 상측의 지지 부재와 하측의 지지 부재로 상기 진동자의 길이 방향에 관해 서로 같은 방향으로 굴곡된 굴곡부를 각각 도중에 포함하고, 상기 진동자의 상하 방향 및 길이 방향으로 직교하는 방향으로 늘어난 암부와, 해당 암부에 상기 진동자와의 접속부를 갖는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 진동자는 기체와 압전체를 적층하여 이루어지고,
    상기 압전체는 PZT(티탄산 지르코늄산 납)을 주성분으로 하는 압전 세라믹스로 이루어지고, 상기 기체는, 상기 압전 세라믹스의 주성분인 PZT에 비하여, 영율과 열팽창 계수가 동등 이하의 물성치를 갖는 PZT 이외의 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 기체는, 아모퍼스 카본으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 압전체가 대향하는 한쪽의 주면으로서 상기 기체와 접합되는 면에 형성되고, 기준 전위에 접속되는 기준 전극과,
    상기 압전체가 대향하는 다른쪽의 주면에 상기 진동자의 길이 방향을 따라 형성되고, 상기 진동자를 진동시키기 위한 신호가 공급된 적어도 하나의 구동 전극과,
    상기 압전체가 대향하는 다른쪽의 주면에 상기 구동 전극을 끼우는 형태로 서로 평행하게 형성되고, 상기 진동자에 생기는 코리올리 힘에 따른 신호를 출력하기 위한 적어도 한 쌍의 검출 전극을 구비하고,
    상기 진동자의 기계적 지지 및 전기적 접속을 겸하는 지지 부재를 통하여 상기 구동 전극과 상기 기준 전극과의 사이에 전압을 인가하여, 상기 압전체에 의해 상기 진동자를 진동시킴과 함께 상기 진동자에 생기는 코리올리 힘을 상기 압전체에 의해 검출하고, 상기 검출 전극으로부터 상기 코리올리 힘에 따른 신호로서 얻어지는 각속도 검출 신호를 상기 진동자의 기계적 지지 및 전기적 접속을 겸하는 지지 부재를 통용하여 출력하는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
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