WO2006057128A1 - 圧電振動子、振動ジャイロおよび圧電振動子の製造方法 - Google Patents

圧電振動子、振動ジャイロおよび圧電振動子の製造方法 Download PDF

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Keiichi Okano
Katsumi Fujimoto
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    • H03H9/176—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator consisting of ceramic material

Definitions

  • Piezoelectric vibrator vibrating gyroscope, and method of manufacturing piezoelectric vibrator
  • the present invention relates to a piezoelectric vibrator, a vibration gyro, and a method for manufacturing a piezoelectric vibrator.
  • the piezoelectric vibrator particularly relates to a bimorph type.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 7-332988
  • an object of the present invention is to provide a piezoelectric vibrator, a vibration gyro, and a method for manufacturing a piezoelectric vibrator that can reduce variations in resonance resistance of the piezoelectric vibrator.
  • a piezoelectric vibrator has a first main surface and a second main surface that are elongated and face each other, and are divided in the width direction on the first main surface.
  • a first piezoelectric substrate on which two divided electrodes are formed, and a third main surface and a fourth main surface that are long and face each other, and a common electrode is formed on the third main surface.
  • a second piezoelectric substrate and a front The first piezoelectric substrate and the second piezoelectric substrate are bonded to each other so that the second main surface and the fourth main surface are in contact with each other, and the first piezoelectric substrate and the second piezoelectric substrate are bonded to each other.
  • the piezoelectric substrate is polarized in opposite directions in the thickness direction, and the second main surface and the fourth main surface are mirror-finished! /.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of a first step of a method for manufacturing a piezoelectric vibrator in a first embodiment based on the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of a second step of the method of manufacturing a piezoelectric vibrator in the first embodiment based on the present invention.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of a third step of the method of manufacturing a piezoelectric vibrator in the first embodiment based on the present invention.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of a fourth step of the method of manufacturing a piezoelectric vibrator in the first embodiment based on the present invention.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of a fifth step of the method of manufacturing a piezoelectric vibrator in the first embodiment based on the present invention.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of a sixth step of the method of manufacturing a piezoelectric vibrator in the first embodiment based on the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the piezoelectric vibrator according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a graph comparing longitudinal resonance resistance values between the piezoelectric vibrator according to the first embodiment of the present invention and a conventional piezoelectric vibrator.
  • FIG. 9 is a graph showing the relationship between the surface roughness and the longitudinal resonance resistance of the surfaces of the two piezoelectric substrates of the piezoelectric vibrator according to the first embodiment of the present invention that are bonded to each other.
  • FIG. 10 is a perspective view of a vibrating gyroscope according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 11 is a conceptual diagram of each part that performs signal processing of the vibration gyro according to the second embodiment of the present invention. Explanation of symbols
  • a piezoelectric substrate la having a piezoelectric material force such as PZT is prepared as a first piezoelectric substrate.
  • a metal film such as Ni, Cr, Ag or the like is formed on the upper and lower surfaces of the piezoelectric substrate la by plating.
  • the unit substrate 12a shown in FIG. 1 is obtained.
  • the unit substrate 12a has metal films 2a and 2b formed on the upper and lower surfaces of the piezoelectric substrate la, respectively.
  • This unit substrate 12a is polarized in the thickness direction using the metal films 2a and 2b as electrodes.
  • the applied voltage at the time of polarization is about 5000 V with respect to the thickness lmm of the piezoelectric substrate la.
  • the metal film 2b on the lower surface of the unit substrate 12a is removed.
  • chemical etching or mechanical grinding can be employed. In this way, as shown in FIG. 2, a unit substrate 12a covered only with one side of the metal film is obtained.
  • the surface 7a exposed by removing the metal film is mirror-finished.
  • the metal film 2b is removed by chemical etching, it is mirror-finished by mechanical polishing as shown in FIG.
  • the surface of the piezoelectric substrate la on the side where the metal film 2a is formed may be pre-wrapped before being covered with the metal film 2a.
  • the surface roughness is not more than 0.1 mRa without mirroring.
  • the lapping machine 3 is used to polish the surface 7a.
  • Rappin # 2000 to # 4000 can be used as the gun barrel.
  • the metal film 2b When the metal film 2b is removed by mechanical removal processing, it may be mirror-finished by another polishing cage as shown in FIG. Alternatively, it can be mirrored as it is by the grinding process used to remove the metal film.
  • a unit substrate 12a is obtained in which one surface is covered with the metal film 2a and the other surface is a mirror-finished surface 7a.
  • the unit substrate 12a is bonded to another unit substrate 12b produced in the same manner.
  • the unit substrate 12b is manufactured separately through the same process as the unit substrate 12a. That is, the manufacturing process of the unit substrate 12b includes a second metal film forming process and a second polishing process.
  • the manufacturing process of the unit substrate 12b includes a second metal film forming process and a second polishing process.
  • a metal film of Ni, Cr, Ag or the like is formed on the upper and lower surfaces of the second piezoelectric substrate by plating.
  • the second polishing step is a step of mirror-finishing the surface exposed by removing the metal film of the second piezoelectric substrate.
  • one surface of the piezoelectric substrate lc is covered with a metal film 2c, and the other surface is a mirror-finished surface 7c.
  • the surface 7c is mirror-finished in advance by a second polishing step similar to the first polishing step.
  • the shell-dividing step is performed such that the surface 7a of the unit substrate 12a and the surface 7c of the unit substrate 12b are in contact with each other.
  • a bonded unit substrate 4 as shown in FIG. 5 is obtained.
  • a prismatic vibrator 5 as shown in Fig. 6 is cut out.
  • FIG. 7 shows the piezoelectric vibrator 10 as viewed from the end face.
  • the metal film 2a (see FIG. 6) on the upper surface of the prismatic vibrator 5 is divided into two, and the groove 6 is formed along the longitudinal direction in the center of the metal film 2a.
  • the metal film 2a becomes the divided electrodes 2al and 2a2. Further, the electrode may be divided by burning out the metal film with a laser or the like.
  • the prismatic vibrator 5 shown in FIG. 6 becomes a piezoelectric vibrator 10 as shown in FIG.
  • timing for performing the polarization treatment of the piezoelectric substrate may be any time before the step of bonding. For example, it may be performed after removing one of the metal films covering both surfaces.
  • the piezoelectric vibrator 10 has a first main surface 41 and a second main surface 42 that are polarized in a certain direction in the thickness direction and are elongated and face each other.
  • the first piezoelectric substrate la and the second piezoelectric substrate lc are bonded together so that the second main surface 42 and the fourth main surface 44 are in contact with each other, and the first piezoelectric substrate la and the second piezoelectric substrate la are in contact with each other.
  • Each of the piezoelectric substrates lc is polarized in opposite directions in the thickness direction.
  • the second main surface 42 and the fourth main surface 44 are mirror-finished!
  • the second main surface 42 and the fourth main surface 44 of the piezoelectric substrates la and lc preferably have a surface roughness of 0.1 ⁇ mRa or less.
  • the surface of the two piezoelectric substrates la and lc on which the metal films 2a and 2c are formed is rougher than the surfaces 7a and 7c.
  • the surface on which the metal films 2a and 2c are formed preferably has a surface roughness of 0.1 mRa or more.
  • the surface roughness of the third main surface 43 where the surface roughness of the first main surface 41 is larger than the surface roughness of the second main surface 42 is that of the fourth main surface 44. It becomes larger than the surface roughness.
  • the surfaces 7a and 7c are mirror-finished in the step shown in FIG. 4, so that the joint surfaces, that is, the second main surface 42 and the fourth main surface 44 are smooth in the structure shown in FIG.
  • voids bubbles
  • the thickness of the adhesive layer becomes more uniform and thinner. Therefore, it is possible to reduce the variation in characteristics among the prismatic oscillators obtained by cutting out the unit substrate force.
  • Fig. 8 shows the longitudinal resonance resistance between the case where the surfaces 7a and 7c are mirror-finished and the piezoelectric vibrator is manufactured, and the case where the surfaces 7a and 7c are not mirror-finished and the piezoelectric vibrator is manufactured. A comparison of the values of is shown. As can be seen from Fig. 8, the variation in the value of the longitudinal resonance resistance is smaller when the surfaces are mirror-finished and bonded together. Table 1 shows the results of examining longitudinal resonance resistance at various values of surface roughness in order to confirm the appropriate degree of mirroring.
  • Figure 9 shows a graph of the contents of Table 1. As shown in Fig. 9, in particular, the two piezoelectric substrates When the surface roughness of the surfaces joined to each other is reduced to less than 0.1 ⁇ mRa, the longitudinal resonance resistance decreases rapidly.
  • the method for manufacturing a piezoelectric vibrator according to the present invention, at least one of the first polishing step and the second polishing step is lapped so that the surface roughness is 0.1 ⁇ mRa or less. Is preferably performed.
  • the first polishing step and the second polishing step are! It is preferable to perform the lapping force so that the surface roughness becomes 0.1 ⁇ mRa or less. In this way, a piezoelectric vibrator having a small variation in the value of the longitudinal resonance resistance can be obtained more reliably.
  • first main surface 41 is larger than the surface roughness of second main surface 42.
  • the surface roughness of third main surface 43 is larger than the surface roughness of fourth main surface 44.
  • the surface roughness of the first main surface 41 and the third main surface 43 can be relatively increased, it is possible to increase the bonding strength when the metal terminal is attached to the metal film with solder or an adhesive.
  • this vibrating gyroscope 11 has the necessary circuits mounted on the surface of the hybrid IC substrate 8, and further mounted with the piezoelectric vibrator 10 described in the first embodiment. .
  • the metal films on the upper and lower surfaces of the piezoelectric vibrator 10 are bonded to a support pin (not shown) provided on the hybrid IC substrate 8 with a conductive adhesive.
  • the piezoelectric resonator 10 is supported in a hollow shape by a support pin. This support pin is the vibration of the piezoelectric vibrator Arranged to be unhindered.
  • Cap 9 may be made of metal.
  • the cap 9 is bonded to the hybrid IC substrate 8 with an adhesive.
  • FIG. 11 shows a conceptual diagram of each part that performs signal processing of the vibrating gyroscope.
  • the vibration gyro 11 includes a piezoelectric vibrator 10, an oscillation circuit 20 connected to the piezoelectric vibrator 10, and a detection circuit 30 connected to the oscillation circuit 20.
  • the oscillation circuit 20 corresponds to a driving means for applying a driving signal between the two divided electrodes 2al and 2a2 and the metal film 2c as a common electrode.
  • the detection circuit 30 corresponds to detection means for detecting a signal generated between the two divided electrodes 2al and 2a2.
  • the metal film 2 c as a common electrode of the piezoelectric vibrator 10 is connected to a phase circuit included in the oscillation circuit 20.
  • the oscillation circuit 20 includes an inverting adder and an LR buffer in addition to the phase circuit.
  • the detection circuit 30 includes a differential operation unit, a synchronous detection unit, a smoothing circuit, and a DC amplification unit.
  • the LR buffer is connected to the differential operation unit.
  • the DC amplification unit is a part that outputs to the outside as the vibration gyro 11.
  • the piezoelectric vibrator 10 since the piezoelectric vibrator 10 has the configuration described in the first embodiment, variation in characteristics can be suppressed to be small. In particular, the variation in the value of the longitudinal resonance resistance can be reduced. Therefore, a highly accurate vibration gyro can be obtained.
  • the vibrating gyroscope 11 is self-excited by the oscillation circuit 20.
  • the difference in voltage amplitude between the divided electrodes 2al and 2a2 is calculated, and synchronous detection is performed using the reference signal. Synchronous detection output is smoothed and amplified, and angular velocity vibration is output as a voltage signal
  • cap 9 also has a conductive force and the cap 9 is connected to the ground wiring of the circuit, noise from the outside can be blocked by the shielding effect.

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Abstract

　圧電振動子（１０）は、長尺状で互いに対向する第１主面（４１）および第２主面（４２）を有し、第１主面（４１）に幅方向に分かれた２つの分割電極（２ａ１，２ａ２）が形成された第１の圧電体基板（１ａ）と、長尺状で互いに対向する第３主面（４３）および第４主面（４４）を有し、第３主面（４３）に共通電極（２ｃ）が形成された第２の圧電体基板（１ｃ）とを備える。第１の圧電体基板（１ａ）と第２の圧電体基板（１ｃ）とは第２主面（４２）と第４主面（４４）とが当接するように互いに貼り合わせられている。第１の圧電体基板（１ａ）と第２の圧電体基板（１ｃ）とはそれぞれ厚み方向に互いに逆の向きで分極されている。前記第２主面および前記第４主面はいずれも鏡面化されている。

Description

明 細 書
圧電振動子、振動ジャイロおよび圧電振動子の製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、圧電振動子、振動ジャイロおよび圧電振動子の製造方法に関するもの である。圧電振動子としては、特にバイモルフ型のものに関する。
背景技術
[0002] 従来、バイモルフ型の圧電振動子を用いた振動ジャイロとしては、特開平 7— 3329 88号公報 (特許文献 1)に開示されたものがあった。ここで用いられている圧電振動 子は、厚み方向の分極の向きが互いに逆となっている 2つの長尺状の圧電体を貼り 合わせて構成されるバイモルフ角柱振動子であり、上面と、下面とにそれぞれ電極を 有する。上面の電極は幅方向に 2つの領域に分割されて 、るために分割電極と呼ば れ、下面の電極はほぼ全面に形成されており共通電極と呼ばれている。また、この圧 電振動子は、 2つの圧電体基板を貼り合わせた境界面に金属膜を有する。特許文献 1の段落 0022では、境界面には電極を形成しな 、構成であってもよ 、とされて！/、る。 特許文献 1：特開平 7— 332988号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] しかし、切り出した圧電体の互いに貼合せられる面力 金属膜を除去して貼り合わ せるだけでは、接着層にボイドが生じるなどして、接着層が不均一になったり厚くなつ たりしてしまう。そのため、圧電振動子の共振抵抗のばらつきが大きくなつてしまう。
[0004] そこで、本発明は、圧電振動子の共振抵抗のばらつきを小さくすることができる圧 電振動子、振動ジャイロおよび圧電振動子の製造方法を提供することを目的とする。 課題を解決するための手段
[0005] 上記目的を達成するため、本発明に基づく圧電振動子は、長尺状で互いに対向す る第 1主面および第 2主面を有し、前記第 1主面に幅方向に分かれた 2つの分割電 極が形成された第 1の圧電体基板と、長尺状で互いに対向する第 3主面および第 4 主面を有し、前記第 3主面に共通電極が形成された第 2の圧電体基板とを備え、前 記第 1の圧電体基板と前記第 2の圧電体基板とは前記第 2主面と前記第 4主面とが 当接するように互いに貼り合わせられ、前記第 1の圧電体基板と前記第 2の圧電体基 板とはそれぞれ厚み方向に互いに逆の向きで分極されており、前記第 2主面および 前記第 4主面は 、ずれも鏡面化されて!/、る。
発明の効果
[0006] 本発明によれば、接合面が平滑となって、ユニット基板力も切り出した角柱振動子 ごとの特性のばらつきを小さく抑えることができる。
図面の簡単な説明
[0007] [図 1]本発明に基づく実施の形態 1における圧電振動子の製造方法の第 1の工程の 説明図である。
[図 2]本発明に基づく実施の形態 1における圧電振動子の製造方法の第 2の工程の 説明図である。
[図 3]本発明に基づく実施の形態 1における圧電振動子の製造方法の第 3の工程の 説明図である。
[図 4]本発明に基づく実施の形態 1における圧電振動子の製造方法の第 4の工程の 説明図である。
[図 5]本発明に基づく実施の形態 1における圧電振動子の製造方法の第 5の工程の 説明図である。
[図 6]本発明に基づく実施の形態 1における圧電振動子の製造方法の第 6の工程の 説明図である。
[図 7]本発明に基づく実施の形態 1における圧電振動子の断面図である。
[図 8]本発明に基づく実施の形態 1における圧電振動子と従来の圧電振動子との間 で縦共振抵抗の値を比較したグラフである。
[図 9]本発明に基づく実施の形態 1における圧電振動子の 2枚の圧電体基板の互い に接合されている面の表面粗さと縦共振抵抗との関係を示すグラフである。
[図 10]本発明に基づく実施の形態 2における振動ジャイロの斜視図である。
[図 11]本発明に基づく実施の形態 2における振動ジャイロの信号処理を行なう各部 の概念図である。 符号の説明
[0008] la, lc 圧電体基板、 2a, 2b, 2c 金属膜、 2al, 2a2 分割電極、 3 ラップ盤、 4 貼合せユニット基板、 5 角柱振動子、 6 溝、 7a, 7c 貼合せ面、 8 ノ、イブリツド IC 基板、 9 キャップ、 10 圧電振動子、 11 振動ジャイロ、 12a, 12b ユニット基板、 2 0 発振回路、 30 検出回路、 41 第 1主面、 42 第 2主面、 43 第 3主面、 44 第 4 主面。
発明を実施するための最良の形態
[0009] (実施の形態 1)
(製造方法）
図 1〜図 7を参照して、本発明に基づく実施の形態 1における圧電振動子の製造方 法について説明する。第 1の圧電体基板として、 PZTなどの圧電材料力 なる圧電 体基板 laを用意する。第 1金属膜形成工程として、圧電体基板 laの上下面に Ni, C r, Agなどの金属膜をめつきによって形成する。こうして、図 1に示すユニット基板 12a が得られる。ユニット基板 12aは圧電体基板 laの上下面にそれぞれ金属膜 2a, 2bが 形成されたものである。金属膜 2a, 2bを電極として利用してこのユニット基板 12aを 厚み方向に分極処理する。分極時の印加電圧は圧電体基板 laの厚み lmmに対し て 5000V程度とする。
[0010] このユニット基板 12aの下面の金属膜 2bを除去する。除去方法としては、化学的ェ ツチングまたは機械的研削加工が採用可能である。こうして、図 2に示すように片面に のみ金属膜で覆われたユニット基板 12aが得られる。次に、第 1研磨工程として、金 属膜が除去されて露出した面 7aを鏡面加工する。金属膜 2bの除去を化学的エッチ ングで行なった場合は図 3に示すように別途機械的な研磨加工によって鏡面化する 。鏡面化のための研磨カ卩ェとしては、加工後の表面が表面粗さ 0. 1 μ mRa以下に なるようにラッピング力卩ェを行なうことが好ま U、。
[0011] なお、圧電体基板 laのうち金属膜 2aが形成されている側の面も金属膜 2aで覆う前 に予めラッピングカ卩ェしておいてもよい。ただし、その場合は鏡面化はせず表面粗さ 0. 1 mRa以上としておくことが好ましい。
[0012] 図 3では、一例としてラップ盤 3を用いて面 7aの研磨力卩ェを行なっている。ラッピン グの砲粒としては、 # 2000〜 # 4000のものを用いることができる。
[0013] 金属膜 2bの除去を機械的除去加工によって行なった場合は、その機械的除去カロ ェの後に図 3に示したように別の研磨カ卩ェによって鏡面化してもよい。あるいは、金 属膜を除去するために用いた研削加工によってそのまま鏡面化まで行なってもよ 、。
[0014] こうして、一方の面が金属膜 2aで覆われ、他方の面が鏡面化された面 7aとなって いるユニット基板 12aが得られる。
[0015] 図 4に示すように、ユニット基板 12aを、同様に作製したもう 1枚のユニット基板 12b と貼り合わせる。ユニット基板 12bは、ユニット基板 12aと同様の工程を経て別途作製 されたものである。すなわち、ユニット基板 12bの製造工程の中には、第 2金属膜形 成工程と第 2研磨工程とが含まれる。第 2金属膜形成工程とは、第 2の圧電体基板の 上下面に Ni, Cr, Agなどの金属膜をめつきによって形成するものである。第 2研磨 工程とは、第 2の圧電体基板の金属膜が除去されて露出した面を鏡面加工する工程 である。
[0016] ユニット基板 12bにおいては、圧電体基板 lcの一方の面が金属膜 2cで覆われ、他 方の面が鏡面化された面 7cとなっている。面 7cは、第 1研磨工程と同様の第 2研磨 工程によって予め鏡面化されて 、る。
[0017] 貝占り合わせる工程は、ユニット基板 12aの面 7aとユニット基板 12bの面 7cとが互い に当接するように行なう。貼り合わせた結果、図 5に示すような貼合せユニット基板 4 が得られる。この貼合せユニット基板 4から、図 6に示すような角柱振動子 5を切り出 す。ダイサーなどを用いて図 7に示すように溝加工を施す。図 7は圧電振動子 10を端 面から見たところを示す。この溝加工は、この角柱振動子 5の上面の金属膜 2a (図 6 参照）を 2分割するものであり、金属膜 2aの中央に長手方向に沿って溝 6が形成され る。分割されることによって、金属膜 2aは分割電極 2al, 2a2となる。また、電極の分 割は、レーザなどによって金属膜を焼き切ることによって行なってもよい。こうして、図 6に示した角柱振動子 5は、図 7に示すように、圧電振動子 10となる。
[0018] なお、圧電体基板の分極処理を行なうタイミングは、貼り合わせる工程の前であれ ばいつでもよい。たとえば、両面を覆っていた金属膜のうちの一方を除去した後で行 なってもよい。 [0019] (構成）
本発明に基づく圧電振動子 10は、図 7に示すように、厚み方向の一定の向きに分 極され、長尺状で互いに対向する第 1主面 41および第 2主面 42を有し、第 1主面 41 に幅方向に分かれた 2つの分割電極 2al, 2a2が形成された第 1の圧電体基板 laと 、長尺状で互いに対向する第 3主面 43および第 4主面 44を有し、第 3主面 43に共通 電極 2cが形成された第 2の圧電体基板 lcとを備える。第 1の圧電体基板 laと第 2の 圧電体基板 lcとは第 2主面 42と第 4主面 44とが当接するように互いに貼り合わせら れ、第 1の圧電体基板 laと第 2の圧電体基板 lcとはそれぞれ厚み方向に互いに逆 の向きで分極されて ヽる。第 2主面 42および第 4主面 44は ヽずれも鏡面化されて!/ヽ る。圧電体基板 la, lcの第 2主面 42および第 4主面 44は、それぞれ表面粗さが 0. 1 μ mRa以下となっていることが好ましい。
[0020] 図 4に示す工程の時点で、 2つの圧電体基板 la, lcのうちの金属膜 2a, 2cが形成 された面は、面 7a, 7cより表面粗さが粗いことが好ましい。金属膜 2a, 2cが形成され た面は表面粗さが 0. 1 mRa以上であることが好ましい。その場合、図 7の構造にお いて、第 1主面 41の表面粗さが第 2主面 42の表面粗さよりも大きぐ第 3主面 43の表 面粗さが第 4主面 44の表面粗さよりも大きくなることとなる。
[0021] (作用'効果）
本実施の形態では、図 4に示す工程において面 7a, 7cの鏡面化を行なっているこ とによって、図 7に示す構造において接合面すなわち第 2主面 42および第 4主面 44 が平滑となって、接着層にボイド (気泡)が生じに《なる。接着剤で接着する場合は 、接着剤層の厚みがより均一となり、より薄くなる。したがって、ユニット基板力 切り出 した角柱振動子ごとの特性のばらつきを小さく抑えることができる。
[0022] 図 8に、面 7a, 7cの鏡面化を行なって圧電振動子を作製した場合と、面 7a, 7cの 鏡面化を行なわずに圧電振動子を作製した場合との、縦共振抵抗の値の比較を示 す。図 8からわ力るように、鏡面化を行なって貼り合わせた場合の方が縦共振抵抗の 値のばらつきは小さくなつている。適正な鏡面化の度合いを確認するために、表面粗 さのいく通りかの値における縦共振抵抗を調べた結果を表 1に示す。この表 1の内容 をグラフ化したものを図 9に示す。図 9からわ力るように、特に、 2枚の圧電体基板の 互いに接合されている面の表面粗さを 0. 1 μ mRa以下にまで小さくしたときには縦 共振抵抗が急激に小さくなつて!ヽる。
[表 1]
Figure imgf000008_0001
[0024] 面 7a, 7cのうち一方のみが 0. 1 mRa以下になっていても本発明による一定の効 果はあるが、面 7a, 7cのいずれもが 0. 1 mRa以下となっていることがより好ましい
[0025] したがって、本発明に基づく圧電振動子の製造方法においては、第 1研磨工程お よび前記第 2研磨工程のうち少なくとも一方では表面粗さが 0. 1 μ mRa以下となるよ うにラッピング加工を行なうことが好ましい。また、第 1研磨工程および前記第 2研磨 工程は!、ずれも表面粗さが 0. 1 μ mRa以下となるようにラッピング力卩ェを行なうこと 力 り好ましい。このようにすれば、縦共振抵抗の値のばらつきが小さな圧電振動子 をより確実に得ることができる。
[0026] なお、第 1主面 41の表面粗さが第 2主面 42の表面粗さよりも大きぐ第 3主面 43の 表面粗さが第 4主面 44の表面粗さよりも大きくなるようにした場合、第 1主面 41および 第 3主面 43の表面粗さが相対的に大きくできるので、金属膜に金属端子をはんだや 接着剤で取り付ける際の接合強度を高めることができる。
[0027] (実施の形態 2)
(構成）
図 10、図 11を参照して、本発明に基づく実施の形態 2における振動ジャイロにつ いて説明する。この振動ジャイロ 11は、図 10に示すように、ハイブリッド IC基板 8の表 面に必要な回路を実装し、さら〖こ、実施の形態 1で説明した圧電振動子 10を搭載し たものである。圧電振動子 10の上下の面の金属膜は、ハイブリッド IC基板 8に設けら れた支持ピン (図示せず)に対して導電性接着剤によって接着されている。圧電振動 子 10は支持ピンによって中空に支持されている。この支持ピンは圧電振動子の振動 を妨げられな 、ように配置されて 、る。ノ、イブリツド IC基板 8の表面の圧電振動子 10 およびその他の回路は、キャップ 9で覆われることによって保護されている。キャップ 9 は金属製であってよい。キャップ 9は、接着剤によってハイブリッド IC基板 8に接着さ れている。
[0028] この振動ジャイロの信号処理を行なう各部の概念図を図 11に示す。振動ジャイロ 1 1は、圧電振動子 10と、これに接続された発振回路 20と、発振回路 20に接続された 検出回路 30とを備える。発振回路 20は、 2つの分割電極 2al, 2a2と共通電極として の金属膜 2cとの間に駆動信号を印加するための駆動手段に該当する。検出回路 30 は、 2つの分割電極 2al, 2a2同士の間に発生する信号を検出するための検出手段 に該当する。
[0029] 圧電振動子 10の共通電極としての金属膜 2cは、発振回路 20に含まれる位相回路 に接続されている。発振回路 20は、位相回路のほかに反転加算部、 LRバッファを含 んでいる。検出回路 30は、差動演算部と同期検波部と平滑ィ匕回路と、 DC増幅部と を含んでいる。 LRバッファは、差動演算部に接続されている。 DC増幅部は、振動ジ ャイロ 11としての外部への出力を行なう部分である。
[0030] (作用'効果）
本実施の形態における振動ジャイロ 11は、圧電振動子 10が実施の形態 1で説明し た構成のものであるので、特性のばらつきを小さく抑えることができる。特に、縦共振 抵抗の値のばらつきを小さくすることができる。したがって、信頼性が高く高精度な振 動ジャイロとすることができる。
[0031] この振動ジャイロ 11を、発振回路 20によって自励振させる。この振動ジャイロ 11で は、分割電極 2al, 2a2における電圧振幅の差を演算し、基準信号で同期検波をか ける。同期検波の出力を平滑化して増幅し、角速度振動を電圧信号として出力する
[0032] なお、キャップ 9を導電体力もなるものとして、キャップ 9を回路のグランド配線に接 続すると、遮蔽効果によって外部からのノイズを遮断することができる。
[0033] なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なもので はない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求 の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

Claims

請求の範囲
[1] 長尺状で互いに対向する第 1主面 (41)および第 2主面 (42)を有し、前記第 1主面 に幅方向に分かれた 2つの分割電極（2al, 2a2)が形成された第 1の圧電体基板（1 a)と、
長尺状で互いに対向する第 3主面 (43)および第 4主面 (44)を有し、前記第 3主面 に共通電極が形成された第 2の圧電体基板（lc)とを備え、
前記第 1の圧電体基板と前記第 2の圧電体基板とは前記第 2主面と前記第 4主面と が当接するように互いに貼り合わせられ、前記第 1の圧電体基板と前記第 2の圧電体 基板とはそれぞれ厚み方向に互いに逆の向きで分極されており、
前記第 2主面および前記第 4主面は 、ずれも鏡面化されて!/、る、圧電振動子。
[2] 前記第 2主面および前記第 4主面はそれぞれ表面粗さが 0. 1 /z mRa以下となって いる、請求項 1に記載の圧電振動子。
[3] 前記第 1主面の表面粗さが前記第 2主面の表面粗さよりも大きぐ前記第 3主面の 表面粗さが前記第 4主面の表面粗さよりも大き 、、請求項 1に記載の圧電振動子。
[4] 請求項 1に記載の圧電振動子を備え、さらに、
前記 2つの分割電極と前記共通電極との間に駆動信号を印加するための駆動手 段と、
前記 2つの分割電極同士の間に発生する信号を検出するための検出手段とを備え る、振動ジャイロ。
[5] 第 1の圧電体基板の主面に分割電極となるべき金属膜を形成する第 1金属膜形成 工程と、
第 2の圧電体基板の主面に共通電極となるべき金属膜を形成する第 2金属膜形成 工程と、
前記第 1の圧電体基板の前記主面に対向する接合面を研磨加工する第 1研磨ェ 程と、
前記第 2の圧電体基板の前記主面に対向する接合面を研磨加工する第 2研磨ェ 程と、
前記第 1の圧電体基板の接合面と前記第 2の圧電体基板の接合面とを互いに貼り 合わせる工程とを含む、圧電振動子の製造方法。
[6] 第 1研磨工程および前記第 2研磨工程のうち少なくとも一方では表面粗さが 0. 1 μ mRa以下となるようにラッピング加工を行なう、請求項 5に記載の圧電振動子の製造 方法。
[7] 第 1研磨工程および前記第 2研磨工程はいずれも表面粗さが 0. 1 mRa以下とな るようにラッピング加工を行なう、請求項 5に記載の圧電振動子の製造方法。
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