物理量检测装置及其制造方法、电子设备以及移动体与流程

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物理量检测装置及其制造方法、电子设备以及移动体与流程

本发明涉及物理量检测装置、该物理量检测装置的制造方法、具备该物理量检测装置的电子设备以及移动体。



背景技术:

一直以来,作为物理量检测装置,已知一种如下的结构的振动陀螺用振子,即,一体地形成实施驱动振动以及检测振动的可动部和连接该可动部的基部,在可动部以及基部的表背两面上配置驱动电极以及检测电极,并具有对驱动振动进行激励的驱动单元和对检测振动进行检测的检测单元,可动部以及基部由透射激光的材料构成,在可动部以及基部的表背两面上配置调节用电极,表面的调节用电极与背面的调节用电极以未对置的方式配置,利用激光将调节用电极的全部或一部分去除(例如,参照专利文献1)。

上述振动陀螺用振子被设为,通过利用激光对调节用电极的全部或一部分进行去除,从而能够实施随着配线间的静电电容而产生的驱动信号向检测电极的串扰的平衡调节。

上述振动陀螺用振子在实施方式中,由于从各检测电极延伸的多个检测信号用配线中的静电电容之差如果在制造时不进行测量则不可知,因此,调节用电极根据检测信号用配线的数量而被设置为多个梳齿状。

由此,上述振动陀螺用振子中,对于梳齿状的调节用电极的配置,在可动部以及基部的表背两面上需要相当程度的空间,因此,存在难以实现进一步的小型化的可能。

另外,上述振动陀螺用振子中,由于调节用电极的梳齿中的根据多个检测信号用配线中的静电电容之差而照射激光的梳齿各不相同,因此,需要每次都变更激光照射位置。

由于该激光照射位置的每次变更,上述振动陀螺用振子存在生产率下降的可能。

专利文献1:日本特开2009-222666号公报



技术实现要素:

本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的发明,能够作为以下的方式或应用例来实现。

应用例1

本应用例所涉及的物理量检测装置的特征在于,具备:驱动信号图案,其包括被施加驱动信号的驱动电极以及与所述驱动电极连接的驱动信号配线;第一检测信号图案,其包括输出第一检测信号的第一检测电极以及与所述第一检测电极连接的第一检测信号配线,并与所述驱动信号图案电容耦合;第二检测信号图案,其包括输出与所述第一检测信号反相的第二检测信号的第二检测电极以及与所述第二检测电极连接的第二检测信号配线,并与所述驱动信号图案电容耦合,所述第一检测信号图案、所述第二检测信号图案、以及所述驱动信号图案中的任意一个包括对该信号图案的面积进行调节的调节用图案。

由此,在物理量检测装置中,与驱动信号图案电容耦合的第一检测信号图案、与驱动信号图案电容耦合的第二检测信号图案以及驱动信号图案中的任意一个包括对该信号图案的面积进行调节的调节用图案。

由此,物理量检测装置由于在所确定的一个信号图案中包括调节用图案,因此,无需如现有技术(例如,专利文献1)那样根据检测信号用配线的数量而将调节用电极设置为多个梳齿状。

例如,通过预先对制造偏差进行估计而对第一检测信号图案和第二检测信号图案赋予充分的静电电容之差,从而能够使第一检测信号图案或第二检测信号图案中的任意一方包括调节用图案。

其结果为,物理量检测装置能够通过对信号图案的面积进行调节的调节用图案而减小第一检测信号图案与第二检测信号图案的静电电容之差,从而提高检测精度,并且实现进一步的小型化或生产率的提高。

应用例2

在上述应用例所涉及的物理量检测装置中,优选为,所述调节用图案包括:第一图案部分,其在与所述调节用图案的延伸方向交叉的方向上具有第一宽度;第二图案部分,其在所述方向上具有窄于所述第一宽度的第二宽度。

由此,通过在调节用图案的至少一部分中设置有宽度尺寸较窄的宽度狭窄部(第二图案部分),从而能够对设置有调节用图案的检测信号图案的任意的静电电容进行调节。由此,能够减小第一检测信号图案与第二检测信号图案的静电电容之差,从而提高检测精度。

应用例3

在上述应用例所涉及的物理量检测装置中,优选为,具备振动元件,所述振动元件具有基部和与所述基部连接的振动部,所述驱动电极、所述第一检测电极以及所述第二检测电极被配置于所述振动部上,所述驱动信号配线、所述第一检测信号配线以及所述第二检测信号配线被配置于所述基部上,所述调节用图案被配置于所述基部上。

由此,物理量检测装置具备具有基部和与基部连接的振动部的振动元件,由于调节用图案被配置于基部上,因此,例如,与调节用图案位于振动部上的情况相比,能够降低由于调节用图案的面积的调节而产生的对振动部的影响。

应用例4

在上述应用例所涉及的物理量检测装置中,优选为,具备振动元件,所述振动元件具有基部、与所述基部连接的振动部以及与所述基部连接的固定部,所述驱动信号配线、所述第一检测信号配线以及所述第二检测信号配线被配置于所述基部以及所述固定部双方上,所述调节用图案被配置于所述固定部上。

由此,物理量检测装置中,振动元件具备与基部连接的固定部,由于调节用图案被配置于固定部上,因此,能够进一步降低调节用图案对振动部的影响。

另外,与调节用图案被配置于基部上的情况相比,物理量检测装置能够使基部小型化。

应用例5

在上述应用例所涉及的物理量检测装置中,优选为,具备振动元件、中继基板和电子元件,所述电子元件通过所述中继基板而与所述振动元件电连接,所述驱动信号图案、所述第一检测信号图案以及所述第二检测信号图案以跨及所述振动元件和所述中继基板的方式被配置,所述调节用图案被配置于所述中继基板上。

由此,物理量检测装置具备振动元件和通过中继基板而与振动元件电连接的电子元件,由于调节用图案被配置于中继基板上,因此,与将调节用图案配置在振动元件或电子元件上的情况相比,能够使各元件小型化。

应用例6

在上述应用例所涉及的物理量检测装置中,优选为,具备:振动元件;容器,其对所述振动元件进行收纳,所述振动元件与所述容器通过连接部而相互电连接,所述驱动信号图案、所述第一检测信号图案以及所述第二检测信号图案经由所述连接部而以跨及所述振动元件与所述容器的方式被配置,所述调节用图案被配置于所述容器上。

由此,物理量检测装置具备振动元件和容器,振动元件和容器通过连接部而相互电连接,由于调节用图案被配置于容器上,因此,与将调节用图案配置在振动元件上的情况相比,能够使振动元件小型化。

应用例7

在上述应用例所涉及的物理量检测装置中,优选为,所述调节用图案与所述驱动信号图案、所述第一检测信号图案以及所述第二检测信号图案中的成为所述电容耦合的对象的信号图案相互对置配置,在所述调节用图案与所述信号图案之间配置有恒定电位图案。

由此,物理量检测装置由于在调节用图案与成为电容耦合的对象的信号图案之间配置有恒定电位图案,因此,与未配置有恒定电位图案的情况相比,能够减小随着电容耦合而产生的调节用图案与信号图案之间的静电电容。

应用例8

在上述应用例所涉及的物理量检测装置中,优选为,所述调节用图案与所述驱动信号图案、所述第一检测信号图案以及所述第二检测信号图案中的成为所述电容耦合的对象的信号图案相互对置配置,在所述调节用图案与所述信号图案之间,存在未被静电屏蔽的区域。

由此,物理量检测装置由于在调节用图案与成为电容耦合的对象的信号图案之间存在未被静电屏蔽的区域,因此,通过对调节用图案的面积进行调节,即使是相同的调节量,与配置有上述恒定电位图案的情况相比,也能够增大静电电容的变化。

应用例9

在上述应用例所涉及的物理量检测装置中,优选为,所述调节用图案与所述驱动信号图案、所述第一检测信号图案以及所述第二检测信号图案中的成为所述电容耦合的对象的信号图案相互对置配置,在所述调节用图案与所述信号图案之间,存在配置有恒定电位图案的区域和未被静电屏蔽的区域。

由此,物理量检测装置由于在调节用图案与成为电容耦合的对象的信号图案之间存在配置有恒定电位图案的区域和未被静电屏蔽的区域,因此,能够根据对调节用图案的面积进行调节的位置的不同,而增大或减小静电电容的变化。

应用例10

本应用例所涉及的电子设备的特征在于,具备上述应用例中的任一例所述的物理量检测装置。

由此,电子设备由于具备上述应用例中的任一例所述的物理量检测装置,因此,能够实现上述应用例中的任一例所述的效果,从而能够发挥优异的性能。

应用例11

本应用例所涉及的移动体的特征在于,具备上述应用例中的任一例所述的物理量检测装置。

由此,移动体由于具备上述应用例中的任一例所述的物理量检测装置,因此,能够实现上述应用例中的任一例所述的效果,从而能够发挥优异的性能。

应用例12

本应用例所涉及的物理量检测装置的制造方法的特征在于,所述物理量检测装置具备:驱动信号图案,其包括被施加驱动信号的驱动电极以及与所述驱动电极连接的驱动信号配线;第一检测信号图案,其包括输出第一检测信号的第一检测电极以及与所述第一检测电极连接的第一检测信号配线,并与所述驱动信号图案电容耦合;第二检测信号图案,其包括输出与所述第一检测信号反相的第二检测信号的第二检测电极以及与所述第二检测电极连接的第二检测信号配线,并与所述驱动信号图案电容耦合,所述第一检测信号图案、所述第二检测信号图案以及所述驱动信号图案中的任意一个具备调节用图案,所述物理量检测装置的制造方法包括:通过使所述调节用图案的面积发生变化,从而减小由所述第一检测信号图案和所述驱动信号图案之间的所述电容耦合产生的静电电容与由所述第二检测信号图案和所述驱动信号图案之间的所述电容耦合产生的静电电容之差的工序。

由此,物理量检测装置的制造方法由于通过使调节用图案的面积发生变化从而减小第一检测信号图案和驱动信号图案之间的静电电容与第二检测信号图案和驱动信号图案之间的静电电容之差,因此,能够提高物理量检测装置的检测精度。

另外,物理量检测装置的制造方法由于在第一检测信号图案、第二检测信号图案以及驱动信号图案中的任意一个中具备调节用图案,因此,与在各信号图案中均具备调节用图案的情况相比,能够实现物理量检测装置的进一步的小型化或生产率的提高。

应用例13

在上述应用例所涉及的物理量检测装置的制造方法中,优选为,使所述调节用图案的面积发生变化的工序包括:准备所述第一检测信号图案或所述第二检测信号图案包括所述调节用图案,且包括所述调节用图案的一方的所述静电电容大于另一方的所述静电电容的物理量检测装置,并且利用能量线去除所述调节用图案的至少一部分,从而使所述调节用图案的面积减少的工序。

由此,物理量检测装置的制造方法由于包括准备包含调节用图案的一方的静电电容大于另一方的静电电容的物理量检测装置,并利用能量线去除调节用图案的至少一部分从而使调节用图案的面积减少的工序,因此,能够可靠地减小两个静电电容之差。

由此,物理量检测装置的制造方法能够提高物理量检测装置的检测精度。

应用例14

在上述应用例所涉及的物理量检测装置的制造方法中,优选为,使所述调节用图案的面积发生变化的工序包括:准备所述第一检测信号图案或所述第二检测信号图案包括所述调节用图案,且包括所述调节用图案的一方的所述静电电容小于另一方的所述静电电容的物理量检测装置,并且通过蒸镀、溅射以及离子束中的至少一种而使所述调节用图案的面积增加的工序。

由此,物理量检测装置的制造方法由于包括准备包含调节用图案的一方的静电电容小于另一方的静电电容的物理量检测装置,并通过蒸镀以及溅射中的至少一种而使调节用图案的面积增加的工序,因此能够可靠地减小两个静电电容之差。

由此,物理量检测装置的制造方法能够提高物理量检测装置的检测精度。

附图说明

图1为表示从第一实施方式的陀螺振动元件的一个主面侧观察到的一个主面侧的结构的俯视图。

图2为表示从第一实施方式的陀螺振动元件的一个主面侧透视到的另一个主面侧的结构的俯视图。

图3A为用于对调节用图案进行说明的图1的中心部的放大图。

图3B为用于对调节用图案的其他的配置例1进行说明的图1的中心部的放大图。

图3C为用于对调节用图案的其他的配置例2进行说明的图2的中心部的放大图。

图3D为用于对调节用图案的其他的配置例3进行说明的图1的中心部的放大图。

图4为用于对陀螺振动元件的动作进行说明的概要俯视图。

图5为用于对陀螺振动元件的动作进行说明的概要俯视图。

图6为表示陀螺振动元件的驱动以及检测所涉及的电路结构的概要图。

图7A为用于对陀螺振动元件的制造方法进行说明的主要部分放大图。

图7B为表示调节用图案的调节方法的具体例1的主要部分放大图。

图7C为表示调节用图案的调节方法的具体例2的主要部分放大图。

图8为表示从第一实施方式的改变例的陀螺振动元件的一个主面侧观察到的一个主面侧的结构的俯视图。

图9为表示第二实施方式的物理量传感器组件的结构的俯视图。

图10为图9的E-E线处的剖视图。

图11为表示从第三实施方式的陀螺振动元件的一个主面侧观察到的一个主面侧的结构的俯视图。

图12为表示从第三实施方式的陀螺振动元件的一个主面侧透视到的另一个主面侧的结构的俯视图。

图13为表示陀螺振动元件的驱动振动状态的模式立体图。

图14为表示陀螺振动元件的检测振动状态的模式立体图。

图15为表示第三实施方式的改变例1的陀螺振动元件的结构的主要部分放大俯视图。

图16为表示第三实施方式的改变例2的陀螺振动元件的结构的主要部分放大俯视图。

图17为表示第三实施方式的改变例3的陀螺振动元件的结构的主要部分放大俯视图。

图18为表示从第三实施方式的改变例4的陀螺振动元件的一个主面侧透视到的另一个主面侧的结构的俯视图。

图19为表示第四实施方式的物理量传感器的结构的俯视图。

图20为图19的H-H线处的剖视图。

图21为表示作为具备物理量检测装置的电子设备的便携型(或笔记本型)的个人计算机的结构的模式立体图。

图22为表示作为具备物理量检测装置的电子设备的移动电话(也包括PHS:Personal Handy-phone System,个人手持式电话系统)的结构的模式立体图。

图23为表示作为具备物理量检测装置的电子设备的数码相机的结构的模式立体图。

图24为表示作为具备物理量检测装置的移动体的汽车的模式立体图。

具体实施方式

以下,参照附图,对将本发明具体化的实施方式进行说明。

第一实施方式

首先,对作为物理量检测装置的一个示例的陀螺振动元件进行说明。

图1为表示从第一实施方式的陀螺振动元件的一个主面侧观察到的一个主面侧的结构的俯视图。图2为表示从陀螺振动元件的一个主面侧透视到的另一个主面侧的结构的俯视图。图3A为用于对调节用图案进行说明的图1的中心部的放大图。并且,包括以下的各图在内,为了便于说明,各结构要素的尺寸比率与实际不同。

作为被称为双T型的陀螺振动元件1的材质,例如,可列举出水晶、钽酸锂、铌酸锂等压电材料。

如图1以及图2所示,陀螺振动元件1例如按照水晶的晶轴而在XY平面上具有展宽,在Z轴方向上具有厚度。陀螺振动元件1具有相互朝向相反方向的第一表面101(一个主面,参照图1)以及第二表面102(另一个主面,参照图2)和对第一表面101以及第二表面102进行连接的侧面103。第一表面101以及第二表面102为与XY平面平行的面,并且第二表面102为与实施收纳的容器(未图示)的内侧底面对置的面。

侧面103为,与第一表面101以及第二表面102正交且与Z轴平行的面。

如图1以及图2所示,陀螺振动元件1包括:基部10;第一以及第二连结臂20、22;第一以及第二检测振动臂30、32;第一至第四驱动振动臂40、42、44、46;第一至第四梁50、52、54、56;第一以及第二支承部60、62。

基部10具有陀螺振动元件1的中心点G。中心点G为陀螺振动元件1的重心位置。X轴、Y轴以及Z轴相互正交,并以中心点G为原点。优选为,陀螺振动元件1关于中心点G而点对称。即,优选为,陀螺振动元件1关于XZ平面而面对称,且关于YZ平面而面对称。

第一以及第二连结臂20、22从基部10起,沿着X轴,分别向正方向以及负方向延伸。第一以及第二检测振动臂30、32从基部10起,沿着Y轴,分别向正方向以及负方向延伸。第一以及第二驱动振动臂40、42从第一连结臂20起,沿着Y轴,分别向正方向以及负方向延伸。第三以及第四驱动振动臂44、46从第二连结臂22起,沿着Y轴,分别向正方向以及负方向延伸。

通过检测振动臂30、32而构成了对角速度进行检测的检测振动系统。另外,通过连结臂20、22和驱动振动臂40、42、44、46而构成了使陀螺振动元件1驱动的驱动振动系统。

优选为,检测振动臂30、32的顶端部30a、32a具有与其他部分相比宽度较大(X轴方向上的长度较大)的大致四边形的形状。同样,优选为,驱动振动臂40、42、44、46的顶端部40a、42a、44a、46a具有与其他部分相比宽度较大的大致四边形的形状。通过这种形状的顶端部30a、32a、40a、42a、44a、46a,陀螺振动元件1能够提高作为物理量的角速度的检测灵敏度。

作为固定部的第一支承部60相对于第一检测振动臂30而被配置于Y轴的正方向侧。作为固定部的第二支承部62相对于第二检测振动臂32而被配置于Y轴的负方向侧。

支承部60、62的X轴方向上的长度大于检测振动臂30、32的顶端部30a、32a的X轴方向上的长度,例如,为与连结臂20、22以及基部10的X轴方向上的长度的总和相同的程度。虽然在图示的示例中,支承部60、62的俯视形状为大致矩形,但并不被特别限定。支承部60、62以与检测振动臂30、32以及驱动振动臂40、42、44、46分离的方式被配置。支承部60、62被固定于容器等上。

如图1以及图2所示,第一梁50从基部10起,穿过第一检测振动臂30与第一驱动振动臂40之间,延伸至第一支承部60。第二梁52从基部10起,穿过第二检测振动臂32与第二驱动振动臂42之间,延伸至第二支承部62。第三梁54从基部10起,穿过第一检测振动臂30与第三驱动振动臂44之间,延伸至第一支承部60。第四梁56从基部10起,穿过第二检测振动臂32与第四驱动振动臂46之间,延伸至第二支承部62。

如此,第一以及第三梁50、54与第一支承部60连接,第二以及第四梁52、56与第二支承部62连接,并对基部10进行支承。优选为,梁50、52、54、56分别具有S字形状部50a、52a、54a、56a。

在图示的示例中,例如,第一梁50从基部10起向X轴的正方向延伸,然后向Y轴的正方向延伸,接着向X轴的负方向延伸,然后向Y轴的正方向延伸,接着向X轴的正方向延伸,然后向Y轴的正方向延伸,并与第一支承部60连接。即,在图示的示例中,第一梁50在S字形状部50a中具有三个与X轴方向平行的部分。

同样,第二至第四梁52、54、56各自在S字形状部52a、54a、56a中具有三个与X轴方向平行的部分。通过S字形状部50a、52a、54a、56a,梁50、52、54、56在X轴方向以及Y轴方向上能够获得弹性。

在陀螺振动元件1中,如图1以及图2所示,形成有检测信号电极110、检测信号配线112、检测信号端子114、检测接地电极120、检测接地配线122、检测接地端子124、驱动信号电极130、驱动信号配线132、驱动信号端子134、驱动接地电极140、驱动接地配线142以及驱动接地端子144。

为了方便起见,在图1以及图2中,用右下斜线表示检测信号电极110、检测信号配线112以及检测信号端子114,用交叉斜线表示检测接地电极120、检测接地配线122以及检测接地端子124,用左下斜线表示驱动信号电极130、驱动信号配线132以及驱动信号端子134,用交叉纵横线表示驱动接地电极140、驱动接地配线142以及驱动接地端子144。另外,在图1以及图2中,用粗线表示被形成于陀螺振动元件1的侧面103上的电极、配线、端子。

作为电极110、120、130、140,配线112、122、132、142,端子114、124、134、144的材质,例如,优选为,使用从陀螺振动元件1侧按照铬、金的顺序层压而成的材质等。电极110、120、130、140相互电分离。配线112、122、132、142相互电分离。端子114、124、134、144相互电分离。

以下,依次对各电极、配线以及端子进行说明。

(1)检测信号电极、检测信号配线以及检测信号端子

如图1以及图2所示,检测信号电极110被形成于第一以及第二检测振动臂30、32上。但是,在图示的示例中,检测信号电极110未被形成于第一以及第二检测振动臂30、32的顶端部30a、32a上。更具体而言,检测信号电极110被形成于第一以及第二检测振动臂30、32的第一表面101以及第二表面102上。检测信号电极110被配置为,关于XZ平面而面对称。检测信号电极110为,用于对在第一以及第二检测振动臂30、32的检测振动被激发时通过该振动而产生的压电材料的变形进行检测的电极。

如图1所示,检测信号配线112被形成于第一以及第二梁50、52上。更具体而言,检测信号配线112被形成于第一以及第二梁50、52的第一表面101上。而且,如图1以及图2所示,检测信号配线112被形成于第一梁50与基部10接合的接合部分的侧面103a、第二梁52与基部10接合的接合部分的侧面103b、基部10的第一以及第二表面101、102上。

检测信号端子114被形成于第一以及第二支承部60、62上。更具体而言,检测信号端子114被形成于第一以及第二支承部60、62的第一以及第二表面101、102上,而且被形成于侧面103上。被形成于第一支承部60的表面101、102以及侧面103上的检测信号端子114相互电连接。另外,被形成于第二支承部62的表面101、102以及侧面103上的检测信号端子114相互电连接。

在图示的示例中,被形成于第一支承部60上的检测信号端子114相对于如后文所述那样形成有驱动接地电极140的第一驱动振动臂40的顶端部40a而被配置于Y轴的正方向侧。即,可以说被形成于第一支承部60上的检测信号端子114与被形成于顶端部40a上的驱动接地电极140在Y轴方向上对置。

另外,被形成于第二支承部62上的检测信号端子114相对于如后文所述那样形成有驱动接地电极140的第二驱动振动臂42的顶端部42a而被配置于Y轴的负方向侧。即,可以说被形成于第二支承部62上的检测信号端子114与被形成于顶端部42a上的驱动接地电极140在Y轴方向上对置。

如图1所示,被形成于第一支承部60上的检测信号端子114经由被形成于第一梁50上的检测信号配线112,而与被形成于第一检测振动臂30上的检测信号电极110电连接。

更具体而言,如图1以及图2所示,被形成于第一支承部60上的检测信号端子114与被形成于第一梁50的第一表面101上的检测信号配线112连接,检测信号配线112从第一梁50的第一表面101起,经过第一梁50与基部10接合的接合部分的侧面103a,并且经过基部10的第一以及第二表面101、102,而与被形成于第一检测振动臂30的第一以及第二表面101、102上的检测信号电极110连接。由此,能够将通过第一检测振动臂30振动而产生的第一检测信号从检测信号电极110向被形成于第一支承部60上的检测信号端子114进行传递。

在此,如图1以及图3A所示,包括被形成于第一支承部60上的检测信号端子114、被形成于第一梁50上的检测信号配线112(设为第一检测信号配线S1b)、被形成于第一检测振动臂30上的检测信号电极110(设为第一检测电极S1a)在内,设为第一检测信号图案S1。

如图1所示,被形成于第二支承部62上的检测信号端子114经由被形成于第二梁52上的检测信号配线112,而与被形成于第二检测振动臂32上的检测信号电极110电连接。

更具体而言,如图1以及图2所示,被形成于第二支承部62上的检测信号端子114与被形成于第二梁52的第一表面101上的检测信号配线112连接,检测信号配线112从第二梁52的第一表面101起,经过第二梁52与基部10接合的接合部分的侧面103b,并且经过基部10的第一以及第二表面101、102,而与被形成于第二检测振动臂32的第一以及第二表面101、102上的检测信号电极110连接。由此,能够将通过第二检测振动臂32振动而产生的第二检测信号从检测信号电极110向被形成于第二支承部62上的检测信号端子114进行传递。

在此,如图1以及图3A所示,包括被形成于第二支承部62上的检测信号端子114、被形成于第二梁52上的检测信号配线112(设为第二检测信号配线S2b)、被形成于第二检测振动臂32上的检测信号电极110(设为第二检测电极S2a)在内,设为第二检测信号图案S2。

(2)检测接地电极、检测接地配线以及检测接地端子

如图1以及图2所示,检测接地电极120被形成于与第一以及第二检测振动臂30、32的检测信号电极110相比靠顶端侧的顶端部30a、32a上。

更具体而言,检测接地电极120被形成于顶端部30a、32a的第一以及第二表面101、102上。而且,检测接地电极120被形成于第一以及第二检测振动臂30、32的侧面103上。被形成于第一检测振动臂30的表面101、102以及侧面103上的检测接地电极120相互电连接。

另外,被形成于第二检测振动臂32的表面101、102以及侧面103上的检测接地电极120相互电连接。在图示的示例中,检测接地电极120被配置为,关于XZ平面而面对称。检测接地电极120具有相对于检测信号电极110而成为接地的电位。

检测接地配线122被形成于第一以及第二梁50、52上。更具体而言,检测接地配线122被形成于第一以及第二梁50、52的第二表面102、侧面103上。而且,检测接地配线122被形成于基部10的第一以及第二表面101、102上。在图示的示例中,检测接地配线122被配置为,关于XZ平面而面对称。

检测接地端子124被形成于第一以及第二支承部60、62上。

更具体而言,检测接地端子124被形成于第一以及第二支承部60、62的第一以及第二表面101、102上,而且被形成于侧面103上。被形成于第一支承部60的表面101、102以及侧面103上的检测接地端子124相互电连接。另外,被形成于第二支承部62的表面101、102以及侧面103上的检测接地端子124相互电连接。

在图示的示例中,被形成于第一支承部60上的检测接地端子124相对于形成有检测接地电极120的第一检测振动臂30的顶端部30a而被配置于Y轴的正方向侧。即,可以说被形成于第一支承部60上的检测接地端子124与被形成于顶端部30a上的检测接地电极120在Y轴方向上对置。

另外,被形成于第二支承部62上的检测接地端子124相对于形成有检测接地电极120的第二检测振动臂32的顶端部32a而被配置于Y轴的负方向侧。即,可以说被形成于第二支承部62上的检测接地端子124与被形成于顶端部32a上的检测接地电极120在Y轴方向上对置。在图示的示例中,检测接地端子124被配置为,关于XZ平面而面对称。

被形成于第一支承部60上的检测接地端子124经由被形成于第一梁50上的检测接地配线122,而与被形成于第一检测振动臂30上的检测接地电极120电连接。

更具体而言,被形成于第一支承部60上的检测接地端子124与被形成于第一梁50的第二表面102以及侧面103上的检测接地配线122连接,检测接地配线122从第一梁50的第二表面102以及侧面103起,经过基部10的第一以及第二表面101、102,而与被形成于第一检测振动臂30的侧面103上的检测接地电极120连接。

被形成于第二支承部62上的检测接地端子124经由被形成于第二梁52上的检测接地配线122,而与被形成于第二检测振动臂32上的检测接地电极120电连接。更具体而言,被形成于第二支承部62上的检测接地端子124与被形成于第二梁52的第二表面102以及侧面103上的检测接地配线122连接,检测接地配线122从第二梁52的第二表面102以及侧面103起,经过基部10的第一以及第二表面101、102,而与被形成于第二检测振动臂32的侧面103上的检测接地电极120连接。

如上所述那样配置了检测信号电极110、检测信号配线112、检测信号端子114,以及检测接地电极120、检测接地配线122、检测接地端子124。由此,在第一检测振动臂30中产生的检测振动作为被形成于第一检测振动臂30上的检测信号电极110与检测接地电极120之间的电荷而呈现,并能够作为第一检测信号而从被形成于第一支承部60上的检测信号端子114与检测接地端子124取出。另外,在第二检测振动臂32中产生的检测振动作为被形成于第二检测振动臂32上的检测信号电极110与检测接地电极120之间的电荷而呈现,并能够作为第二检测信号而从被形成于第二支承部62上的检测信号端子114与检测接地端子124取出。

(3)驱动信号电极、驱动信号配线以及驱动信号端子

如图1以及图2所示,作为驱动电极的驱动信号电极130被形成于第一以及第二驱动振动臂40、42上。但是,在图示的示例中,驱动信号电极130未被形成于第一以及第二驱动振动臂40、42的顶端部40a、42a上。

更具体而言,驱动信号电极130被形成于第一以及第二驱动振动臂40、42的第一表面101以及第二表面102上。而且,驱动信号电极130被形成于第三以及第四驱动振动臂44、46的侧面103、第三以及第四驱动振动臂44、46的顶端部44a、46a的第一以及第二表面101、102上。

被形成于第三驱动振动臂44的表面101、102以及侧面103上的驱动信号电极130相互电连接。另外,被形成于第四驱动振动臂46的表面101、102以及侧面103上的驱动信号电极130相互电连接。在图示的示例中,驱动信号电极130被配置为,关于XZ平面而面对称。驱动信号电极130为,用于使第一至第四驱动振动臂40、42、44、46的驱动振动激发的电极。

如图1所示,驱动信号配线132被形成于第三以及第四梁54、56上。更具体而言,驱动信号配线132被形成于第三以及第四梁54、56的第一表面101上。而且,驱动信号配线132被形成于基部10的第一表面101、第一连结臂20的第一表面101、第一连结臂20的与YZ平面平行的侧面103c、第二连结臂22的与XZ平面平行的侧面103d上。在图示的示例中,驱动信号配线132被配置为,关于XZ平面而面对称。

图1以及图2所示,驱动信号端子134被形成于第二支承部62上。更具体而言,驱动信号端子134被形成于第二支承部62的第一以及第二表面101、102上,而且被形成于侧面103上。被形成于第二支承部62的表面101、102以及侧面103上的驱动信号端子134相互电连接。在图示的示例中,被形成于第二支承部62上的驱动信号端子134相对于形成有驱动信号电极130的第四驱动振动臂46的顶端部46a而被配置于Y轴的负方向侧。即,可以说被形成于第二支承部62上的驱动信号端子134与被形成于顶端部46a上的驱动信号电极130在Y轴方向上对置。

如图1所示,被形成于第二支承部62上的驱动信号端子134经由被形成于第四梁56上的驱动信号配线132,而与被形成于第一至第四驱动振动臂40、42、44、46上的驱动信号电极130电连接。

更具体而言,驱动信号端子134与被形成于第四梁56的第一表面101上的驱动信号配线132连接,驱动信号配线132从第四梁56的第一表面101起,经过基部10的第一表面101,并且经过第一连结臂20的第一表面101,而与被形成于第一以及第二驱动振动臂40、42的第一表面101上的驱动信号电极130连接。

而且,如图1以及图2所示,驱动信号配线132从第一连结臂20的第一表面101起,经过第一连结臂20的侧面103c,而与被形成于第一以及第二驱动振动臂40、42的第二表面102上的驱动信号电极130连接。

另外,驱动信号配线132还从基部10的第一表面101起,经过第二连结臂22的侧面103d,而与被形成于第三以及第四驱动振动臂44、46的侧面103上的驱动信号电极130连接。由此,能够将用于使第一至第四驱动振动臂40、42、44、46进行驱动振动的驱动信号从驱动信号端子134向驱动信号电极130进行传递。

在此,包括作为驱动电极的驱动信号电极130、驱动信号端子134、驱动信号配线132在内,设为驱动信号图案D1。

(4)驱动接地电极、驱动接地配线以及驱动接地端子

如图1以及图2所示,驱动接地电极140被形成于与第一以及第二驱动振动臂40、42的驱动信号电极130相比靠顶端侧的顶端部40a、42a上。

更具体而言,驱动接地电极140被形成于第一以及第二驱动振动臂40、42的顶端部40a、42a的第一以及第二表面101、102上。而且,驱动接地电极140被形成于第一以及第二驱动振动臂40、42的侧面103上。被形成于第一驱动振动臂40的表面101、102以及侧面103上的驱动接地电极140相互电连接。另外,被形成于第二驱动振动臂42的表面101、102以及侧面103上的驱动接地电极140相互电连接。

而且,驱动接地电极140被形成于第三以及第四驱动振动臂44、46的第一以及第二表面101、102上。但是,在图示的示例中,驱动接地电极140未被形成于顶端部44a、46a上。在图示的示例中,驱动接地电极140被配置为,关于XZ平面而面对称。驱动接地电极140具有相对于驱动信号电极130而成为接地的电位。

驱动接地配线142被形成于第三以及第四梁54、56上。更具体而言,驱动接地配线142被形成于第三以及第四梁54、56的第二表面102以及侧面103上。而且,驱动接地配线142被形成于基部10的第二表面102、第一连结臂20的与XZ平面平行的侧面103e、第二连结臂22的第二表面102、第二连结臂22的与YZ平面平行的侧面103f上。在图示的示例中,驱动接地配线142被配置为,关于XZ平面而面对称。

驱动接地端子144被形成于第一支承部60上。更具体而言,驱动接地端子144被形成于第一支承部60的第一以及第二表面101、102上,而且被形成于侧面103上。被形成于第一支承部60的表面101、102以及侧面103上的驱动接地端子144相互电连接。

在图示的示例中,被形成于第一支承部60上的驱动接地端子144相对于形成有驱动信号电极130的第三驱动振动臂44的顶端部44a而被配置于Y轴的正方向侧。即,可以说被形成于第一支承部60上的驱动接地端子144与被形成于顶端部44a上的驱动信号电极130在Y轴方向上对置。

被形成于第一支承部60上的驱动接地端子144经由被形成于第三梁54上的驱动接地配线142,而与被形成于第一至第四驱动振动臂40、42、44、46上的驱动接地电极140电连接。

更具体而言,驱动接地端子144与被形成于第三梁54的第二表面102以及侧面103上的驱动接地配线142连接,驱动接地配线142从第三梁54的第二表面102以及侧面103起,经过基部10的第二表面102,并且经过第一连结臂20的侧面103e,而与被形成于第一以及第二驱动振动臂40、42的侧面103上的驱动接地电极140连接。

而且,驱动接地配线142从基部10的第二表面102起,经过第二连结臂22的第二表面102,而与被形成于第三以及第四驱动振动臂44、46的第二表面102上的驱动接地电极140连接。另外,驱动接地配线142还从第二连结臂22的第二表面102起,经过第二连结臂22的侧面103f,而与被形成于第三以及第四驱动振动臂44、46的第一表面101上的驱动接地电极140连接。

如上所述那样配置了驱动信号电极130、驱动信号配线132、驱动信号端子134以及驱动接地电极140、驱动接地配线142、驱动接地端子144。由此,在陀螺振动元件1中,通过向被形成于第二支承部62上的驱动信号端子134与被形成于第一支承部60上的驱动接地端子144之间施加驱动信号,从而在被形成于各驱动振动臂40、42、44、46上的驱动信号电极130与驱动接地电极140之间产生电场,由此能够使各驱动振动臂40、42、44、46进行驱动振动。

如上所述,陀螺振动元件1具备驱动信号图案D1、第一检测信号图案S1和第二检测信号图案S2,驱动信号图案D1包括被施加驱动信号的驱动信号电极130以及与驱动信号电极130连接的驱动信号配线132、驱动信号端子134,第一检测信号图案S1包括输出第一检测信号的第一检测电极S1a以及与第一检测电极S1a连接的第一检测信号配线S1b,并且如图3A所示,以静电电容C1而与驱动信号图案D1电容耦合,第二检测信号图案S2包括输出与第一检测信号反相的第二检测信号的第二检测电极S2a以及与第二检测电极S2a连接的第二检测信号配线S2b,并且如图3A所示,以静电电容C2而与驱动信号图案D1电容耦合。

而且,陀螺振动元件1在第一检测信号图案S1、第二检测信号图案S2以及驱动信号图案D1中的任意一个(在此,为第二检测信号图案S2)中包括对该信号图案(在此,为第二检测信号图案S2)的面积进行调节的调节用图案P。

如图3A所示,调节用图案P被配置于第一检测信号图案S1与驱动信号图案D1并排或第二检测信号图案S2与驱动信号图案D1并排的区域内,在本方式中,被配置于第一检测信号图案S1、第二检测信号图案S2以及驱动信号图案D1并排从而能够实施电容调节的调节区域Q内。本方式的调节用图案P被构成为,在调节区域Q内通过增大第二检测信号图案S2的一部分在宽度方向上的尺寸从而将其面积扩大的形状。具体而言,调节用图案P将与第二检测信号图案S2的延伸方向(图中X轴方向)交叉的方向(图中Y轴方向)上的尺寸即宽度尺寸设为宽度W1。

而且,通过对宽度W1(第一宽度)的调节用图案P的驱动信号图案D1侧的一部分进行去除(图中通过双点划线表示的去除部R),从而形成宽度尺寸较窄的宽度(第二宽度)W2的宽度狭窄部(第二图案部分)P2。此时,未被实施去除的部分的宽度(第一宽度)W1的调节用图案P成为宽度宽大部(第一图案部分)P1。换言之,调节用图案P包括在与调节用图案P的延伸方向交叉的方向上具有第一宽度的第一图案部分(宽度宽大部P1)和在该方向上具有窄于第一宽度的第二宽度的第二图案部分(宽度狭窄部P2)。而且,能够通过使宽度W1(第一宽度)时的调节用图案P(第一图案部分)与驱动信号图案D1之间的距离L1变化为宽度狭窄部P2的宽度W2(第二宽度)时的调节用图案P(第二图案部分)与驱动信号图案D1之间的距离L2,从而实施电容调节。

并且,调节用图案P能够被配置于驱动信号图案D1以及第一检测信号图案S1中的任意一个中。以下,参照图3B、图3C以及图3D,对调节用图案P的其他的配置例进行说明。图3B为用于对调节用图案的其他的配置例1进行说明的图1的中心部的放大图。图3C为用于对调节用图案的其他的配置例2进行说明的图2的中心部的放大图。图3D为用于对调节用图案的其他的配置例3进行说明的图1的中心部的放大图。

如图3B所示,其他的配置例1所涉及的调节用图案P在调节区域Q内扩大驱动信号图案D1的一部分的宽度方向上的尺寸以作为调节用图案P。详细而言,调节用图案P将与驱动信号图案D1的延伸方向(图中X轴方向)交叉的方向(图中Y轴方向)上的尺寸即宽度尺寸设为宽度W1。而且,与前文所述相同,通过去除被设置于驱动信号图案D1中的宽度W1的调节用图案P的第二检测信号图案S2侧的一部分(图中用双点划线所示的去除部R),从而形成宽度尺寸较窄的宽度W2的宽度狭窄部P2。

如此,即使在将调节用图案P设置于驱动信号图案D1中的其他的配置例1中,也能够通过使宽度W1(第一宽度)时的调节用图案P(作为宽度宽大部的第一图案部分)与第二检测信号图案S2之间的距离L1变化为宽度W2(第二宽度)时的调节用图案P(作为宽度狭窄部的第二图案部分)与第二检测信号图案S2之间的距离L2,从而实施电容调节。

并且,如图3B所示,调节用图案P能够被配置于第一检测信号图案S1中。被配置于第一检测信号图案S1中的调节用图案Pa能够被设置为,在调节区域Q内将第一检测信号图案S1的一部分的宽度方向上的尺寸扩大的突起部(图中用双点划线表示)。

如图3C所示,其他的配置例2所涉及的调节用图案P能够被配置于陀螺振动元件1的第二表面102(另一个主面,参照图2)上。即使在第二表面102侧,如图3C所示,调节用图案P也能够被配置于第一检测信号图案S1以及驱动信号图案D1并排或第二检测信号图案S2以及驱动信号图案D1并排的区域内,在本方式中,被配置于第一检测信号图案S1、第二检测信号图案S2以及驱动信号图案D1并排从而能够实施电容调节的调节区域Q内。在本配置例2中,在调节区域Q内,扩大第二检测信号图案S2的一部分的宽度方向上的尺寸以作为调节用图案P。

并且,能够在第一表面101(一个主面,参照图1)侧与第二表面102(另一个主面,参照图2)侧的两面的相同的图案中,例如在第一表面101侧的第二检测信号图案S2与第二表面102(另一个主面,参照图2)侧的第二检测信号图案S2中,分别配置调节用图案P。在该情况下,能够实施电容调节的调节区域变宽,从而能够增大电容调节量。

另外,如图3D所示的其他的配置例3所涉及的调节用图案P为在调节区域Q内使第二检测信号图案S2的一部分弯曲为圆弧状的结构。这样的调节用图案P能够通过去除圆弧状的驱动信号图案D1侧的顶部,从而使调节用图案P与驱动信号图案D1之间的距离发生变化,并通过该距离的变化而实施电容调节。

另外,陀螺振动元件1为具有基部10以及作为与基部10连接的振动部的第一以及第二检测振动臂30、32、第一至第四驱动振动臂40、42、44、46的振动元件,驱动信号电极130、第一检测电极S1a以及第二检测电极S2a被配置于第一以及第二检测振动臂30、32、第一至第四驱动振动臂40、42、44、46上,驱动信号配线132、第一检测信号配线S1b以及第二检测信号配线S2b被配置于基部10上,调节用图案P被配置于基部10上。

在此,对陀螺振动元件1的动作进行说明。

图4以及图5为用于对陀螺振动元件的动作进行说明的概要俯视图。并且,在图4以及图5中,为了方便起见,省略了基部10、第一以及第二连结臂20、22、第一以及第二检测振动臂30、32、第一至第四驱动振动臂40、42、44、46以外的图示。

如图4所示,在陀螺振动元件1中,当在未施加有角速度的状态下于驱动信号电极与驱动接地电极之间产生电场时,第一至第四驱动振动臂40、42、44、46将向箭头标记A所示的方向进行弯曲振动。此时,由于第一以及第二驱动振动臂40、42与第三以及第四驱动振动臂44、46进行关于穿过陀螺振动元件1的中心点G(重心G)的YZ平面而面对称的振动,因此,基部10、第一以及第二连结臂20、22与第一以及第二检测振动臂30、32几乎不进行振动。

当在正在进行该驱动振动的状态下,向陀螺振动元件1施加绕Z轴的角速度ω时,将进行如图5所示的振动。即,箭头标记B方向的科里奥利力作用于构成驱动振动系统的第一至第四驱动振动臂40、42、44、46以及第一以及第二连结臂20、22,从而激发新的振动。该箭头标记B方向的振动为,相对于中心点G的周向的振动。另外,同时,第一以及第二检测振动臂30、32与箭头标记B的方向的振动相呼应,而被激发箭头标记C方向的检测振动。而且,通过该振动而产生的压电材料的变形由被形成于第一以及第二检测振动臂30、32上的检测信号电极以及检测接地电极检测出,从而求出角速度。

在此,对陀螺振动元件1的驱动以及检测所涉及的电路结构进行说明。

图6为表示陀螺振动元件的驱动以及检测所涉及的电路结构的概要图。并且,以下的电路结构的说明为在以后的各实施方式中也共通的内容。

如图6所示,在陀螺振动元件1的驱动以及检测所涉及的电路结构中,包括驱动电路410和检测电路420。驱动电路410以及检测电路420被组装在IC芯片320中。

驱动电路410具有I/V转换电路(电流电压转换电路)411、AC放大电路412、振幅调节电路413。驱动电路410为,用于向被形成于陀螺振动元件1中的驱动信号电极130供给驱动信号的电路。以下,对驱动电路410进行详细说明。

当陀螺振动元件1进行振动时,基于压电效应的交流电流将从被形成于陀螺振动元件1中的驱动信号电极130输出,并经由驱动信号端子134而被输入至I/V转换电路411中。I/V转换电路411将所输入的交流电流转换为与陀螺振动元件1的振动频率相同的频率的交流电压信号并输出。

从I/V转换电路411输出的交流电压信号被输入至AC放大电路412中。AC放大电路412将所输入的交流电压信号放大并输出。

从AC放大电路412输出的交流电压信号被输入至振幅调节电路413中。振幅调节电路413以将所输入的交流电压信号的振幅保持为固定值的方式对增益进行控制,并将增益控制后的交流电压信号经由被形成于陀螺振动元件1中的驱动信号端子134而向驱动信号电极130输出。通过被输入至该驱动信号电极130中的交流电压信号(驱动信号)而使陀螺振动元件1进行振动。

检测电路420具有电荷放大器电路421、422、差分放大电路423、AC放大电路424、同步检波电路425、平滑电路426、可变放大电路427、滤波电路428。检测电路420为,使在被形成于陀螺振动元件1的第一检测振动臂30上的检测信号电极110(第一检测电极S1a)中产生的第一检测信号和在被形成于第二检测振动臂32上的检测信号电极110(第二检测电极S2a)中产生的第二检测信号差分放大,而生成差分放大信号,并根据该差分放大信号而对预定的物理量(角速度)进行检测的电路。以下,对检测电路420进行详细说明。

由被形成于陀螺振动元件1的第一以及第二检测振动臂30、32上的检测信号电极110(第一检测电极S1a、第二检测电极S2a)检测出的互为相反相位(反相)的检测信号(交流电流)经由检测信号端子114(换言之,第一以及第二检测信号图案S1、S2)而被输入至电荷放大器电路421、422中。

例如,在电荷放大器电路421中,输入有由被形成于第一检测振动臂30上的检测信号电极110(第一检测电极S1a)检测出的第一检测信号,在电荷放大器电路422中,输入有由被形成于第二检测振动臂32上的检测信号电极110(第二检测电极S2a)检测出的第二检测信号。而且,电荷放大器电路421、422将所输入的检测信号(交流电流)转换为以基准电压Vref为中心的交流电压信号。

差分放大电路423对电荷放大器电路421的输出信号和电荷放大器电路422的输出信号进行差分放大而生成差分放大信号。差分放大电路423的输出信号(差分放大信号)进一步通过AC放大电路424而被放大。

同步检波电路425通过以驱动电路410的AC放大电路412所输出的交流电压信号为基准而对AC放大电路424的输出信号进行同步检波,从而提取角速度成分。

由同步检波电路425提取出的角速度成分的信号通过平滑电路426而被平滑为直流电压信号,并被输入至可变放大电路427中。

可变放大电路427以所设定的放大率(或衰减率)而使平滑电路426的输出信号(直流电压信号)放大(或衰减)从而使角速度灵敏度发生变化。通过可变放大电路427而被放大(或衰减)的信号被输入至滤波电路428中。

滤波电路428从可变放大电路427的输出信号中去除高频的噪声成分(准确而言是衰减至预定电平以下),从而生成与角速度的方向以及大小相应的极性以及电压电平的检测信号。而且,该检测信号从外部输出端子(未图示)向外部输出。

如上文所述,在第一实施方式的陀螺振动元件1中,与驱动信号图案D1电容耦合的第一检测信号图案S1、与驱动信号图案D1电容耦合的第二检测信号图案S2以及驱动信号图案D1中的任意一个(在此,为第二检测信号图案S2)包括对该信号图案(第二检测信号图案S2)的面积进行调节的调节用图案P。

由此,陀螺振动元件1由于在所确定的一个信号图案(在此,为第二检测信号图案S2)中包括调节用图案P(相当于调节用电极),因此,无需如现有技术(例如,专利文献1)那样根据检测信号用配线的数量而将调节用电极设置为多个梳齿状。

例如,陀螺振动元件1能够通过预先对制造偏差进行估计而对第一检测信号图案S1与第二检测信号图案S2赋予充分的静电电容之差(在此,C1<<C2),从而使调节用图案P包含于第一检测信号图案S1或第二检测信号图案S2中的任一方(在此,为第二检测信号图案S2)。

其结果为,陀螺振动元件1通过对信号图案的面积进行调节的调节用图案P而减小第一检测信号图案S1与第二检测信号图案S2的静电电容之差(C1-C2),从而能够减少无用信号成分的不均衡,由此提高角速度ω的检测精度,并且实现进一步的小型化或生产率的提高。

另外,陀螺振动元件1为具有基部10以及作为与基部10连接的振动部的第一以及第二检测振动臂30、32、第一至第四驱动振动臂40、42、44、46的振动元件,调节用图案P被配置于基部10上。

由此,例如,与调节用图案P位于振动臂的根部的情况相比,陀螺振动元件1能够降低由调节用图案P的面积的调节而产生的对第一以及第二检测振动臂30、32、第一至第四驱动振动臂40、42、44、46的影响。

并且,调节用图案P也可以被设置于第一检测信号图案S1或驱动信号图案D1中(参照图3B),以替代被设置于第二检测信号图案S2中的情况。

并且,陀螺振动元件1在实际使用时成为被收纳于容器中的形态。这一点在以下的各陀螺振动元件中也是同样的。

在此,对于调节用图案P的面积的调节,以陀螺振动元件1的制造方法的形式来进行说明。

陀螺振动元件1的制造方法包括通过使调节用图案P的面积发生变化,从而减小由第一检测信号图案S1与驱动信号图案D1之间的电容耦合产生的静电电容C1与由第二检测信号图案S2与驱动信号图案D1之间的电容耦合产生的静电电容C2之差的工序。

具体而言,在使调节用图案P的面积发生变化的工序中,首先准备第一检测信号图案S1或第二检测信号图案S2包括调节用图案P(在此,为第二检测信号图案S2),且包括调节用图案P的一方的静电电容(在此为C2)大于另一方的静电电容(在此为C1)(C2>C1)的陀螺振动元件1。

接下来,如图7A的用于陀螺振动元件的制造方法进行说明的主要部分放大图所示,包括利用离子束、激光束以及电子束等能量线来去除调节用图案P的至少一部分(图示的用双点划线包围的部分即去除部R),从而使调节用图案P的面积减少(换言之,隔开调节用图案P与驱动信号图案D1之间的间隔)的工序。

以下,参照图7B以及图7C,对调节用图案P的面积的调节方法进行详细叙述。图7B为表示调节用图案的调节方法的具体例1的主要部分放大图。图7C为表示调节用图案的调节方法的具体例2的主要部分放大图。并且,在图7B以及图7C中,例示了作为能量线而利用了激光束的方法。

首先,在陀螺振动元件1未被施加有角速度的状态下,通过上述的驱动电路410而对陀螺振动元件1进行驱动。

接下来,在对陀螺振动元件1进行驱动的状态下,通过示波器等测量装置来对差分放大电路423的输出信号进行测量,并以使该输出信号变小的方式,通过利用能量线,例如利用激光束而对调节用图案P进行修整。

如果详细叙述,则如图7B所示的具体例1那样,使激光束从位置LP1起向图中箭头标记m的方向移动至形成预定的输出信号的位置LP2。通过该激光束的移动,从而形成调节用图案P被照射激光束而被去除的去除部R。由此,调节用图案P形成有,为原来的调节用图案P的宽度尺寸,换言之为未被实施去除加工的宽度W1(第一宽度)的宽度宽大部P1(第一图案部分),以及作为驱动信号配线132(驱动信号图案D1)侧的一部分被去除(图中用双点划线表示的部分)的结果的宽度尺寸较窄的宽度W2(第二宽度)的宽度狭窄部P2(第二图案部分)。

如此,在具体例1中,通过使宽度W1时的调节用图案P与驱动信号配线132(驱动信号图案D1)之间的距离L1变化为宽度狭窄部P2的宽度W2时的调节用图案P与驱动信号配线132(驱动信号图案D1)之间的距离L2,从而能够使电容发生变化,由此实施电容调节。

另外,在图7C所示的具体例2中,图示了激光束的移动被反复实施的示例。如图7C所示,首先,作为第一列,在使激光束从位置LP1起向图中箭头标记m的方向移动并到达至调节用图案P的端部的位置LP2,但却未形成预定的输出信号的情况下,进一步,作为第二列,使激光光束从位置LP3起向图中箭头标记m的方向移动至形成预定的输出信号的位置LP4。通过这样的激光束的从位置LP1到位置LP4的移动,从而形成调节用图案P被照射激光束而被去除的去除部(第一级的去除部R1和第二级的去除部R2)。

如此,在具体例2中,通过使宽度W1时的调节用图案P与驱动信号配线132(驱动信号图案D1)之间的距离L1变化为宽度狭窄部P2的宽度W3时的调节用图案P与驱动信号配线132(驱动信号图案D1)之间的距离L3,从而能够使电容发生变化,由此实施电容调节。

并且,在通过激光束的照射而实施的调节用图案P的去除中,去除部R的边缘部分并不一定为直线,具有凹凸或者蜿蜒的情况较多。另外,去除部R的边缘部分有时会在厚度方向上产生由调节用图案P的熔融残渣导致的隆起。

并且,对于该修整,也可以在对陀螺振动元件1进行了驱动的状态下,通过示波器等测量装置而对电荷放大器电路421以及电荷放大器电路422的输出信号进行测量,并以使电荷放大器电路421的输出信号的振幅与电荷放大器电路422的输出信号的振幅一致的方式,通过能量线而对调节用图案P进行修整。

由此,能够减小静电电容C2与静电电容C1之差。

另外,在使调节用图案P的面积发生变化的工序中,首先准备第一检测信号图案S1或第二检测信号图案S2包括调节用图案P,且包括调节用图案P的一方(例如,为第二检测信号图案S2)的静电电容小于另一方的静电电容(C2<C1)的陀螺振动元件1。

接下来,也可以包括通过蒸镀、溅射以及离子束中的至少一种而使调节用图案P的面积增加(换言之,缩窄调节用图案P与驱动信号图案D1之间的间隔)的工序。

由此,能够减小静电电容C2与静电电容C1之差。

如上所述,由于在陀螺振动元件1的制造方法中,通过使调节用图案P的面积发生变化,从而减小第一检测信号图案S1和驱动信号图案D1之间的静电电容C1与第二检测信号图案S2和驱动信号图案D1之间的静电电容C2之差,由此能够减少无用信号成分的不均衡,进而提高陀螺振动元件1的检测精度。

另外,由于在陀螺振动元件1的制造方法中,调节用图案P被设置于第一检测信号图案S1、第二检测信号图案S2以及驱动信号图案D1中的任意一个(在此,为第二检测信号图案S2)中,因此,与被设置于各信号图案中的情况相比,能够实现陀螺振动元件1的进一步的小型化或生产率的提高。

另外,由于在陀螺振动元件1的制造方法中,包括准备包含调节用图案P的一方的静电电容大于另一方的静电电容的陀螺振动元件1,并利用能量线来去除调节用图案P的至少一部分从而使调节用图案P的面积减少的工序,因此,能够可靠地减小两个静电电容之差(C1-C2)。

由此,陀螺振动元件1的制造方法能够减少无用信号成分的不均衡,从而提高陀螺振动元件1的检测精度。

另外,由于在陀螺振动元件1的制造方法中,包括准备包含调节用图案P的一方的静电电容小于另一方的静电电容的陀螺振动元件1,并通过蒸镀以及溅射中的至少一种来使调节用图案P的面积增加的工序,因此,能够可靠地减小两个静电电容之差(C1-C2)。

由此,陀螺振动元件1的制造方法能够减少无用信号成分的不均衡,从而提高陀螺振动元件1的检测精度。

并且,陀螺振动元件1也可以采用如下的结构,即,去除各支承部、各梁,并将各端子配置于基部10的第二表面102上的结构。由此,陀螺振动元件1能够实现进一步的小型化。

改变例

接下来,对第一实施方式的改变例进行说明。

图8为表示从第一实施方式的改变例的陀螺振动元件的一个主面侧观察到的一个主面侧的结构的俯视图。并且,对于与第一实施方式共通的部分,标记相同的符号,并省略详细的说明,以与第一实施方式不同的部分为中心进行说明。

如图8所示,改变例的陀螺振动元件2具备作为与基部10连接的固定部的第一支承部60以及第二支承部62,驱动信号配线132、第一检测信号配线S1b以及第二检测信号配线S2b被配置于基部10与第一支承部60以及第二支承部62双方上,调节用图案P被配置于第一支承部60或第二支承部62上(在此,被配置于第二支承部62的检测信号端子114中)。

在此,作为一个示例,预先对制造偏差进行估计,而对第一检测信号图案S1和驱动信号图案D1之间的静电电容C1与第二检测信号图案S2和驱动信号图案D1之间的静电电容C2赋予充分的差(C1<<C2)。

由此,陀螺振动元件2通过利用前述的方法而对调节用图案P的面积进行调节,从而能够减小第一检测信号图案S1和驱动信号图案D1之间的静电电容C1与第二检测信号图案S2和驱动信号图案D1之间的静电电容C2之差,由此提高检测精度。

如上所述,改变例的陀螺振动元件2具备与基部10连接的第一支承部60以及第二支承部62,调节用图案P被配置于第一支承部60或第二支承部62上。

其结果为,与调节用图案P被配置于基部10上的情况相比,陀螺振动元件2能够进一步降低由调节用图案P的面积的调节而产生的对作为振动部的第一以及第二检测振动臂30、32、第一至第四驱动振动臂40、42、44、46的影响。

另外,与调节用图案P被配置于基部10上的情况相比,陀螺振动元件2能够使基部10小型化。

并且,调节用图案P也可以被设置于另一个主面(第二表面102)侧。

第二实施方式

接下来,对作为物理量检测装置的一个示例的物理量传感器组件进行说明。

图9为表示第二实施方式的物理量传感器组件的结构的俯视图。图10为图9的E-E线处的剖视图。并且,对于与第一实施方式共通的部分,标记相同的符号,并省略详细的说明,以与第一实施方式不同的部分为中心进行说明。

如图9以及图10所示,物理量传感器组件3具备作为振动元件的陀螺振动元件1A和作为通过中继基板310而与陀螺振动元件1A电连接的电子元件的IC芯片320。并且,在俯视图的陀螺振动元件1A中,为了易于理解,而标记了阴影线。

而且,物理量传感器组件3以驱动信号图案D1、第一检测信号图案S1以及第二检测信号图案S2跨及陀螺振动元件1A与中继基板310的方式被配置。

而且,在物理量传感器组件3中,调节用图案P被配置于中继基板310上。

当详细叙述时,在物理量传感器组件3中,例如,从前文所述的陀螺振动元件1中去除了调节用图案P的结构的陀螺振动元件1A被搭载于大致矩形平板状的中继基板310上,陀螺振动元件1A的各端子(未图示)通过金属凸点等接合部件312而与中继基板310的中继端子311a~311f电连接且机械连接。

中继基板310具备由聚酰亚胺等树脂构成的基板主体313和被层压于基板主体313的陀螺振动元件1A侧的由铜等的金属箔构成的配线图案314。

配线图案314中的与陀螺振动元件1A的各端子对置的部分成为中继端子311a~311f,配线图案314中的与被设置于IC芯片320的大致中央部处的连接衬垫321对置的部分成为连接端子315a、315b、315d、315e。并且,在连接端子315a、315b、315d、315e部分处的基板主体313上设置有贯穿孔。

中继端子311a与连接端子315a连接,中继端子311b与连接端子315b连接,中继端子311d与连接端子315d连接,中继端子311e与连接端子315e连接。

中继基板310被搭载于IC芯片320的钝化膜323上,连接端子315a、315b、315d、315e通过金属凸点等接合部件322而与IC芯片320的连接衬垫321电连接。

由此,陀螺振动元件1A与IC芯片320被电连接。

IC芯片320的连接衬垫321与驱动电路410以及检测电路420连接,对中继基板310的中继端子311a与连接端子315a进行连接的配线图案314成为驱动信号图案D1,对中继端子311d与连接端子315d进行连接的配线图案314成为第一检测信号图案S1,对中继端子311e与连接端子315e进行连接的配线图案314成为第二检测信号图案S2。

并且,第一检测信号图案S1沿着中继基板310的外周而被顺时针引绕,并到达至中继端子311a的附近。而且,到达至中继端子311a的附近的第一检测信号图案S1的顶端部成为调节用图案P。

物理量传感器组件3预先对制造偏差进行估计,而对第一检测信号图案S1和驱动信号图案D1之间的静电电容C1与第二检测信号图案S2和驱动信号图案D1之间的静电电容C2赋予充分的差(C1>>C2)。

由此,物理量传感器组件3通过利用在第一实施方式中所述的方法而对调节用图案P的面积进行调节,从而能够减小第一检测信号图案S1和驱动信号图案D1之间的静电电容C1与第二检测信号图案S2和驱动信号图案D1之间的静电电容C2之差,由此提高检测精度。

如上所述,第二实施方式的物理量传感器组件3具备陀螺振动元件1A和通过中继基板310而与陀螺振动元件1A电连接的IC芯片320,由于调节用图案P被配置于中继基板310上,因此,与将调节用图案P配置于陀螺振动元件1A或IC芯片320上的情况相比,能够使两者小型化。

另外,由此,物理量传感器组件3使陀螺振动元件1A的设计自由度得到提高。

并且,调节用图案P也可以被设置于第二检测信号图案S2或驱动信号图案D1中,以替代被设置于第一检测信号图案S1中的情况。

第三实施方式

接下来,对作为物理量检测装置的一个示例的H型的陀螺振动元件进行说明。

图11为表示从第三实施方式的陀螺振动元件的一个主面侧观察到的一个主面侧的结构的俯视图。图12为表示从陀螺振动元件的一个主面侧透视到的另一个主面侧的结构的俯视图。

并且,由于本实施方式的基本结构与第一实施方式相同,因此以要点为中心进行说明。

如图11以及图12所示,H型的陀螺振动元件5具备:基部510;作为与基部510连接的振动部的第一以及第二检测振动臂530、532、第一以及第二驱动振动臂540、542;与基部510连接的固定部560。

陀螺振动元件5具有相互朝向相反方向的第一表面501(一个主面)以及第二表面502(另一个主面)和对第一表面501以及第二表面502进行连接的侧面503。第一表面501以及第二表面502为与XY平面平行的面,第二表面502为与实施收纳的容器(未图示)的内侧底面对置的面。

侧面503为与第一表面501以及第二表面502正交且与Z轴平行的面。

第一以及第二检测振动臂530、532从大致矩形形状的基部510起沿着Y轴向正方向延伸。

第一以及第二驱动振动臂540、542从基部510起沿着Y轴向负方向延伸。

并且,虽然第一以及第二检测振动臂530、532、第一以及第二驱动振动臂540、542具有槽部,但是由于附图会变得烦杂,因而进行了省略。

固定部560从基部510起沿着X轴而向正方向以及负方向延伸且弯曲,并以包围第一以及第二驱动振动臂540、542的方式被设置。在第一以及第二驱动振动臂540、542的两侧,对基部510和固定部560进行连接的梁570、572沿着Y轴延伸。

陀螺振动元件5具备驱动信号图案D1、D2和第一检测信号图案S1,驱动信号图案D1、D2包括被施加驱动信号的驱动电极D1a、D2a以及与驱动电极D1a、D2a连接的驱动信号配线D1b、D2b,第一检测信号图案S1包括输出第一检测信号的第一检测电极S1a以及与第一检测电极S1a连接的第一检测信号配线S1b,并以静电电容C1而与驱动信号图案D1电容耦合。并且,驱动电极D2a实现与第一实施方式中的驱动接地电极(140)同样的功能。

而且,陀螺振动元件5具备第二检测信号图案S2,该第二检测信号图案S2包括输出与第一检测信号反相的第二检测信号的第二检测电极S2a以及与第二检测电极S2a连接的第二检测信号配线S2b,并以静电电容C2而与驱动信号图案D1电容耦合。

而且,在陀螺振动元件5中,第一检测信号图案S1、第二检测信号图案S2以及驱动信号图案D1中的任意一个(在此,为第一检测信号图案S1)包括对该信号图案(在此,为第一检测信号图案S1)的面积进行调节的调节用图案P。

具体而言,驱动电极D1a、D2a被配置于第一以及第二驱动振动臂540、542上,第一检测电极S1a以及第二检测电极S2a被配置于第一以及第二检测振动臂530、532上。

另外,驱动信号配线D1b、D2b、第一检测信号配线S1b以及第二检测信号配线S2b被配置于基部510上,调节用图案P被配置于基部510的第一表面501的第一检测信号配线S1b中。调节用图案P以沿着Y轴向负方向突出为大致矩形形状的方式被配置。

另外,驱动信号端子D1c、D2c被配置于固定部560的沿着X轴延伸的部分的与第一以及第二驱动振动臂540、542对置的位置处的第二表面502上,第一检测信号端子S1c以及第二检测信号端子S2c分别被配置于固定部560的沿着Y轴延伸的部分的大致中央处的第二表面502上。

驱动信号端子D1c、D2c、第一检测信号端子S1c以及第二检测信号端子S2c分别经由各配线(D1b等)而与各电极(D1a等)连接。

并且,各电极、各配线还被配置于侧面503上,并经由侧面503而向第一表面501以及第二表面502延伸。

另外,在陀螺振动元件5中,调节用图案P与驱动信号图案D1、第一检测信号图案S1以及第二检测信号图案S2中的成为电容耦合的对象的信号图案(在此,为驱动信号图案D1)相互对置配置,在调节用图案P与驱动信号图案D1(D1b)之间,配置有恒定电位图案F。

并且,恒定电位图案F成为接地电位(GND电位),并被配置于驱动信号图案D1、第一检测信号图案S1以及第二检测信号图案S2以外的空间的几乎所有的部分上,从而实现了减少噪声等的侵入的功能。

在此,对陀螺振动元件5的动作的概要进行说明。

图13为表示陀螺振动元件的驱动振动状态的模式立体图,图14为表示陀螺振动元件的检测振动状态的模式立体图。并且,在图13以及图14中,为了便于说明,将陀螺振动元件的形状简化而省略了固定部。

如图13所示,通过驱动信号被施加于设置在第一以及第二驱动振动臂540、542上的驱动电极(D1a、D2a,未图示),从而陀螺振动元件5进行第一以及第二驱动振动臂540、542沿着X轴而向相互接近的方向(白箭头标记)和相互分离的方向(黑箭头标记)交替地弯曲振动的驱动振动。

当在该驱动振动状态下,如图14所示那样,绕Y轴而施加角速度时(换言之,陀螺振动元件5以Y轴为中心而旋转时),由于科里奥利力,陀螺振动元件5将进行第一以及第二驱动振动臂540、542和第一以及第二检测振动臂530、532沿着Z轴而向正方向和负方向交替地弯曲振动的检测振动。

如果详细叙述则为实施如下的检测振动,即,当第一驱动振动臂540以及第二检测振动臂532向正方向弯曲时,第二驱动振动臂542以及第一检测振动臂530将向负方向弯曲(黑箭头标记),当第一驱动振动臂540以及第二检测振动臂532向负方向弯曲时,第二驱动振动臂542以及第一检测振动臂530将向正方向弯曲(白箭头标记)。

陀螺振动元件5能够通过将伴随着该检测振动而在被设置于第一以及第二检测振动臂530、532上的第一以及第二检测电极(S1a、S2a,未图示)中产生的电荷作为第一检测信号以及第二检测信号而取出,从而导出角速度ω1。

返回图11以及图12,陀螺振动元件5将调节用图案P设置于第一检测信号图案S1中,并预先对制造偏差进行估计,而对第一检测信号图案S1和第二检测信号图案S2赋予充分的静电电容之差(C1>>C2)。

由此,陀螺振动元件5通过利用在第一实施方式中所述的方法而对调节用图案P的面积进行调节,从而能够减小第一检测信号图案S1和驱动信号图案D1之间的静电电容C1与第二检测信号图案S2和驱动信号图案D1之间的静电电容C2之差,由此提高角速度ω1的检测精度。

如上所述,第三实施方式的陀螺振动元件5由于与第一实施方式相同,在所确定的一个信号图案(在此,为第一检测信号图案S1)中包含调节用图案P,因此,无需如现有技术(例如,专利文献1)那样根据检测信号用配线的数量而将调节用电极设置为多个梳齿状。

其结果为,陀螺振动元件5能够通过调节用图案P而减小第一检测信号图案S1和第二检测信号图案S2的静电电容之差(C1-C2),从而提高角速度ω1的检测精度,并且实现进一步的小型化或生产率的提高。

另外,陀螺振动元件5与第一实施方式相同,为具有基部510、与基部510连接的第一以及第二检测振动臂530、532和第一以及第二驱动振动臂540、542的振动元件,由于调节用图案P被配置于基部510上,因此,与例如调节用图案P位于振动臂的根部的情况相比,能够降低由于调节用图案P的面积的调节而产生的对第一以及第二检测振动臂530、532、第一以及第二驱动振动臂540、542的影响。

另外,在陀螺振动元件5中,由于恒定电位图案F被配置于调节用图案P与成为电容耦合的对象的信号图案(在此,为驱动信号图案D1)之间,因此,与未配置有恒定电位图案F的情况相比,能够减小随着电容耦合而产生的调节用图案P与驱动信号图案D1之间的静电电容C1。

并且,陀螺振动元件5也可以使调节用图案P包含于第二检测信号图案S2或驱动信号图案D1中,以取代包含于第一检测信号图案S1中的情况。即使在该情况下,陀螺振动元件5也能够获得与上述相同的效果。该结构也能够应用于以下的各改变例中。

另外,陀螺振动元件5也可以采用去除固定部560而将各端子设置于基部510的第二表面502上的结构。由此,陀螺振动元件5能够实现进一步的小型化。该结构也能够应用于以下的改变例1~3中。

接下来,对第三实施方式的改变例进行说明。

改变例1

图15为表示第三实施方式的改变例1的陀螺振动元件的结构的主要部分放大俯视图。并且,对于与第三实施方式共通的部分,标记相同的符号,并省略详细的说明,以与第三实施方式不同的部分为中心进行说明。

如图15所示,在改变例1的陀螺振动元件6中,调节用图案P与驱动信号图案D1、第一检测信号图案S1以及第二检测信号图案S2中的成为电容耦合的对象的信号图案(在此,为驱动信号图案D1)相互对置配置,在调节用图案P与驱动信号图案D1之间,存在未被静电屏蔽的区域(换言之,存在未配置有恒定电位图案F的区域)。

由此,在陀螺振动元件6中,由于在调节用图案P与成为电容耦合的对象的信号图案(在此,为驱动信号图案D1)之间存在未被静电屏蔽的区域(未配置有恒定电位图案F的区域),因此,与配置有恒定电位图案F的情况相比,调节用图案P(第一检测信号图案S1)与驱动信号图案D1之间的静电电容C1变大。

由此,陀螺振动元件6通过对调节用图案P的面积进行调节,即使为相同的调节量,与配置有恒定电位图案F的情况相比,也能够增大静电电容C1的变化。

其结果为,陀螺振动元件6通过利用在第一实施方式中所述的方法而去除例如宽度W1的调节用图案P的驱动信号配线D1b侧的一部分(图中用双点划线表示的部分),从而形成了宽度尺寸较窄的宽度W2的宽度狭窄部。如此,通过使宽度W1时的调节用图案P与驱动信号配线D1b之间的距离变化为宽度狭窄部的宽度W2时的调节用图案P与驱动信号配线D1b之间的距离,从而能够实施电容调节。具体而言,调节用图案P与驱动信号配线D1b之间的静电电容C1变化为静电电容C1a。如此,通过对调节用图案P的面积进行调节,即,通过使调节用图案P与驱动信号配线D1b之间的距离发生变化,从而减小第一检测信号图案S1和驱动信号图案D1之间的静电电容C1与第二检测信号图案S2和驱动信号图案D1之间的静电电容C2(参照图12)之差,由此提高角速度ω1的检测精度。

改变例2

图16为表示第三实施方式的改变例2的陀螺振动元件的结构的主要部分放大俯视图。并且,对于与第三实施方式共通的部分,标记相同的符号,并省略详细的说明,以与第三实施方式不同的部分为中心进行说明。

如图16所示,在改变例2的陀螺振动元件7中,调节用图案P与驱动信号图案D1、第一检测信号图案S1以及第二检测信号图案S2中的成为电容耦合的对象的信号图案(在此,为驱动信号图案D1)相互对置配置,在调节用图案P与驱动信号图案D1之间存在配置有恒定电位图案F的区域和未被静电屏蔽的区域(未配置有恒定电位图案F的区域)。

由此,在陀螺振动元件7中,由于在调节用图案P与成为电容耦合的对象的信号图案(在此,为驱动信号图案D1)之间,存在配置有恒定电位图案F的区域和未被静电屏蔽的区域(未配置有恒定电位图案F的区域),因此,能够根据对调节用图案P的面积进行调节的位置的不同,而增大或减小静电电容C1的变化。

具体而言,在陀螺振动元件7中,通过对与未配置有恒定电位图案F的区域(静电电容C1:大)相对应的部分的面积进行调节,从而能够实施静电电容C1的粗调节,通过对与配置有恒定电位图案F的区域(静电电容C1:小)相对应的部分的面积进行调节,从而能够实施静电电容C1的微调节。

其结果为,陀螺振动元件7通过利用在第一实施方式中所述的方法而对调节用图案P的面积进行调节,从而能够减小第一检测信号图案S1和驱动信号图案D1之间的静电电容C1与第二检测信号图案S2和驱动信号图案D1之间的静电电容C2(参照图12)之差,由此提高角速度ω1的检测精度。

改变例3

图17为表示第三实施方式的改变例3的陀螺振动元件的结构的主要部分放大俯视图。并且,对于与第三实施方式共通的部分,标记相同的符号,并省略详细的说明,以与第三实施方式不同的部分为中心进行说明。

如图17所示,在改变例3的陀螺振动元件8中,调节用图案P与驱动信号图案D1、第一检测信号图案S1以及第二检测信号图案S2中的成为电容耦合的对象的信号图案(在此,为驱动信号图案D1)相互对置配置,调节用图案P的驱动信号图案D1侧的端部被形成为阶梯状。

由此,在陀螺振动元件8中,由于调节用图案P的驱动信号图案D1侧的端部被形成为阶梯状,因此,能够根据对调节用图案P的面积进行调节的位置(进行调节的阶梯部分距驱动信号图案D1的距离)的不同,而增大或减小静电电容C1的变化。

其结果为,陀螺振动元件8通过利用在第一实施方式中所述的方法而对调节用图案P的面积进行调节,从而能够减小第一检测信号图案S1和驱动信号图案D1之间的静电电容C1与第二检测信号图案S2和驱动信号图案D1之间的静电电容C2(参照图12)之差,由此提高角速度ω1的检测精度。

改变例4

图18为表示从第三实施方式的改变例4的陀螺振动元件的一个主面侧透视到的另一个主面侧的结构的俯视图。并且,对于与第三实施方式共通的部分,标记相同的符号,并省略详细的说明,以与第三实施方式不同的部分为中心进行说明。

如图18所示,改变例4的陀螺振动元件9A具备与基部510连接的固定部560,驱动信号配线D1b、D2b、第一检测信号配线S1b以及第二检测信号配线S2b被配置于基部510以及固定部560双方上,调节用图案P被配置于固定部560上。

具体而言,调节用图案P被包含于第一检测信号配线S1b中的如下部分中,即,从第一检测信号端子S1c起,沿着固定部560的形状向Y轴的负方向延伸而被配置至驱动信号端子D1c的附近的部分。

并且,从第二检测信号端子S2c起,第二检测信号配线S2b(第二检测信号图案S2)沿着固定部560的形状而向Y轴的负方向延伸,并被配置至驱动信号端子D2c的附近。

陀螺振动元件9A将调节用图案P设置于固定部560的第一检测信号配线S1b(第一检测信号图案S1)中,并预先对制造偏差进行估计,而对第一检测信号图案S1与第二检测信号图案S2赋予充分的静电电容之差(C1>>C2)。

由此,陀螺振动元件9A通过利用在第一实施方式中所述的方法而对调节用图案P的面积进行调节,从而能够减小第一检测信号图案S1和驱动信号图案D1之间的静电电容C1与第二检测信号图案S2和驱动信号图案D1之间的静电电容C2之差,由此提高角速度ω1的检测精度。

如上所述,改变例4的陀螺振动元件9A具备与基部510连接的固定部560,由于调节用图案P被配置于固定部560上,因此,与调节用图案P位于基部510上的情况相比,能够进一步降低由于调节用图案P的面积的调节而产生的对第一以及第二检测振动臂530、532、第一以及第二驱动振动臂540、542的影响。

另外,与调节用图案P被配置于基部510上的情况相比,陀螺振动元件9A能够使基部510小型化。

并且,在陀螺振动元件9A中,从第一检测信号端子S1c起延伸并包括调节用图案P的第一检测信号配线S1b与从第二检测信号端子S2c起延伸并与第一检测信号配线S1b并列地延伸的第二检测信号配线S2b也可以如双点划线所示那样,兼作单片化前的晶片状态下的检査或调节用的配线。

由此,陀螺振动元件9A由于无需专门准备调节用图案P,因此,能够实现小型化。

第四实施方式

接下来,对作为物理量检测装置的一个示例的物理量传感器进行说明。

图19为表示第四实施方式的物理量传感器的结构的俯视图,图20为图19的H-H线处的剖视图。并且,在第四实施方式中,由于使用了H型的陀螺振动元件,因此,对于与第三实施方式共通的部分,标记相同的符号,并省略详细的说明,以与第三实施方式不同的部分为中心进行说明。

如图19以及图20所示,物理量传感器9B具备:作为振动元件的陀螺振动元件5A;内置对陀螺振动元件5A进行驱动的驱动电路410以及对陀螺振动元件5A的物理量(角速度)检测动作进行检测的检测电路420等的IC芯片320;作为对陀螺振动元件5A以及IC芯片320进行收纳的容器的封装件900。

陀螺振动元件5A为从第三实施方式的陀螺振动元件5去除了调节用图案P的元件。并且,在图19中,陀螺振动元件5A表示从第一表面501透视到的第二表面502侧的结构。

封装件900具有俯视形状呈大致矩形且具有凹部902的封装件基座901和对封装件基座901的凹部902进行覆盖的俯视形状为大致矩形且平板状的盖体(盖)903,并且封装件900被形成为大致长方体形状。

封装件基座901例如使用了使陶瓷生片成形并层压且烧成而得到的氧化铝质烧结体、多铝红柱石质烧结体、氮化铝质烧结体、碳化硅质烧结体、玻璃陶瓷烧结体等陶瓷类的绝缘性材料。

对封装件基座901的凹部902进行覆盖的盖体903使用了与封装件基座901相同的材料,或科瓦铁镍钴合金、42合金等金属。

在沿着封装件基座901的凹部902的内壁而被设置的高低差部904上,在与陀螺振动元件5A的各信号端子对置的位置处设置有各连接端子,各信号端子与各连接端子相互通过作为连接部的接合部件905而被电连接。

如果详细叙述则为,在与驱动信号端子D1c对置的位置处设置有连接端子D1d,在与驱动信号端子D2c对置的位置处设置有连接端子D2d,在与第一检测信号端子S1c对置的位置处设置有连接端子S1d,在与第二检测信号端子S2c对置的位置处设置有连接端子S2d,并且分别通过接合部件905而被电连接且机械连接。

连接端子D1d被包含于驱动信号图案D1中,连接端子D2d被包含于驱动信号图案D2中。

从被包含于第一检测信号图案S1中的连接端子S1d起,第一检测信号配线S1b沿着凹部902的内周而延伸至连接端子D1d的附近,并且在顶端部处包含调节用图案P。

从被包含于第二检测信号图案S2中的连接端子S2d起,第二检测信号配线S2b沿着凹部902的内周而延伸至连接端子D1d的附近。

由此,驱动信号图案D1、D2、第一检测信号图案S1以及第二检测信号图案S2经由接合部件905而以跨及陀螺振动元件5A和封装件900的方式被配置,调节用图案P被配置于封装件900上。

在封装件基座901的凹部902的底面906上,设置有对IC芯片320进行收纳的收纳凹部907。IC芯片320通过粘合剂(未图示)等而被固定于收纳凹部907的底面上,连接衬垫(未图示)利用接合引线909等而与被设置于收纳凹部907的周围的内部端子908连接。

内部端子908经由内部配线(未图示)而与各连接端子或被设置于封装件基座901的外底面910上的外部端子911等连接。

封装件基座901的各信号图案、内部端子908、外部端子911以及内部配线等例如由如下的金属被膜构成,即,在利用例如丝网印刷法而印刷(涂布)向钨或钼等的金属粉末中添加混合有机粘合剂、溶剂所得到的金属膏后进行加热处理而形成的金属化层上,通过电镀法等层压镍、金等的各被膜而得到的金属被膜。

并且,作为接合部件905,可列举出混合有金属粒子等导电性物质的环氧类、硅酮类、聚酰亚胺类等的导电性粘合剂、金属凸点等。

在物理量传感器9B中,在陀螺振动元件5A与封装件基座901的各连接端子连接的状态下,封装件基座901的凹部902被盖体903覆盖,封装件基座901与盖体903通过密封圈、低熔点玻璃、粘合剂等接合部件912而被气密地接合。

被气密地接合的封装件900内部成为减压状态(真空度较高的状态)。

物理量传感器9B通过与第三实施方式同样的陀螺振动元件5A的动作而检测角速度,检测信号经由IC芯片320而从外部端子911输出。

物理量传感器9B将调节用图案P设置于封装件900的第一检测信号图案S1(S1b)中,并预先对制造偏差进行估计,而对第一检测信号图案S1和第二检测信号图案S2(S2b)赋予充分的静电电容之差(C1>>C2)。

具体而言,使调节用图案P靠近驱动信号图案D1(连接端子D1d),并且使调节用图案P粗于第二检测信号图案S2。

由此,物理量传感器9B通过利用在第一实施方式中所述的方法而对调节用图案P的面积进行调节,从而能够减小第一检测信号图案S1和驱动信号图案D1之间的静电电容C1与第二检测信号图案S2和驱动信号图案D1之间的静电电容C2之差,由此提高角速度的检测精度。

如上所述,第四实施方式的物理量传感器9B具备陀螺振动元件5A和封装件900,陀螺振动元件5A与封装件900通过接合部件905而相互电连接,由于调节用图案P被配置于封装件900上,因此,与将调节用图案P配置在陀螺振动元件5A上的情况相比,能够使陀螺振动元件5A小型化。

并且,物理量传感器9B也可以搭载双T型的振动元件以取代陀螺振动元件5A。即使在该情况下,也能够实现同样的效果。

并且,虽然在上述实施方式以及改变例中,将陀螺振动元件的材质(基材)设为水晶等压电体,但也可以不是硅等半导体。

另外,陀螺振动元件除了双T型或H型以外,也能够使用双脚音叉、三脚音叉、梳齿型、正交型、棱柱型等各种类型。另外,物理量传感器也可以搭载多个陀螺振动元件。由此,物理量传感器例如能够对绕X轴、Y轴以及Z轴这三个轴的角速度进行检测。此时,也能够设为将调节用图案仅设置于一个陀螺振动元件上的结构。

电子设备

接下来,对具备上述的物理量检测装置的电子设备进行说明。

图21为表示作为具备物理量检测装置的电子设备的便携型(或笔记本型)的个人计算机的结构的模式立体图。

如图21所示,个人计算机1100由具备键盘1102的主体部1104和具有显示部1101的显示单元1106构成,显示单元1106通过铰链结构部而以能够相对于主体部1104进行转动的方式被支承。

在这种个人计算机1100中内置有上述的物理量检测装置中的任意一个(在此,作为一个示例,为陀螺振动元件1)。

图22为表示作为具备物理量检测装置的电子设备的移动电话(也包括PHS)的结构的模式立体图。

如图22所示,移动电话1200具备多个操作按钮1202、听筒1204和话筒1206,并且在操作按钮1202与听筒1204之间配置有显示部1201。

在这种移动电话1200中,内置有上述的物理量检测装置中的任意一个(在此,作为一个示例,为陀螺振动元件1)。

图23为表示作为具备物理量检测装置的电子设备的数码相机的结构的模式立体图。并且,在该图23中还简略地图示了与外部设备之间的连接。

在此,通常的照相机通过被摄物体的光学图像而使银盐感光胶片感光,与此相对,数码相机1300则通过CCD(Charge Coupled Device:电荷耦合元件)等摄像元件而对被摄物体的光学图像进行光电转换,从而生成摄像信号(图像信号)。

在数码相机1300中的壳体(主体)1302的背面(图中近前侧)设置有显示部1310,并且成为根据由CCD产生的摄像信号而进行显示的结构,显示部1310作为将被摄物体显示为电子图像的取景器而发挥功能。

另外,在壳体1302的正面侧(图中纵深侧)设置有包括光学透镜(摄像光学系统)或CCD等在内的受光单元1304。

当拍摄者对被显示在显示部1310上的被摄物体图像进行确认,并按下快门按钮1306时,该时间点的CCD的摄像信号将被传送并存储至存储器1308中。

另外,在该数码相机1300中,在壳体1302的侧面上设置有影像信号输出端子1312和数据通信用的输入输出端子1314。而且,根据需要,在影像信号输出端子1312上连接视频监视器1430,在数据通信用的输入输出端子1314上连接个人计算机1440。而且,成为如下结构,即,通过预定的操作,从而使存储于存储器1308中的摄像信号向视频监视器1430或个人计算机1440输出。

在这种数码相机1300中,内置有上述的物理量检测装置中的任意一个(在此,作为一个示例,为陀螺振动元件1)。

这种电子设备由于具备上述的物理量检测装置,因此,能够实现在上述实施方式以及改变例中所说明的效果,从而能够发挥优异的性能。

并且,作为具备上述的物理量检测装置的电子设备,除了上述电子设备以外,还可列举出,例如,喷墨式喷出装置(例如喷墨式打印机)、膝上型个人计算机、电视机、摄像机、录像机、各种导航装置、寻呼机、电子记事本(也包括附带通信功能的产品)、电子辞典、台式电子计算器、电子游戏设备、文字处理器、工作站、可视电话、防盗用视频监视器、电子双筒望远镜、POS(point of sale:销售点)终端、医疗设备(例如,电子体温计、血压计、血糖计、心电图测量装置、超声波诊断装置、电子内窥镜)、鱼群探测器、各种测量设备、计量仪器类、飞行模拟器、GPS组件、网络设备、广播设备等。

在任意情况下,这些电子设备由于具备上述的物理量检测装置,因此,能够实现在上述实施方式以及改变例中所说明的效果,从而能够发挥优异的性能。

移动体

接下来,对具备上述的物理量检测装置的移动体进行说明。

图24为表示作为具备物理量检测装置的移动体的汽车的模式立体图。

图24所示的汽车1500将上述的物理量检测装置中的任意一个(在此,作为一个示例,为陀螺振动元件1)作为所搭载的汽车导航装置、姿态控制装置等的姿态检测传感器的结构要素来使用。

由此,汽车1500由于具备上述的物理量检测装置,因此,能够实现在上述实施方式以及改变例中所说明的效果,从而能够发挥优异的性能。

上述的物理量检测装置并不限定于应用在上述汽车1500中,还能够理想地应用于包括自行式机器人、自行式输送设备、列车、船舶、飞机、人造卫星等在内的移动体的姿态检测传感器等中,在任一情况下,均能够实现在上述实施方式以及改变例中所说明的效果,从而能够提供优异的移动体。

符号说明

1、2…作为物理量检测装置的陀螺振动元件;3…作为物理量检测装置的物理量传感器组件;5、6、7、8、9A…作为物理量检测装置的陀螺振动元件;1A、5A…陀螺振动元件;9B…作为物理量检测装置的物理量传感器;10…基部;20…第一连结臂;22…第二连结臂;30…第一检测振动臂;32…第二检测振动臂;40…第一驱动振动臂;42…第二驱动振动臂;50…第一梁;52…第二梁;54…第三梁;56…第四梁;60…作为固定部的第一支承部;62…作为固定部的第二支承部;101…第一表面;102…第二表面;103…侧面;110…检测信号电极;112…检测信号配线;114…检测信号端子;120…检测接地电极;122…检测接地配线;124…检测接地端子;130…驱动信号电极;132…驱动信号配线;134…驱动信号端子;140…驱动接地电极;142…驱动接地配线;144…驱动接地端子;410…驱动电路;411…I/V转换电路;412…AC放大电路;413…振幅调节电路;420…检测电路;421、422…电荷放大器电路;423…差分放大电路;424…AC放大电路;425…同步检波电路;426…平滑电路;427…可变放大电路;428…滤波电路;310…中继基板;311a、311b、311c、311d、311e、311f…中继端子;312…接合部件;313…基板主体;314…配线图案;315a、315b、315d、315e…连接端子;320…IC芯片;321…连接衬垫;322…接合部件;323…钝化膜;501…第一表面;502…第二表面;503…侧面;510…基部;530…第一检测振动臂;532…第二检测振动臂;540…第一驱动振动臂;542…第二驱动振动臂;560…固定部;570、572…梁;900…作为容器的封装件;901…封装件基座;902…凹部;903…盖体(盖);904…高低差部;905…接合部件;906…凹部的底面;907…收纳凹部;908…内部端子;909…接合引线;910…外底面;911…外部端子;1100…作为电子设备的个人计算机;1101…显示部;1102…键盘;1104…主体部;1106…显示单元;1200…作为电子设备的移动电话;1201…显示部;1202…操作按钮;1204…听筒;1206…话筒;1300…作为电子设备的数码相机;1302…壳体;1304…受光单元;1306…快门按钮;1308…存储器;1310…显示部;1312…影像信号输出端子;1314…输入输出端子;1430…视频监视器;1440…个人计算机;1500…作为移动体的汽车;D1、D2…驱动信号图案;D1a、D2a…驱动电极;D1b、D2b…驱动信号配线;D1c、D2c…驱动信号端子;D1d、D2d…连接端子;S1…第一检测信号图案;S1a…第一检测电极;S1b…第一检测信号配线;S1c…第一检测信号端子;S1d…连接端子;S2…第二检测信号图案;S2a…第二检测电极;S2b…第二检测信号配线;S2c…第二检测信号端子;S2d…连接端子;G…中心点。

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