角速度传感器的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及使用了压电元件的角速度传感器。
【背景技术】
[0002]—般而言，对于车辆等移动体姿态控制中所使用的角速度传感器，已知的有字母表的Η型形状的角速度传感器、还有柱状形状的角速度传感器、音叉形状的角速度传感器等各种形状的角速度传感器。
[0003]这些角速度传感器由基部、驱动电动机部和检测电极部构成。在基部的上面设置有往外部输入输出取出用的电极部。输入输出取出用的电极部通过电极配线或电极焊盘而与驱动电极部、检测电极部的各个相连接。各个电极部配备有具有压电体膜的压电元件。被压电元件的上部电极与下部电极夹着的压电体膜是具有压电特性的膜，并且是当施加电压时会发生应变，而且当发生机械应变时会产生电位的膜。利用该性质来激励角速度传感器的驱动电极部。当对这样的角速度传感器施加角速度时，驱动电极部由于科里奥利力(Cor1lis force)而发生应变。通过检测该电位能够检测出赋给角速度传感器的角速度。再者，角速度传感器在安装于基座之后通过引线键合(wire bonding)等而与外部电路相连接，并且与处理电路即1C 一起封装而成为角速度传感器。
[0004]作为这样的角速度传感器所使用的压电元件，例如在专利文献1中提出了如下的压电元件的方案，即，通过令设置有第1电极(下部电极)的压电体的第1面(下面)成为在比将设置有第2电极(上部电极)的压电体的第2面(上面)投影到第1面(下面)后的轮廓更外侧具有轮廓的形状，第1电极(下部电极)为与第1面(下面)的轮廓相同或者较大的形状，并且第2电极(上部电极)为与第2面(上面)的轮廓相同或者较小的形状，从而不使压电元件的共振性能降低而有效地防止电极之间的短路。
[0005]专利文献1:日本特开2010-135595号公报
【发明内容】
[0006]出于防止短路或者紧密附着性的观点，上下电极的设计可以提出做成与压电体的轮廓相同或者较小的形状。然而，根据本发明人的研究，可知即使实施现有技术的设计，在表不位移的信号中也重叠有噪声。
[0007]根据本发明人等的研究，存在上下电极也作为振荡器发挥功能的情况。作为振荡器的电极，存在以与上述驱动电极部不同的方式振动的情况。其结果，与由科里奥利力引起的驱动电极部的应变不同的变形施加于压电体膜。其结果，压电体膜产生由检测目的以外的振动所引起的电信号，其被认为是成为噪声的原因。
[0008]本发明是有鉴于相关的问题而做出的结果，其目的在于提供使用了抑制噪声发生的压电元件的角速度传感器。
[0009]为了解决上述技术问题，本发明所涉及的角速度传感器，其特征在于:是具有固定有压电元件的驱动臂的角速度传感器，所述压电元件具备压电体膜、设置在所述压电体膜的一个面侧的第1电极膜、以及设置在所述压电体膜的另一个面侧的第2电极膜，在令垂直于所述驱动臂的长边方向以及所述压电体膜的厚度方向两者的方向为宽度方向的情况下，所述第1电极膜的宽度方向的尺寸La、所述第2电极膜的宽度方向的尺寸Lc、所述压电体膜的宽度方向的尺寸Lb满足以下的关系:
[0010](l)LcX0.95 彡 La 彡 LcXl.05
[0011]⑵Lb < La
[0012](3)Lb<Lc。
[0013]根据该角速度传感器，由于La与Lc大致相等，因此进行压电元件协调后的振动，另外由于Lb小于La和Lc因此电压经由电极切实且均匀地施加于压电体膜，因而能够抑制起因于压电元件振动而混入到检测信号的噪声。再者，检测信号既能够从设置在驱动臂的上述压电元件取出，也能够从设置在机械结合于驱动臂的检测臂的压电元件取出。
[0014]另外，本发明所涉及的角速度传感器，其特征在于:所述压电元件还具备有机树脂膜，所述有机树脂膜设置成至少抵接于(1)沿着包含所述压电体膜的长边方向和厚度方向两者的平面的侧面；(2)是位于比所述压电体膜更靠宽度方向的外侧的位置的所述第2电极膜的表面区域，且与所述第1电极膜相对的区域；以及(3)位于比所述压电体膜更靠宽度方向的外侧的位置的所述第1电极膜的表面区域，且与所述第2电极膜相对的区域。
[0015]根据该角速度传感器，通过压电元件由有机树脂膜覆盖，从而抑制向侧方突出的电极膜的部分的振动，并且使振动变得稳定。因此，能够抑制噪声包含于检测信号。
[0016]根据本发明，能够提供抑制了噪声发生的压电元件以及使用了该压电元件的角速度传感器。
【附图说明】
[0017]图1是表示本实施方式所涉及的角速度传感器立体图。
[0018]图2是表示本实施方式所涉及的角速度传感器的顶视图。
[0019]图3是表示沿着图1的A-A线的角速度传感器1结构的示意截面图。
[0020]图4是表示压电振动体的纵截面结构的图。
【具体实施方式】
[0021]以下，参照附图并就本发明的优选的方式详细说明。再者，在说明中，对于相同要素或者具有相同功能的要素使用相同的符号，省略重复的说明。
[0022]首先，参照图1和图2来说明本实施方式所涉及的角速度传感器1的结构。图1是表示本实施方式所涉及的角速度传感器立体图。图2是表示本实施方式所涉及的角速度传感器的顶视图(压电元件省略上部的电极膜6c以外来表示)。
[0023]如图1和图2所示，角速度传感器1具备基部5、从基部5平行于一定方向而延伸的一对驱动臂3，3、平行于与一对驱动臂3，3的延伸方向不同的方向而延伸的一对检测臂3A, 3A。这些基部5、一对驱动臂3，3、一对检测臂3A，3A通过对由硅(Si)构成的基板2实施蚀刻加工而一体形成。
[0024]—对驱动臂3，3由其一端连结于基部5并且在图示Y方向(长边方向)上延伸的悬臂梁构成。即，在本实施方式中，两根驱动臂3，3被连结于基部5，并且大致并行地配置。如此，各个驱动臂3，3中，仅其一端连结于基部5，另一端成为自由端。驱动臂3，3可以使成为自由端的端部在图示X方向上振动。各个驱动臂3，3在其臂上形成有压电元件6，压电元件6具有由电极膜夹着压电体膜而成的驱动电极部，其作为驱动电极而发挥功能。
[0025]检测臂3A，3A由其一端连结于基部5并且在图示Y方向上延伸的悬臂梁构成。即，在本实施方式中，两根检测臂3A，3A连结于基部5，并且大致并行地配置。如此，各个检测臂3A, 3A中，仅其一端连结于基部5，另一端成为自由端。检测臂3A, 3A可以使成为自由端的端部在图示Z方向上振动。各个检测臂3A，3A在其臂上形成有压电元件6A，压电元件6A具有由电极膜夹着压电体膜而成的检测电极部，该检测电极部作为检测电极而发挥功能。这里，驱动臂3，3与检测臂3A，3A夹着基部5而在相反方向上延伸。即，本实施方式所涉及的角速度传感器1呈现所谓的Η型形状。再者，压电元件6的Υ方向长优选为驱动臂3的Υ方向长的30%以上且60%以下。在此情况下，由于将电容成分控制在必要的最低限度，因此有S/N比提高这样的效果。压电元件6Α的Υ方向长优选为检测臂3Α的Υ方向长的30%以上且60%以下。在此情况下，由于将电容成分控制在必要的最低限度，因此有S/N比提高这样的效果。
[0026]基部5位于角速度传感器1的中央，并且呈现大致矩形形状。基部5在一个主面上具有输入输出信号取出用的基部电极部15，另一个主面成为与封装体(未图示)相连接的固定部。
[0027]基部电极部15具有上部电极用焊盘部8、8Α和下部电极用焊盘部14。在本实施方式中，基部电极部15由4个上部电极用焊盘部8，8，8Α, 8Α和1个下部电极用焊盘部14构成。
[0028]上部电极用焊盘部8，8是设置在基部5的一个主面上且与驱动臂3，3的连结部分附近，经由配线W(参照图2)而电连接于驱动电极部。更具体而言，上部电极用焊盘8，8电连接于构成驱动电极部的压电元件6的第2电极膜6c (参照图3)。上部电极用焊盘8A，8A设置在基部5的一个主面上且与检测臂3A，3A的连结部分附近，经由配线W而电连接于检测电极部。更具体而言，上部电极用焊盘8A，8A电连接于构成检测电极部的压电元件6A的第2电极膜6c(参照图3)。另外，上部电极用焊盘8A，8A也连接于外部的电路(未图示)。作为与该外部的电路的连接方法，例如可以列举由引线键合连接的方法。
[0029]下部电极用焊盘部14设置在基部5的大致中央。下部电极用焊盘部14分别电连接于驱动电极部和检测电极部。更具体而言，下部电极用焊盘部14电连接于构成驱动电极部和检测电极部的压电元件6，6A的第1电极膜6a(参照图3)。另外，下部电极用焊盘部14也连接于外部的电路(未图示)。作为与该外部电路的连接方法，例如可以列举由引线键合连接的方法。
[0030]这里，就角速度传感器1检测角速度的机理进行说明。经由基部电极部15将交流电压施加于构成两根驱动臂3，3的驱动电极部的压电元件6，并激励具有驱