振动元件、振子、振动装置、电子设备以及移动体的制作方法_4

文档序号:8383387阅读:来源:国知局
等合金。此外,基座81与盖82的接合方法并不被特别限定,但是例如能够通过粘合材料或焊接材料来进行接合。
[0124]在凹部811的底面上形成有连接端子831、832、833、834、835、836。这些连接端子831?836分别通过被形成于基座81上的未图示的贯穿电极等,而被引出至基座81的下表面(封装件8的外周面)。虽然作为连接端子831?836的构成,只要具有导电性则不进行特别限定,但是例如能够由在Cr(铬)、W(钨)等的金属层(基底层)上层压有Ni(镍)、Au (金)、Ag (银)、Cu (铜)等的各被膜的金属被膜构成。
[0125]振动元件I通过导电性粘合材料861、862、863而将第一支承部251固定在凹部811的底面上,并通过导电性粘合材料864、865、866而将第二支承部252固定在凹部811的底面上。另外,通过导电性粘合材料861,一方的检测信号端子312与连接端子831被电连接;通过导电性粘合材料862,一方的检测接地端子322与连接端子832被电连接;通过导电性粘合材料863,驱动接地端子342与连接端子833被电连接;通过导电性粘合材料864,另一方的检测信号端子312与连接端子834被电连接;通过导电性粘合材料865,另一方的检测接地端子322与连接端子835被电连接;通过导电性粘合材料866,驱动信号端子332与连接端子836被电连接。
[0126]作为导电性粘合材料861?866,只要具有导电性以及粘合性,则不进行特别限定,例如,能够使用使银颗粒等导电性填充剂分散于硅类、环氧类、丙烯酸类、聚胺类、双马来酰亚胺类等的粘合材料中的材料。
[0127]3、物理量传感器
[0128]接下来,对使用了振动元件I的物理量传感器100进行说明。
[0129]图8为表示具备本发明的振动元件的物理量传感器的优选的实施方式的剖视图。图9以及图10分别为图8所示的物理量传感器的俯视图。此外,在图16中,为了便于说明,省略了盖以及振动元件的图示。
[0130]如图8、图9以及图10所示,物理量传感器100具有振动元件1、对振动元件I进行收纳的封装件8和IC芯片9。
[0131]如图8所示,封装件8具有:具有凹部811的箱状的基座81 ;和封堵凹部811的开口并被接合于基座81上的板状的盖82。而且,在由凹部811被盖82封堵而形成的收纳空间中,收纳有振动元件I以及IC芯片9。收纳空间既可以为减压(真空)状态,也可以封入有氮气、氦气、氩气等惰性气体。
[0132]凹部811具有:在基座81的上表面开放的第一凹部811a ;在第一凹部811a的底面的中央部开放的第二凹部811b ;在第二凹部811b的底面的中央部开放的第三凹部811c。而且,从第一凹部811a的底面跨至第二凹部811b的底面,形成有连接配线871、872、873、874、875、876。
[0133]如图9所示,振动元件I通过导电性粘合材料861、862、863而将第一支承部251固定在第一凹部811a的底面上,并通过导电性粘合材料864、865、866而将第二支承部252固定在第一凹部811a的底面上。而且,通过导电性粘合材料861,一方的检测信号端子312与连接配线871被电连接;通过导电性粘合材料862,一方的检测接地端子322与连接配线872被电连接;通过导电性粘合材料863,驱动接地端子342与连接配线873被电连接;通过导电性粘合材料864,另一方的检测信号端子312与连接配线874被电连接;通过导电性粘合材料865,另一方的检测接地端子322与连接配线875被电连接;通过导电性粘合材料866,驱动信号端子332与连接配线876被电连接。
[0134]如图10所示,IC芯片9通过焊接材料等而被固定于第三凹部811c的底面上。IC芯片9通过导电线而与各连接配线871、872、873、874、875、876电连接。由此,两个检测信号端子312、两个检测接地端子322、驱动信号端子332、驱动接地端子342分别成为与IC芯片9电连接的状态。IC芯片9具有:用于使振动元件I驱动振动的驱动电路;和对在施加角速度时于振动元件I中所产生的检测振动进行检测的检测电路。
[0135]此外,虽然在本实施方式中,IC芯片9被设置于封装件8的内部,但是IC芯片9也可以被设置于封装件8的外部。
[0136]4、物理量检测装置
[0137]接下来,对使用了振动元件I的物理量检测装置1000进行说明。
[0138]图11为具备本发明的振动元件的物理量检测装置的框图。
[0139]如图11所示,物理量检测装置1000具有振动元件1、驱动电路71和检测电路72。驱动电路71与检测电路72例如能够安装于前文所述的这种IC芯片9中。
[0140]驱动电路71作为驱动电路而发挥功能,并具有I/V转换电路(电流电压转换电路)71UAC放大电路712和振幅调节电路713。这种驱动电路71为,用于向被形成于振动元件I上的驱动信号电极331供给驱动信号的电路。
[0141]当振动元件I振动时,基于压电效应而产生的交流电流从被形成于振动元件I上的驱动信号电极331被输出,并通过驱动信号端子332而被输入至I/V转换电路711。I/V转换电路711将所输入的交流电流转换为与振动元件I的振动频率相同频率的交流电压信号并进行输出。从I/V转换电路711输出的交流电压信号被输入至AC放大电路712,AC放大电路712对所输入的交流电压信号进行放大并进行输出。
[0142]从AC放大电路712输出的交流电压信号被输入至振幅调节电路713。振幅调节电路713以将所输入的交流电压信号的振幅保持为固定值的方式来控制增益,并通过被形成于振动元件I上的驱动信号端子332来向驱动信号电极331输出增益控制后的交流电压信号。振动元件I通过被输入至该驱动信号电极331的交流电压信号(驱动信号)而振动。
[0143]检测电路72作为检测电路而发挥功能,并具有电荷放大电路721、722、差动放大电路723、AC放大电路724、同步检波电路725、平滑电路726、可变放大电路727和滤波器电路728。检测电路72为,使在被形成于振动元件I的第一检测臂221上的检测信号电极311中所产生的第一检测信号和在被形成于第二检测臂222上的检测信号电极311中所产生的第二检测信号差动放大,而生成差动放大信号,并根据该差动放大信号对预定的物理量进行检测的电路。
[0144]在电荷放大电路721、722中通过检测信号端子312而输入有互为反相的检测信号(交流电流),所述检测信号(交流电流)通过被形成于振动元件I的第一、第二检测臂221、222上的检测信号电极311而被检测。例如,在电荷放大电路721中输入有第一检测信号,所述第一检测信号通过被形成于第一检测臂221上的检测信号电极311而被检测,在电荷放大电路722中输入有第二检测信号,所述第二检测信号通过被形成于第二检测臂222上的检测信号电极311而被检测。而且,电荷放大电路721、722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。
[0145]差动放大电路723对电荷放大电路721的输出信号和电荷放大电路722的输出信号进行差动放大,并生成差动放大信号。差动放大电路723的输出信号(差动放大信号)进一步通过AC放大电路724而被放大。同步检波电路725作为检波电路而发挥功能,通过根据驱动电路71的AC放大电路712所输出的交流电压信号,对AC放大电路724的输出信号进行同步检波,从而提取角速度成分。
[0146]由同步检波电路725提取出的角速度成分的信号通过平滑电路726而被平滑为直流电压信号,并被输入至可变放大电路727。可变放大电路727以所设定的放大率(或衰减率)对平滑电路726的输出信号(直流电压信号)进行放大(或衰减),而使角速度灵敏度发生变化。通过可变放大电路727而被放大(或衰减)的信号被输入至滤波器电路728。
[0147]滤波器电路728从可变放大电路727的输出信号中除去高频的噪声成分(准确来说是衰减至预定电平以下),并生成与角速度的方向以及大小相对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)向外部被输出。
[0148]根据这种物理量检测装置1000,如上所述,能够使在被形成于第一检测臂221上的检测信号电极311中所产生的第一检测信号和在被形成于第二检测臂222上的检测信号电极311中所产生的第二检测信号差动放大,而生成差动放大信号,并根据该差动放大信号来对预定的物理量进行检测。
[0149]5、电子设备
[0150]接下来,根据图12?图14对应用了振动元件I的电子设备进行详细说明。
[0151]图12为表示应用了具备本发明的振动元件的电子设备的便携型(或笔记本型)的个人计算机的结构的立体图。
[0152]在该图中,个人计算机1100通过具备键盘1102的主体部1104和具备显示部1108的显示单元1106而构成,显示单元1106以能够通过铰链结构部而相对于主体部1104进行转动的方式被支承。在这种个人计算机1100中内置有作为角速度检测单元(陀螺仪传感器)而发挥功能的振动元件I。
[0153]图13为表示应用了具备本发明的振动元件的电子设备的移动电话(也包括PHS:Personal Handy-phone System,个人手持电话系统)的结构的立体图。
[0154]在该图中,移动电话1200具备多个操作按钮1202、听筒1204以及话筒1206,在操作按钮1202与听筒1204之间配置有显示部1208。在这种移动电话1200中内置有作为角速度检测单元(陀螺仪传感器)而发挥功能的振动元件I。
[0155]图14为表示应用了具备本发明的振动元件的电子设备的数码照相机的结构的立体图。此外,在该图中,对与外部设备的连接也进行了简略的图示。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进行感光,与此相对,数码照相机1300通
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