振动片、传感器单元及其制造方法、电子设备技术

本发明专利技术提供振动片、传感器单元及其制造方法、电子设备。振动陀螺元件(11)具有基部(21)、以及从基部(21)的Y轴方向的两端部起分别延伸的一对驱动用振动臂(22a、22b)和一对检测用振动臂(23a、23b)。并且，从由基部(21)的X轴方向的两端部起分别延伸的连接臂(24a、24b)各自的末端部起，设有与驱动用振动臂(22a、22b)并行延伸的调节用振动臂(125a、125b)。在各调节用振动臂(125a、125b)的末端侧具有作为加宽部的施重部(127a、127b)。在各调节用振动臂(125a、125b)的主面设有用于对振动陀螺元件(11)的泄漏输出进行调节的作为膜体的调节用电极(145a、145b)。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】振动片、传感器单元及其制造方法、电子设备本申请是申请日为2011年11月15日，申请号为201110361826.7，专利技术名称为“振动片、传感器单元及其制造方法、电子设备”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及振动片、使用振动片的传感器单元、搭载有这些振动片和传感器单元的电子设备、以及振动片和传感器单元的制造方法。
技术介绍
作为充实车辆中的车体控制和汽车导航系统的本车位置检测、以及数字照相机和数字摄像机等的振动控制校正功能(所谓的抖动校正)等的角速度传感器的振动陀螺传感器(以下称为振动陀螺仪)被广泛利用。振动陀螺仪通过由作为高弹性材料的石英等压电性单晶体构成的陀螺仪振动片，检测由于物体的摆动或旋转等振动而在陀螺仪振动片的一部分产生的电信号作为角速度，通过计算旋转角来求出物体的位移。作为在陀螺传感器中使用的振动片，以往广泛使用由石英等压电体材料形成的压电振动片(振动陀螺元件)(例如参照专利文献I)。专利文献I所记载的振动片是所谓的音叉型压电振动片，其包括由石英构成的基部、以及从基部的一端部起并行延伸的一对振动臂。在各振动臂的主面(第I表面)设有供给对振动臂进行励振的驱动电压的驱动电极(励振电极)，在与第I表面垂直的侧面设有检测电极。而且，通过对驱动电极施加驱动信号(励振信号)，能够使振动臂进行振动。这里，在对该振动片施加驱动信号而使振动臂在沿着第I表面的方向上进行振动(面内振动)时，如果将振动臂的延伸方向的轴(例如，在以石英Z板为基材的振动陀螺元件的情况下为Y轴)作为检测轴而使其旋转，则通过科里奥利力，振动臂在与第I表面垂直的方向上进行振动(面外振动)。该面外振动的振幅与振动片的旋转速度成比例，因此，能够作为角速度进行检测。通过使用光刻对压电体材料、例如石英进行蚀刻加工，由此，上述这种振动陀螺元件的基部和振动臂能够一体形成。振动臂的截面形状原本设计成矩形状，但是，由于石英的蚀刻各向异性和加工工艺的偏差等，不成为矩形状，而呈平行四边形、菱形或更复杂的不定形。此时，如果振动臂的截面形状从原本设计的矩形状大幅偏离，则振动臂的振动方向从设计值偏离，产生所谓的泄漏输出这样的不期望的振动泄漏，成为使振动陀螺元件的检测灵敏度劣化的要因。作为抑制这种泄漏输出的方法，例如在专利文献2中介绍了在振动臂的与基部连接的根部附近设置切削部的振动陀螺元件。专利文献2的振动陀螺元件(角速度传感器元件)具有基部和从基部起延伸的振动臂，在振动臂上设有对振动臂的宽度方向的振动进行励振的驱动电极、以及对基于作为振动臂的厚度方向的垂直振动的电荷进行检测的检测电极。而且，在振动臂的与基部连接的根部附近，在振动臂的宽度方向的至少一个端部设有通过激光加工而形成的多个切削部。通过设于振动臂的与基部连接的根部附近的切削部，改变质量分布，从而能够抑制泄漏输出(倾斜振动)。【专利文献I】日本特开平5-256723号公报【专利文献2】日本特开2008-209215号公报但是，在专利文献2所记载的振动陀螺元件中，为了进行用于抑制泄漏输出的精致调节，需要设置极微细的切削部，近年来，伴随振动陀螺元件(振动片)的小型化的发展，存在形成切削部更加困难，且由于形成切削部而使振动陀螺元件的机械强度减弱这样的课题。
技术实现思路
本专利技术正是为了解决上述课题的至少一部分而完成的，能够作为以下的方式或应用例来实现。本应用例的振动片的特征在于，该振动片具有:基部；从所述基部起延伸的第I振动臂和第2振动臂；以及设于所述第2振动臂的调节部，所述第2振动臂的输出信号与所述第I振动臂的泄漏振动的输出信号相位相反。专利技术人发现，根据该结构，通过去除或附加第2振动臂的调节部的一部分，能够抵消并抑制第I振动臂的振动的泄漏输出。由此，与对振动片的外形的一部分进行加工来进行泄漏输出的抑制调节的现有方法相比，有利于小型化，并且能够进行精致的调节，因此，能够提供小型、机械强度高且具有高灵敏度特性的振动片。在上述应用例的振动片中，其特征在于，在所述第I振动臂上设有被施加驱动电压的驱动电极、以及以电的方式对根据在所述第I振动臂的驱动时被施加的物理量而产生的振动进行检测的检测电极。根据该结构，能够在对振动片施加角速度或加速度等物理量时，使用检测电极来检测物理量，如果使用本实施例的振动片，则能够实现小型且具有高灵敏度特性的传感器。在上述应用例的振动片中，其特征在于，在所述调节部上设有金属膜，所述金属膜与所述检测电极电连接。根据该结构，例如通过激光照射来去除设于第2振动臂的调节部的金属膜的一部分，或者通过蒸镀或溅射附加金属膜，从而对第2振动臂的电荷(电流)进行控制，由此，能够进行更加精致的泄漏输出的抑制调节。在上述应用例的振动片中，其特征在于，所述基部、所述第I振动臂以及所述第2振动臂由压电体材料形成，所述第2振动臂沿着与所述压电体材料的极化轴交叉的方向延伸。这样，通过使用压电体材料形成振动片，能够利用压电体材料的压电现象容易地进行振动臂的驱动和输出电压的检测。在上述应用例的振动片中，其特征在于，所述第I振动臂包括从所述基部的一端起延伸的驱动用振动臂、以及从所述基部的另一端起延伸的检测用振动臂。在这种结构的振动片中，驱动系统的振动臂和检测系统的振动臂被分离，因此，驱动系统的振动臂和检测系统的振动臂的电极之间或者布线之间的静电耦合降低，检测灵敏度稳走。在上述应用例的振动片中，其特征在于，所述第2振动臂向所述检测用振动臂侧延伸。这样，具有与设于检测用振动臂的检测电极电连接的调节用电极的调节用振动臂与设有驱动电极的驱动用振动臂分开配置而不相邻，因此，能够抑制由于驱动信号和检测信号耦合而引起的检测灵敏度的劣化。在上述应用例的振动片中，其特征在于，在所述第2振动臂的末端部具有设有所述调节部的加宽部。根据该结构，能够抑制第2振动臂的长度的增大并提高泄漏振动的抑制效果，并且，用于抑制泄漏振动的调节范围变宽，因此，能够提供更加小型且具有高灵敏度特性的振动片。在上述应用例的振动片中，其特征在于，所述第2振动臂的长度比所述第I振动臂的长度短。根据该结构，用于调节泄漏输出的第2振动臂的振动不会妨碍由第I振动臂(驱动用振动臂和检测用振动臂)实现的振动片的主要振动，因此，振动片的振动特性稳定，并且，有利于振动片的小型化。本应用例的传感器单元的特征在于，该传感器单元具有:上述应用例的振动片；电子部件，其具有对所述第I振动臂进行励振的驱动电路和对在所述第I振动臂中产生的检测信号进行检测的检测电路；以及封装，其收纳所述振动片和所述电子部件。根据该结构，能够提供具有发挥上述应用例中的任意一例所记载的效果的振动片的传感器单元。而且，上述结构的封装型的传感器单元具有有利于小型化/薄型化且耐冲击性高的特征。本应用例的电子设备的特征在于，该电子设备具有上述应用例中的任意一项所述的振动片。根据该结构，具有上述应用例中的任意一项所述的实施了抑制泄漏输出的调节后的高灵敏度的振动片，因此，能够提供高功能且具有稳定特性的电子设备。本应用例的振动片的制造方法的特征在于，该振动片的制造方法具有以下步骤:第I步骤，形成基部以及从该基部起延伸的第I振动臂和第2振动臂；第2步骤，在所述第2振动臂上形成调节部；第3步骤，测定所述第I振动臂的泄漏本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种振动片，其特征在于，该振动片具有：基部；从所述基部起延伸的第1振动臂和第2振动臂；以及设于所述第2振动臂的调节部，所述第2振动臂的输出信号与所述第1振动臂的泄漏振动的输出信号相位相反。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小仓诚一郎，菊池尊行，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP