振动型角速度传感器制造技术

振动型角速度传感器，在将固定部(20)与可动部(30)以及梁部(40)进行连结的部分具备防振弹簧构造(25)。通过这样的构造，例如在由外部冲击等引起的共振频率比驱动振动、检测振动的共振频率(驱动频率、检测频率)小的无用振动模式时，与梁部相比主要防振弹簧构造进行变形，能够抑制梁部的变形。而且，当在为框体构造的可动部以及梁部的中心支撑部配置防振弹簧构造时，与将检测梁直接固定于固定部的情况相比，通过防振弹簧构造位移使检测梁与防振弹簧构造的连结场所的位移变大。因此，能够在角速度施加时通过振动检测部基于检测梁的更大的变形进行角速度检测，能够进一步提高检测精度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的相互参照本申请基于2014年6月12日申请的日本申请号2014-121692号、2015年5月13日申请的日本申请号2015-098407号，将其记载内容援用于此。
本公开涉及一种振动型角速度传感器。
技术介绍
以往，在专利文献1中提出有一种振动型角速度传感器。在该振动型角速度传感器中，以固定部为中心而在y轴方向的两侧延伸配置有检测梁，并且经由从固定部沿x轴方向延伸的支撑部而与检测梁平行地延伸配置有驱动梁。在各检测梁中、与固定部相反侧的前端位置配置有检测锤，在各驱动梁中、与和支撑部连结的连结部相反侧的前端配置有驱动锤。成为这样的构成的振动型角速度传感器为，进行使位于检测锤的两侧的驱动锤以检测锤为中心在x轴方向上对称地驱动振动这样的动作，当在此时施加角速度时，检测梁在以固定部为中心的旋转方向上位移。通过由检测元件检测此时的检测梁的位移，由此进行角速度检测。在上述的振动型角速度传感器中，基本上，如果是未施加角速度的状态，则驱动锤在x轴方向上振动，当施加角速度时，基于以固定部为中心的旋转方向的力而振动锤以及检测锤在y轴方向上也进行振动。即，在振动型角速度传感器中，驱动锤的驱动振动、检测锤的检测振动方向处于xy平面上。然而，有时由于某些原因、例如从振动型角速度传感器以外的部分传递来的振动(车辆振动等)、轴取向偏差、加工的非对称性、是否存在结晶缺陷等，会产生向z轴方向的无用振动。具体地说，振动型角速度传感器具有大量的无用振动模式，例如存在检测锤不进行无用振动而驱动锤进行无用振动的模式、检测锤与驱动锤的双方进行无用振动的模式等。由这样的无用振动引起的无用信号会包含于检测元件输出的检测信号，而变得不能够进行正确的角速度检测。由此，对于提高角速度的检测精度来说较重要的是，对无用振动进行抑制，并降低无用振动模式。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011-59040号公报
技术实现思路
本公开是鉴于上述点而进行的，其目的在于提供一种振动型角速度传感器，能够抑制可动部的无用振动，使检测精度提高。在本公开的第一方式的振动型角速度传感器中，具备：固定部，相对于基板固定；可动部，以固定部为中心配置在基板的平面上的沿着一个方向的第一轴的两侧，具有起到驱动锤以及检测锤的作用的驱动兼检测用锤；梁部，具有检测梁、支撑部件以及驱动梁，由驱动梁、支撑部件以及驱动兼检测用锤形成框体构造，该检测梁相对于固定部支撑，以固定部为中心延伸配置在基板的平面上的与第一轴垂直的第二轴的两侧，该支撑部件配置在检测梁中的与固定部相反侧的前端，并且相对于检测梁交叉，该驱动梁支撑于支撑部件，并且夹着检测梁配置在第一轴的两侧，对驱动兼检测用锤进行两端支持，该振动型角速度传感器基于使配置在固定部的两侧的驱动兼检测用锤以固定部为中心在第一轴上向相互相反方向驱动振动，随着角速度的施加而驱动兼检测用锤也在基板的平面上沿着第二轴进行振动，从而进行角速度检测。并且，在这样的构成中，在检测梁与固定部之间，配置有能够沿着第一轴以及第二轴进行变形地构成的防振弹簧构造。如此，在将固定部与可动部以及梁部进行连结的部分具备防振弹簧构造。通过这样的构造，例如在由外部冲击等引起的共振频率比驱动振动、检测振动的共振频率(驱动频率、检测频率)更小的无用振动模式时，与梁部相比更主要是防振弹簧构造进行变形，能够抑制梁部的变形。由此，能够实现检测精度的提高，能够减少使检测精度降低那样的无用振动模式。并且，当在成为框体构造的可动部以及梁部的中心支撑部配置防振弹簧构造时，与将检测梁直接固定于固定部的情况相比，由于防振弹簧构造进行位移而检测梁与防振弹簧构造的连结场所的位移变大。因此，在角速度施加时，能够通过振动检测部基于检测梁的更大的变形来进行角速度检测，能够进一步提高检测精度。本公开的第二方式的振动型角速度传感器为，具有：固定部，相对于基板固定；可动部，具有以固定部为中心配置在基板的平面上的沿着一个方向的第一轴的两侧的驱动锤以及配置在基板的平面上的相对于第一轴垂直的第二轴的两侧的检测锤；梁部，具有驱动梁、支撑部件、和检测梁，通过支撑部件与驱动梁以及驱动锤构成框体构造，该驱动梁以固定部为中心分别配置在第一轴的两侧而对驱动锤进行两端支持支撑，该支撑部件分别配置在第二轴的两侧，并且与驱动梁连结，该检测梁与支撑部件的中央位置连结，并且对检测锤进行支撑；以及防振弹簧构造，将梁部与固定部进行连结，构成为能够沿着第一轴以及第二轴进行变形。作为上述那样的构造，也能够得到与上述第一方式的振动型角速度传感器同样的效果。附图说明关于本公开的上述目的以及其他的目的、特征、优点，通过参照附图而进行的下述详细记载，将变得更加明确。该附图如下。图1是本公开的第一实施方式的振动型角速度传感器的俯视图。图2是图1所示的振动型角速度传感器的立体图。图3是图1的III-III截面图。图4是图1的IV-IV截面图。图5是表示图1所示的振动型角速度传感器的驱动振动时的情况的俯视图。图6是表示图1所示的振动型角速度传感器的角速度施加时的情况的俯视图。图7是表示无用振动模式的一个例子的立体图。图8是表示无用振动模式的一个例子的立体图。图9是本公开的第二实施方式的振动型角速度传感器的俯视图。图10是在第二实施方式的变形例中说明的振动型角速度传感器的俯视图。具体实施方式以下，基于附图对本公开的实施方式进行说明。此外，在以下的各实施方式各自中，对于相互相同或均等的部分赋予相同符号来进行说明。(第一实施方式)对本公开的第一实施方式进行说明。在本实施方式中说明的振动型角速度传感器(陀螺传感器)，是用于作为物理量而对角速度进行检测的传感器，例如用于围绕与车辆的上下方向平行的中心线的旋转角速度的检测，但是当然也能够将振动型角速度传感器应用于车辆用以外。以下，参照图1～图8对本实施方式的振动型角速度传感器进行说明。振动型角速度传感器，以图1中的xy平面朝向车辆水平方向、z轴方向与车辆的上下方向一致的方式搭载于车辆。振动型角速度传感器使用板状的基板10来形成。在本实施方式中，基板10由成为通过支撑基板11和半导体层12夹住成为牺牲层的埋入氧化膜13的构造的SOI(Silicononinsulator、绝缘衬底上的硅)基板构成。该基板10的平面的一个方向为x轴，该平面上的相对于x轴垂直的方向为y轴，该平面的法线方向且相对于x轴以及y轴垂直的方向为z轴，该基板10的平面成为与xy平面平行的平面。x轴也称为第一轴，y轴也称为第二轴。使用这样的基板10来构成振动型角速度传感器，如图2所示那样，例如通过在半导体层12侧对传感器构造体的图案进行蚀刻之后将埋入氧化膜13部分地除去，将传感器构造体的一部分露出来构成。另外，在图中将支撑基板11简化地记载，但在实际上由平面板状构成。此外，图2不是截面图，但为了使图容易观察，而对支撑基板11以及埋入氧化膜13表示有影线。半导体层12被图案形成为固定部20、防振弹簧构造25、可动部30以及梁部40。如图2所示那样，固定部20成为，至少在其背面的一部分残留有埋入氧化膜13，不使支撑基板11露出，而经由埋入氧化膜13固定于支撑基板11的状态。防振弹簧构造25配置在固定部20周围，对固定部20与可动部30以及梁部40之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种振动型角速度传感器，具有：固定部(20)，相对于基板(10)固定；可动部(30)，以上述固定部为中心配置在上述基板的平面上的沿着一个方向的第一轴的两侧，具有起到驱动锤以及检测锤的作用的驱动兼检测用锤(31、32)；梁部(40)，具有检测梁(41)、支撑部件(43)、和驱动梁(42)，由上述驱动梁、上述支撑部件以及上述驱动兼检测用锤形成框体构造，上述检测梁(41)相对于上述固定部被支撑，以上述固定部为中心延伸配置在上述基板的平面上的与上述第一轴垂直的第二轴的两侧，上述支撑部件(43)配置在上述检测梁中的与上述固定部相反侧的前端，并且相对于上述检测梁交叉，上述驱动梁(42)支撑于上述支撑部件，并且夹着上述检测梁而配置在上述第一轴的两侧，对上述驱动兼检测用锤进行两端支持；以及防振弹簧构造(25)，配置在上述检测梁与上述固定部之间，构成为能够沿着上述第一轴以及上述第二轴进行变形，使配置在上述固定部的两侧的上述驱动兼检测用锤以上述固定部为中心在上述第一轴上向相互相反方向驱动振动，基于随着角速度的施加而上述驱动兼检测用锤在上述基板的平面上沿着上述第二轴也进行振动，从而进行角速度检测。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.12 JP 2014-121692;2015.05.13 JP 2015-098401.一种振动型角速度传感器，具有：固定部(20)，相对于基板(10)固定；可动部(30)，以上述固定部为中心配置在上述基板的平面上的沿着一个方向的第一轴的两侧，具有起到驱动锤以及检测锤的作用的驱动兼检测用锤(31、32)；梁部(40)，具有检测梁(41)、支撑部件(43)、和驱动梁(42)，由上述驱动梁、上述支撑部件以及上述驱动兼检测用锤形成框体构造，上述检测梁(41)相对于上述固定部被支撑，以上述固定部为中心延伸配置在上述基板的平面上的与上述第一轴垂直的第二轴的两侧，上述支撑部件(43)配置在上述检测梁中的与上述固定部相反侧的前端，并且相对于上述检测梁交叉，上述驱动梁(42)支撑于上述支撑部件，并且夹着上述检测梁而配置在上述第一轴的两侧，对上述驱动兼检测用锤进行两端支持；以及防振弹簧构造(25)，配置在上述检测梁与上述固定部之间，构成为能够沿着上述第一轴以及上述第二轴进行变形，使配置在上述固定部的两侧的上述驱动兼检测用锤以上述固定部为中心在上述第一轴上向相互相反方向驱动振动，基于随着角速度的施加而上述驱动兼检测用锤在上述基板的平面上沿着上述第二轴也进行振动，从而进行角速度检测。2.如权利要求1所述的振动型角速度传感器，其中，还具备：驱动部(51)，配置于上述驱动梁，包括由使上述驱动锤驱动振动的压电膜构成的驱动用薄膜(51b)；以及检测元件(53)，配置于上述检测梁，对与上述角速度的施加相伴随的上述检测梁的位移进行检测。3.如权利要求1或者2所述的振动型角速度传感器，其中，上述防振弹簧构造具有：弹簧部(25a)，以上述固定部为中心在朝向相对于上述第一轴以及上述第二轴的双方倾斜的方向的四个方向上延伸配置；以及框体部(25b)，为对上述固定部的周围进行包围的四边形的框体形状，在四角的内侧与上述弹簧部分别连结，上述检测梁相对于上述框体部的相对的两个边连结。4.如权利要求1至3中任一项所述的振动型角速度传感器，其中，在比驱动频率以及检测频率小的共振频率下，上述防振...

【专利技术属性】
技术研发人员：城森知也，酒井峰一，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本;JP