振子、振子的制造方法、电子装置、电子设备以及移动体的制作方法_2

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5表示第二实施方式所涉及的振子,(a)为俯视图,(b)为(a)所示的C部分的放大俯视图。
[0054]图6为图5(a)所示的D-Di部的剖视图。
[0055]图7为表示第二实施方式的其他方式的振子的俯视图。
[0056]图8(a)为沿着图7所示的E-Ei线的放大俯视图,(b)为图7(a)以及图8(a)所示的E-E'部的剖视图,(c)为(b)所示的F部的放大局部剖视图。
[0057]图9为表示第三实施方式所涉及的振子的俯视图。
[0058]图10(a)为图9所示的扩散物遮蔽部附近的扩大俯视图,(b)为图9以及图10(a)所示的G-G'部的剖视图。
[0059]图11表示第三实施方式所涉及的振子的其他方式,(a)为局部俯视图,(b)为(a)所示的H-H'部的剖视图。
[0060]图12表示第四实施方式所涉及的振子的制造方法的流程图。
[0061]图13表示第四实施方式所涉及的振子的制造工序的剖视图。
[0062]图14表示第五实施方式所涉及的电子装置,(a)为俯视图,(b)为(a)所示的J-J'部的首1J视图。
[0063]图15表示作为第六实施方式所涉及的电子设备的智能手机的外观图。
[0064]图16表示作为第六实施方式所涉及的电子设备的数码照相机的外观图。
[0065]图17表示作为第七实施方式所涉及的移动体的汽车的外观图。
【具体实施方式】
[0066]以下,参照附图,对本发明所涉及的实施方式进行说明。
[0067]第一实施方式
[0068]图1以及图2表示第I实施方式所涉及的振子。图1为第I实施方式所涉及的振子100的、省略了盖体的俯视图。图2(a)为图1所示的振子100的A-A^部的剖视图,图2(b)为局部外观俯视图,图2(c)为表示图2(a)所示的方式的其他方式的局部剖视图,图2(d)为从图2(a)所示的箭头标记B观察时的外观立体图。
[0069]如图2(a)所示,振子100具备:基体10 ;功能元件20,其被配置于作为基体10的一方的面的主面1a上;盖体30,其形成有对被粘合于基体10的主面1a上的功能元件20进行接收的空间,即形成有构成空腔10a的凹部30a。
[0070]作为功能元件20而以对角速度进行检测的陀螺传感器元件为例进行说明。图1为省略了图2(a)所不的盖体30的振子100的俯视图,如图1所不,振子100所具备的对角速度进行检测的功能元件20 (以下,称之为陀螺传感器元件20)被配置并粘合于基体10的主面1a上。陀螺传感器元件20能够包括驱动系统结构体21、驱动用固定电极部22、检测用固定电极部23和固定部24。陀螺传感器元件20通过使用MEMS技术对被接合于基体10上的硅基板进行加工而获得。由此,能够应用在硅半导体装置的制造中所使用的精细的加工技术,从而能够获得作为小型的传感器元件的陀螺传感器元件20。
[0071]如上文所述,陀螺传感器元件20能够通过MEMS技术而由被接合于基体10的主面1a上的未图示的硅基板形成,并通过掺杂磷、硼等杂质而被赋予导电性。而且,驱动系统结构体21通过固定部24以及固定部24a而被支承在基体10上,所述固定部24以在俯视观察时(图示Z轴方向)跨越基体10的凹部10b(参照图2(a))的周缘部的方式而被配置并接合,所述固定部24a具备作为接收开口的开口 24b。由此,驱动系统结构体21被配置为,在凹部1b的俯视观察区域中能够在X轴方向以及Y轴方向上移动。此外,驱动系统结构体21具有第一振动体21a和第二振动体21b,第I振动体21a与第二振动体21b沿着X轴而被连结在一起。另外,由于第I振动体21a与第二振动体21b具有关于第一振动体21a和第二振动体21b之间的边界线M(沿着Y轴的直线)而对称的形状,因此在下文中对第一振动体21a的结构进行说明,而省略对第二振动体21b的结构的说明。
[0072]第一振动体21a具备驱动部25和检测部26,驱动部25具有驱动用支承部25a、驱动用弹簧部25b、驱动用可动电极部25c。而且,在具有框状的形状的驱动用支承部25a的内侧配置有检测部26。在驱动用支承部25a中,沿着X轴而延伸的第I延伸部25d与沿着Y轴而延伸的第二延伸部25e被连结成框状。
[0073]驱动用弹簧部25b被配置于驱动用支承部25a的外侧。在图示的示例中,驱动用弹簧部25b的一端被连接于驱动用支承部25a中的第一延伸部25d与第二延伸部25e的连接部的附近,另一端被连接于固定部24、24a上。在图不的不例中,在弟一振动体21a中,驱动用弹簧部25b被设置有四处,并且各个驱动用弹簧部25b与三处固定部24以及一处固定部24a连接,从而相对于基体10而被支承。另外,也可以不设置被配置于第一振动体21a与第二振动体21b的边界线M上的固定部24。
[0074]驱动用弹簧部25b以在Y轴方向上延伸并且在X轴方向上蜿蜒的方式被形成,并以相对于驱动用支承部25a而关于X轴、Y轴对称的方式被配置。通过以此方式形成并配置驱动用弹簧部25b,从而抑制了驱动用支承部25a在Y轴方向或Z轴方向上移动时的驱动用弹簧部25b的弯曲(伸缩),并使驱动用弹簧部25b的向X轴方向的弯曲(伸缩)变得容易。即,虽然在后文中叙述,但能够使驱动用支承部25a沿着X轴而振动。另外,驱动用弹簧部25b只要能够使驱动用支承部25a在X轴方向上振动,则并不被限定于图1所示的数量、配置。
[0075]驱动用可动电极部25c在驱动用支承部25a的外侧与驱动用支承部25a的第一延伸部25d连接。驱动用固定电极部22被配置于驱动用支承部25a的外侧,并被固定于基体10的主面1a上。驱动用固定电极部22隔着驱动用可动电极部25c而被对置配置。另外,在图示的该示例中,驱动用固定电极部22具备呈梳齿状的突出部22a,并且在驱动用可动电极部25c上,以能够配置于驱动用固定电极部22的梳齿状的突出部22a之间的方式而设置有突出部25f。
[0076]通过对驱动用固定电极部22与驱动用可动电极部25c之间施加交流电压而使两个电极部之间产生静电力,从而能够使驱动用支承部25a(驱动部25)沿着X轴而振动。对于驱动用支承部25a的振动而言,由于驱动用弹簧部25b以能够在X轴方向上伸缩的方式而被形成,因此尽管驱动部25被保持在基体10上但也能够维持。而且,通过使驱动用固定电极部22的突出部22a与驱动用可动电极部25c的突出部25f之间的间隙(缝隙)减小,从而能够使作用于驱动用固定电极部22与驱动用可动电极部25c之间的静电力增大。
[0077]另外,虽然在图示的示例中,驱动用可动电极部25c在第一振动体21a上被设置有四个,但只要能够使驱动用支承部25a沿着X轴而振动,则驱动用可动电极部25c的数量不被特别地限定。此外,虽然驱动用固定电极部22隔着驱动用可动电极部25c而被对置配置,但只要能够使驱动用支承部25a沿着X轴而振动,则驱动用固定电极部22也可以仅被配置于驱动用可动电极部25c的某一侧。
[0078]检测部26被配置于驱动用支承部25a的内侧,并与驱动部25连结。检测部26具备检测用支承部26a、检测用弹簧部26b、检测用可动电极部26c。
[0079]如图示的示例所示,检测用支承部26a成为将沿着X轴而延伸的第三延伸部26d与沿着Y轴而延伸的第四延伸部26e连接为框状的结构。
[0080]检测用弹簧部26b被配置于检测用支承部26a的外侧,并与检测用支承部26a和驱动用支承部25a连接。在图示的示例中,检测用弹簧部26b的一端被连接于检测用支承部26a的第三延伸部26d与第四延伸部26e的连接部(角部)附近,检测用弹簧部26b的另一端与驱动用支承部25a的第一延伸部25d连接。
[0081]检测用弹簧部26b以在X轴方向上延伸并且在Y轴方向上蜿蜒的方式被形成,并以相对于检测用支承部26a而关于X轴、Y轴对称的方式被配置。通过以此方式形成并配置检测用弹簧部26b,从而抑制了检测用支承部26a在X轴方向或Z轴方向上移动时的检测用弹簧部26b的弯曲(伸缩),并使检测用弹簧部26b的向Y轴方向的弯曲(伸缩)变得容易。即,能够通过利用沿着检测用支承部26a的Y轴而被施加的外力,即利用通过在使驱动部25振动的状态下被施加于陀螺传感器元件20上的角速度而产生的科里奥利力,从而容易地使检测用支承部26a沿着Y轴而进行移动。另外,检测用弹簧部26b只要能够使检测用支承部26a沿着Y轴移动,则并不被限定于图1所示的数量。
[0082]检测用可动电极部26c被配置于检测用支承部26a的内侧,并沿着X轴而延伸,且与第四延伸部26e连接。而且,在检测用支承部26a的内侧区域内,被固定于基体10上的检测用固定电极部23被配置为,以与检测用可动电极部26c分隔的方式而被所述检测用可动电极部26c夹着。换言之,检测用可动电极部26c隔着检测用固定电极部23而被对置配置。
[0083]而且,通过伴随于检测部26的Y轴方向上的移动而产生的、检测用固定电极部23与检测用可动电极部26c之间的静电电容的变化而对检测部26在Y轴方向上的移动进行检测。另外,对于检测用可动电极部26c以及检测用固定电极部23的数量、形状以及配置,只要能够对检测用可动电极部26c与检测用固定电极部23之间的静电电容的变化进行检测,则不被特别地限定。
[0084]为了稳定地使上文所述的陀螺传感器元件20驱动,优选为,在图2 (a)所示的振子100中,将空腔10a的内部设为减压环境或者真空环境。因此,如图2(a)所示,在盖体30上形成有从构成空腔10a的凹部30a起向外表面30b贯穿的密封孔30c。通过密封孔30c而将空腔10a的内部气体排出,从而将空腔10a内部设为减压状态或真空状态,并使密封用的作为焊料的密封部件40熔融以堵塞密封孔30c,由此使空腔10a被气密密封。
[0085]密封孔30c在空腔10a侧具有第一开口 30d,在盖体30的外表面30b侧具有第二开口 30e,并且在俯视观察时,即在自Z轴方向的向视观察时,如图2(b)所示,至少密封孔30c的第一开口 30d与固定部24a的开口 24b以重叠的方式被配置。虽然在本实施方式中,密封孔30c如图2(d)所示具有矩形的第一开口 30d与第二开口 30e,即被形成为棱锥状的形状,但并不限定于此,也可以为圆锥状的形状。此外,优选为,第一开口 30d的开口面积为与第二开口 30e的开口面积相比而较小的面积。由此,能够稳定地载置向密封孔30c密封的密封部件40。
[0086]固定部24a如图1所示在与盖体30对置的面侧具备开口 24b,该开口 24b如图2(a)所示由被形成于固定部24a上的贯穿部24c构成。另外,开口 24b并不被限定于由本示例所示的贯穿部24c而构成,也可以如图2(c)所示,以具备开口 24b的凹部24d的形式而被形成在陀螺传感器元件20的固定部24a上。
[0087]通过贯穿部24c与基体10的主面1a而形成为凹部24e,所述凹部24e作为在盖体30侧具备开口 24b的贯穿凹部。凹部24e成为,在后文叙述的密封部件40通过电子束而被熔融从而堵塞密封孔30c时,在空腔10a内对密封部件40的金属成分飞沫进行接收的扩散物遮蔽部。另外,在下文中,分别将凹部24e以及图2(c)所示的凹部24d称为扩散物遮蔽部24e以及扩散物遮蔽部24d。但是,在以下说明中,通过扩散物遮蔽部24e来进行说明。
[0088]根据图3而对盖体30所具备的密封孔30c与扩散物遮蔽部24e之间的关系进行说明。图3(a)为振子100的密封孔30c附近的外观俯视图,图3 (b)为穿过密封孔30c的A-A'部的密封孔30c附近的局部剖视图。
[0089]如图3(a)所示,在俯视观察时,即在自Z轴方向的向视观察时,密封孔30c以与陀螺传感器元件20的具备开口 24b的固定部24a重叠的方式而被配置。而且,密封孔30c的第一开口 30d被配置于,固定部24a的开口 24b的俯视观察区域内。S卩,第一开口 30d被配置于扩散物遮蔽部24e的俯视观察区域内。
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