振动片、角速度传感器、电子设备以及移动体的制作方法_2

文档序号:8280411阅读:来源:国知局
电极以及第二外侧面电极而对第一内侧面电极、第二内侧面电极以及一对槽底电极进行屏蔽,从而能够降低外部噪声的不良影响。
[0028](8)本发明的又一其他方式涉及一种角速度传感器,其具有:上述的(I)至(7)中的任一项所述的振动片;检测电路,其根据所述振动片的沿着与所述第一主面交叉的方向的振动而对角速度进行检测。
[0029]该角速度传感器能够在不伴有电荷的损失的条件下提高角速度的检测灵敏度。
[0030](9)本发明的又一其他方式涉及一种具有上述的(8)所述的角速度传感器的电子设备。
[0031](10)本发明的又一其他方式涉及一种具有上述的(8)所述的角速度传感器的移动体。
[0032]本发明所涉及的电子设备以及移动体不但能够维持或提高检测灵敏度,而且还能够更加小型化。
【附图说明】
[0033]图1为模式化地表示电极被形成之前的状态下的振动片的俯视图。
[0034]图2为表示振动片的驱动部的面内振动的动作说明图。
[0035]图3为表示在振动片上作用了角速度时的面外振动的动作说明图。
[0036]图4为表示在图1的IV-1V截面中所形成的电极的图。
[0037]图5(A) (B)为表示在进行行走模式振动的检测部中交替地产生的电场方向的图。
[0038]图6为表不产生电荷损失的比较例的图。
[0039]图7为表示包括振动片与检测电路的陀螺传感器的概要框图。
[0040]图8为表示在检测电路中所生成的交流电压信号的图。
[0041 ]图9为表示具有一对主面电极的振动片的改变例的图。
[0042]图10为表示具有第三对侧面电极的振动片的改变例的图。
[0043]图11为表示将外侧面电极接地的振动片的改变例的图。
[0044]图12为表示包括陀螺传感器的电子设备的一个示例的图。
[0045]图13为表示包括陀螺传感器的电子设备的另一个示例的图。
[0046]图14为表不包括陀螺传感器的移动体的一个不例的图。
【具体实施方式】
[0047]以下,参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。另外,在下文中进行说明的本实施方式并非对权利要求所记载的本发明的内容进行不当限定,在本实施方式中所说明的全部结构的不一定都是作为本发明的解决手段所必须的。
[0048]1.振动片的概要
[0049]图1模式化地图示了电极被形成之前的状态下的振动片10。在此,本实施方式的振动片10具有第一主面11与第二主面12,所述第一主面11与第二主面12在由X轴(第二轴)和在平面上与X轴正交的Y轴构成的X-Y平面上延伸,并互相对置。另外,将与第一主面11以及第二主面12垂直的轴设为Z轴。在形成振动片10的压电体为水晶的情况下,X轴为电轴、Y轴为机械轴、Z轴为光轴。振动片10具有:从基部20向+Y方向延伸的驱动部30、从基部20向-Y方向延伸的检测部40。另外,也可以在振动片10上例如像专利文献2所示那样,设置对泄漏输出的抑制进行调节的调节部(调节用振动臂以及电极)等附属结构。
[0050]驱动部30包括第一振动臂31与第二振动臂32。由基部20、第一振动臂31和第二振动臂32构成了音叉形振动片。检测部40包括第三振动臂41与第四振动臂42。同样地,由基部20、第三振动臂41和第四振动臂42构成了音叉形振动片。这两个音叉形振动片通过基部20而被结合,这种结构的振动片10被称为H型振动片。
[0051]该振动片10能够作为陀螺传感器(角速度传感器)而使用。如图2所示,在进行角速度的检测时,在驱动部30(第一、第二振动臂31、32)中振动被激励驱动。该驱动时的振动为在X-Y平面内沿着X方向的面内振动,并且第一、第二振动臂31、32反复进行相互远离相互接近的振动。
[0052]如图3所示,当对振动片10施加有绕Y轴的角速度ω时,因科里奥利力的作用,驱动部30(第一、第二振动臂31、32)的振动方向将发生变化。第一、第二振动臂31、32绕基部20的重心进行摆动,S卩引起所谓的行走模式(walk mode)激励。
[0053]驱动部30(第一、第二振动臂31、32)的行走模式激励从基部20向检测部40 (第三、第四振动臂41、42)传播。其结果为,在检测部40(第三、第四振动臂41、42)中也引起绕基部20的重心进行摆动的行走模式激励。而且,在检测部40 (第三、第四振动臂41、42)中基于压电效应而产生电场,从而产生电荷。
[0054]2.电极向振动片的配置
[0055]2.1.驱动部
[0056]在本实施方式中,对于驱动部30 (第一、第二振动臂31、32)中的电极的配置而言,只要能够激励图2的面内振动则没有特别制约。驱动部30(第一、第二振动臂31、32)能够像例如专利文献4的图2那样在X-Z截面中的四个面上分别设置电极。或者也可以像专利文献4的图12所示那样,通过设置于在主面上开口的槽部的内侧面与槽底上的单一电极和被形成于侧面上的侧面电极而形成一对电极。
[0057]2.2.检测部
[0058]在本实施方式中,在检测部40(第三、第四振动臂41、42)中的电极配置方面具有特征。首先,如图1所示,在检测部40(第三、第四振动臂41、42)中,设置有在第一主面11上开口,并将Y轴方向设为长度方向,将X轴方向设为宽度方向,将Z方向设为深度方向的槽部50。
[0059]图4图示了图1的IV-1V截面。在图4所示的X-Z截面中,槽部50在从第一主面11起的深度方向(Z方向)上,于超过第一主面11与第二主面12之间的中立面14的位置处具有槽底51。槽部50具有隔着槽部50内的空间而在槽宽度方向X上对置的内侧面52 (第一内侧面52a、第二内侧面52b)。另外,槽部50与振动片10的外形的形状形成方式相同,能够通过例如干蚀刻特别是各向异性蚀刻而形成。
[0060]检测部40(第三、第四振动臂41、42)通过图3所示的行走模式振动,基于压电效应而形成X方向的电场,并且对通过该电场而产生的电荷进行检测。因此,在X方向上设置对置的成对的电极。其中一对为包括内侧面电极61和外侧面电极62的一对侧面电极60,所述内侧面电极61被形成于面对槽部50内的内侧面52上,所述外侧面电极62被形成于与内侧面52对置的外侧面13上。另一对为一对槽底电极70,所述一对槽底电极70面向槽部50,并在与中立面14相比靠槽底51侧,在槽宽度方向X上隔开间隔而被设置。另外,当通过例如蚀刻而形成槽部50时的各向异性不够良好时,有时不会形成如图3所示那样的平坦的槽底51,从而无法在槽底51上形成一对槽底电极70。即使在该情况下,一对槽底电极70也只需在与中立面14相比靠槽底51侧,在倾斜的内侧面上,于槽宽度方向X上隔开间隔而形成即可。
[0061]一对侧面电极60能够包括第一对侧面电极60a和第二对侧面电极60b。在此,将与第一内侧面52a隔着压电体而对置的外侧面13称为第一外侧面13a。将与第二内侧面52b隔着压电体而对置的外侧面13称为第二外侧面13b。内侧面电极61能够包括被形成于第一内侧面52a上的第一内侧面电极61a和被形成于第二内侧面52b上的第二内侧面电极61b。外侧面电极62能够包括被形成于第一外侧面13a上的第一外侧面电极62a和被形成于第二外侧面13b上的第二外侧面电极62b。第一对侧面电极60a由第一内侧面电极61a与第一外侧面电极62a构成。第二对侧面电极60b由第二内侧面电极61b与第二外侧面电极62b构成。
[0062]一对槽底电极70具有在槽部50的槽底51,在槽宽度方向X上隔开间隔而被设置的第一槽底电极71与第二槽底电极72。处于靠近第一内侧面电极61a的位置处的第一槽底电极71与第一内侧面电极61a导通。即,第一槽底电极71在槽部50的槽底角部处与第一内侧面电极61a导通。同样地,处于靠近第二内侧面电极61b的位置处的第二槽底电极72与第二内侧面电极61b导通。即,第二槽底电极72在槽部50的槽底角部处与第二内侧面电极61b导通。第一、第二内侧面电极6la、6Ib以及第一、第二槽底电极71、72能够通过在槽部50的内部的整个面上利用溅射法等形成导电膜之后,对不需要的部分实施蚀刻除去从而形成。
[0063]像图4所示那样,在振动片10上设置有检测部40的输出端子S1、S2。输出端子SI与
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