功能元件、电子器件、电子设备和移动体的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及功能元件和使用该功能元件的电子器件、电子设备及移动体。
【背景技术】
[0002]近年来，作为振动器件，开发了使用例如娃MEMS(Micro Electro MechanicalSystem:微机电系统)技术的功能元件。并且，公开了使用作为该功能元件的一例的陀螺元件来检测角速度的陀螺传感器(静电电容型MEMS陀螺传感器元件)。作为这样的陀螺传感器的一例，例如，如专利文献I公开的陀螺传感器那样，具有:设置在相互正交的三个轴(X轴、Y轴、Z轴)内的X-Y面的振动系统构造体、支承该振动系统构造体的基板、振动系统构造体的驱动单元、以及检测绕Y轴的角速度的检测单元(例如参照专利文献I)。
[0003]在专利文献I记载的陀螺传感器中，使用这样的静电电容型MEMS陀螺传感器元件(以下称为“陀螺传感器元件”):具有包括框状延伸部的驱动部，在延伸部的外侧具有驱动用弹簧部，在延伸部的内侧具有检测部和使检测部与延伸部连接的检测用弹簧部。在该陀螺传感器元件中，在X轴方向上振动的驱动部受到绕Y轴的角速度而在Z轴方向上振动，由检测部检测因该Z轴方向的振动而引起的电容变化，由此能够检测出角速度。
[0004]专利文献1:日本特开2012-83112号公报
[0005]然而，在上述的陀螺元件中，在构成陀螺元件的硅构造体的干式蚀刻加工中产生加工误差，导致本来应成为正方向或长方形的截面形状形成为平行四边形。这样，由于硅构造体的截面形状成为平行四边形，使得在X轴方向上振动的驱动部中的驱动振动产生在与截面的斜边正交的方向上振动的分量(倾斜振动)。该驱动部中的倾斜振动由于具有Z轴方向的振动分量，因而产生所谓的正交(Quadrature)现象，该现象是由于驱动部的驱动振动传递到检测部的现象即所谓的振动泄漏现象而使倾斜振动传递到检测部，导致在检测部检测角速度的振动方向即Z轴方向上振动。由于该现象，有时尽管没有产生角速度，检测部也检测出角速度，或者检测出的角速度产生误差。即，角速度的检测精度可能下降。
【发明内容】
[0006]本发明是为了解决上述课题中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。
[0007][应用例I]本应用例的功能元件，其特征在于，在设相互正交的2个轴为第I轴和第2轴、与包含所述第I轴和所述第2轴的面的法线平行的轴为第3轴时，所述功能元件具有:支承体；检测部，其与所述支承体连接，检测所述第I轴的方向的振动；驱动连结部，其具有第I部分和第2部分，所述第I部分与所述支承体连接，在所述第I轴的方向上延伸，所述第2部分与所述第I部分连接，比所述第I部分的所述第I轴的方向的尺寸短，在所述第2轴的方向上延伸；以及质量部，其与所述驱动连结部连接，经由所述驱动连结部与所述支承体连接，所述质量部在所述第3轴的方向上进行驱动振动。
[0008]根据本应用例，在第3轴方向上振动的第I振动体的振动分量传递到具有平行四边形截面形状的驱动连结部而产生的振动分量以第3轴方向作为主分量，包含第2轴方向的振动分量。这样，在本结构的功能元件中，由于检测部的检测振动是第I轴方向，因而即使在第3轴方向上振动的第I振动体的振动分量(第3轴方向和第2轴方向)经由驱动连结部传递到检测部，也不会产生检测部的检测振动，不会产生检测误差。即，能够实现提高检测精度的功能元件。
[0009]并且，驱动连结部具有第I部分和第2部分，第I部分沿着第I轴延伸，第2部分与所述第I部分连接，比所述第I部分的沿着所述第I轴的尺寸短并沿着所述第2轴延伸，因而，驱动连结部在第2轴方向上容易挠曲，而在作为长边的第I轴方向上不易挠曲。因此，即使截面形状是平行四边形，也不易产生第I轴方向的振动分量，能够进一步减小检测部中的检测误差。
[0010]并且，由于驱动连结部具有作为长边的第I部分和作为短边的第2部分，因而可以进一步减小驱动连结部的弹性系数，能够有效地进行质量部的驱动振动。换句话说，能够容易产生驱动振动。
[0011]另外，在本发明的记载中，关于“上方”的术语，在例如“在特定物体(以下称为“A”)的“上方”形成其它特定物体(以下称为“b”)”等时使用的情况下，包括:在A上直接形成B的情况、和经由其它物体在A上形成B的情况。
[0012]并且，在本发明的记载中，关于“俯视”的术语，用于表示“从基体的设置有振动体的基面的法线方向观察时的俯视”。
[0013][应用例2]在上述应用例所述的功能元件中，优选的是，所述功能元件具有基体，所述检测部具有:检测用可动电极，其从所述支承体在所述第2轴的方向上延伸；和检测用固定电极，其与所述检测用可动电极相对，在所述第2轴的方向上延伸，被支承在所述基体上。
[0014]根据本应用例，由于检测部具有:检测用可动电极，其从支承体在第2轴方向上延伸；和检测用固定电极，其与沿着第2轴方向被支承在基体上，因而可以效率良好地检测第I振动体在第I轴方向上的振动(移位)，能够提高检测精度。
[0015][应用例3]在上述应用例所述的功能元件中，优选的是，在所述第I轴的方向上并排设置有两个所述驱动连结部。
[0016]根据本应用例，由于通过沿着第I轴并排设置的两个驱动连结部使质量部(第I振动体)与支承体连接，因而质量部的支承姿势稳定，可以使驱动振动稳定。由此，也可以使在施加角速度的情况下的第I轴方向的振动稳定地起动，能够提高检测精度。
[0017][应用例4]在上述应用例所述的功能元件中，优选的是，所述驱动连结部包括第I驱动连结部和第2驱动连结部，所述第I驱动连结部与所述质量部的一侧连接，所述第2驱动连结部与所述质量部的和所述一侧相反的另一侧连接。
[0018]根据本应用例，由于在夹着质量部(第I振动体)的两侧，质量部与支承体连接，因而能够使质量部的支承姿势更稳定。由此，可以使驱动振动更稳定，可以使在施加角速度的情况下的第I轴方向的振动稳定地起动，能够提高检测精度。
[0019][应用例5]在上述应用例所述的功能元件中，优选的是，所述驱动连结部构成为所述第3轴的方向的弹性系数<所述第I轴的方向的弹性系数的关系。
[0020]根据本应用例，通过使驱动连结部在第I轴方向的挠曲小于在第3轴方向的挠曲，能够减小向检测部传递的第I轴方向的异常振动，提高第I轴方向的检测精度，从而能够提高角速度的检测精度。
[0021][应用例6]在上述应用例所述的功能元件中，优选的是，所述驱动连结部构成为所述第2轴的方向的弹性系数<所述第I轴的方向的弹性系数的关系。
[0022]根据本应用例，通过使驱动连结部在第I轴方向的挠曲小于在第2轴方向的挠曲，能够减小向检测部传递的第I轴方向的异常振动，提高第I轴方向的检测精度，从而能够提高角速度的检测精度。
[0023][应用例7]在上述应用例所述的功能元件中，优选的是，所述功能元件具有:驱动电极，其使所述质量部进行所述驱动振动；和驱动监视电极，其用于监视所述质量部的振动，所述驱动电极以及所述驱动监视电极的至少一部分与所述质量部相对，被支承在所述基体上。
[0024]根据本应用例，在与质量部相对的基体上设置有驱动电极和驱动监视电极，可以根据驱动电极和驱动监视电极之间的电容变化来监视通过驱动电极而进行振动的质量部的振动状态，根据其结果控制质量部的驱动振动。由此，可以得到更稳定的驱动振动。
[0025][应用例8]在上述应用例所述的功能元件中，优选的是，所述功能元件具有:第2振动体，其沿着所述第I轴的方向与第I振动体并排设置；和振动体连结部，其设置在所述第I振动体和所述第2振动体之间，使所述第I振动体和所述第2振动体连接，所述第I振动体和所述第2振动体分别经由所述驱动连结部与所述支承体连接。
[0026]根据本应用例，经由振动体连结部并排设置有第I振动体和第2振动体这两个振动体。通过使这样配设的各振动体在与第3轴方向相反方向上进行驱动振动，能够消除线性施加的加速度，能够更准确地检测旋转方向的角速度(绕第2轴的角速度)。
[0027][应用例9]在上述应用例所述的功能元件中，优选的是，所述第2振动体具有:驱动电极，其使所述质量部进行所述驱动振动；和驱动监视电极，其用于监视所述质量部的振动，所述驱动电极和所述驱动监视电极的至少一部分与所述质量部相对，配置在所述基体上。
[0028]根据本应用例，能够消除线性施加的加速度，而且可以根据驱动监视电极的电容变化来监视质量部的振动状态，根据其结果控制质量部的驱动振动。由此，可以得到更稳定的驱动振动，可以更稳定地检测角速度。
[0029][应用例10]在上述应用例所述的功能元件中，优选的是，所述功能元件具有检测连结部，所述检测连结部从所述支承体延伸，能够在所述第I轴的方向上伸缩，所述检测连结部的所述第3轴的方向的弹性系数大于所述驱动连结部的所述第3轴的方向的弹性系数。
[0030]根据本应用例，通过使检测连结部的第3轴方向的弹性系数大于驱动连结部的第3轴方向的弹性系数，能够抑制支承部在第3轴方向上振动。
[0031][应用例11]本应用例的电子器件，其特征在于，所述电子器件具有:上述应用例中任一项所述的功能元件；和封装，其收纳有所述功能元件。
[0032]根据本应用例，由于提高了检测精度的功能元件被收纳在封装内，因而可以防止功能元件的劣化，可以提供能够维持较高检测精度的电子器件。
[0033][应用例12]本应用例的电子设备，其特征在于，所述电子设备具有上述应用例中任一项所述的功能元件。
[0034]根据本应用例，通过由使用提高了检测精度的功能元件而实现的准确检测，可以提供更稳定的特性的电子设备。
[0035][应用例13]本应用例的移动体，其特征在于，所述移动体具有上述应用例中任一项所述的功能元件。
[0036]根据本应用例，通过由使用提高了检测精度的功能元件而实现的准确检测，可以提供更稳定的特性的移动体。
【附图说明】
[0037]图1是示意性示出第I实施方式的陀螺传感器的俯视图。
[0038]图2是示意性示出第I实施方式的陀螺传感器的截面图。
[0039]图3是示意性示出第I实施方式的陀螺传感器的截面图。
[0040]图4是示意性示出振动体连结部的振动方向的截面图。
[0041]图5是说明第I实施方式的陀螺传感器的动作的图。
[0042]图6是说明第I实施方式的陀螺传感器的动作的图。
[0043]图7是示意性示出第2实施方式的陀螺传感器的俯视图。
[0044]图8是示意性示出第2实施方式的陀螺传感器的截面图。
[0045]图9是说明第2实施方式的陀螺传感器的动作的图。
[0046]图10是说明第2实施方式的陀螺传感器的动作的图。
[0047]图11是说明第2实施方式的陀螺传感器的动作的图。
[0048]图12是说明第2实施方式的陀螺传感器的动作的图。
[0049]图13是说明变形例的陀螺传感器的动作的俯视图。
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