块11以及固定框架13 —体形成。
[0066]固定框架13是经由弹簧部12对重块11进行支撑的部件。对硅基板进行加工，使固定框架13以在XY平面内将重块11的周围包围的方式形成为四边环状。如图2所示，该固定框架13形成为厚度比重块11的厚度略厚。这是为了在重块11和缓冲部件20之间形成预先规定的间隙G。在重块11和缓冲部件20之间所形成的间隙G作为针对重块11的缓冲部而起作用，后文中对此进行详细叙述。
[0067]为了对作用于振动式传感器装置1的加速度(Z方向的加速度)进行检测而设置加速度检测用振子R1。设计为加速度检测用振子R1的共振频率，因施加在弹簧部12处所产生的应变而变化。该加速度检测用振子R1形成为长度方向沿着X方向。加速度检测用振子R1配置于所施加的应变极大的位置。加速度检测用振子R1优选配置于如下位置，该位置在应变产生于弹簧部12处的情况下所施加的应变成为最大。只要加速度检测用振子R1的至少一部分组装于弹簧部12上即可。因此，加速度检测用振子R1的一部分可以组装于重块11上、固定框架13上。
[0068]预先在X方向上对该加速度检测用振子R1赋予拉伸应力。加速度检测用振子R1设计为在Y方向(第3方向)上振动。对加速度检测用振子R1赋予X方向的拉伸应力，是为了针对使加速度检测用振子R1产生压缩应变的输入加速度(负的输入加速度)而扩大动态范围。即，难以通过对加速度检测用振子R1赋予拉伸应力而产生屈曲，从而针对负的输入加速度而扩大动态范围。
[0069]作用于加速度检测用振子R1的X方向的拉伸应力，通过例如使杂质向加速度检测用振子R1扩散而赋予。该杂质的原子半径与构成加速度检测用振子R1的材料的原子半径相比小。例如，在加速度检测用振子R1由硅形成的情况下，通过使硼(B)、磷(P)等的杂质扩散而赋予拉伸应力。
[0070]即使加速度检测用振子R1的共振频率与弹簧部12的共振频率(包含高次模式)一致，也需要防止加速度的测定精度的恶化。因此，加速度检测用振子R1在Y方向上振动。即，将加速度检测用振子R1的振动方向设定为与弹簧部12的振动方向即Z方向正交的Y方向，由此防止使加速度检测用振子R1振动的能量被弹簧部12吸收。由此，能够防止加速度的测定精度的恶化。
[0071]对硅基板进行加工，使加速度检测用振子R1和上述的重块11、弹簧部12以及固定框架13 —体形成。这样，在重块11、弹簧部12以及固定框架13的基础上再加上加速度检测用振子R1，不利用粘接剂等而将它们一体形成，由此能够改善温度特性、磁滞性、长期稳定性等。加速度检测用振子R1被真空封装。后文中对加速度检测用振子R1的具体结构进行叙述。
[0072]为了对振动式传感器装置1的内部温度(与加速度检测用振子R1的温度基本相等的温度)进行测定而设置温度检测用振子R2。温度检测用振子R2组装于固定框架13上。并不限定于固定框架13，温度检测用振子R2还能够配置于重块11、弹簧部12上。该温度检测用振子R2的检测结果用于对加速度检测用振子R1的检测结果(共振频率)进行温度校正。因此，温度检测用振子R2被配置于尽量靠近加速度检测用振子R1的位置。后文中对温度检测用振子R2的具体结构进行叙述。
[0073]铝焊盘PD1是与加速度检测用振子R1电连接的电极。铝焊盘PD1与加速度检测用振子R1相对应地形成于固定框架13上。将用于使加速度检测用振子R1振动的激励信号从外部供给至该铝焊盘roi。从加速度检测用振子R1将检测信号(具有与加速度检测用振子R1的共振频率相同的频率的信号)输出至铝焊盘roi。
[0074]铝焊盘PD2是与温度检测用振子R2电连接的电极。铝焊盘PD2与温度检测用振子R2相对应地形成于固定框架13上。将用于使温度检测用振子R2振动的激励信号从外部供给至该铝焊盘TO2。从温度检测用振子R2将检测信号(具有与温度相对应的频率的信号)输出至铝焊盘TO2。铝焊盘PD0是为了防止噪声的影响而设置的电极(屏蔽用铝焊盘)。铝焊盘PD0与未与加速度检测用振子R1以及温度检测用振子R2电连接的部分电连接。例如，铝焊盘PD0与接地电位连接。
[0075]缓冲部件20是为了对重块11的振动特性进行控制而设置的部件。缓冲部件20配置为以预先规定的间隙G靠近重块11。具体而言，缓冲部件20利用热膨胀系数、弹性常数等与加速度检测基板10接近的材料而形成。例如，缓冲部件20可以由硅树脂、玻璃等而形成。缓冲部件20以在重块11和缓冲部件20之间形成有间隙G的方式，在加速度检测基板10的-Z侧与固定框架13接合。
[0076]缓冲部件20配置为以间隙G靠近重块11，从而间隙G通过挤压膜效应而作为缓冲部对重块11起作用。通过对间隙G的大小、以及间隙G内的气体的压力进行调整而能够调整该缓冲效果。因此，只要对间隙G的大小、以及间隙G内的气体的压力进行调整，就能够调整重块11的衰减系数。因此，能够使重块11的振动特性形成为期望的特性。重块11的振动特性大多被调整为巴特沃斯(butterworth)特性(最平坦特性)。间隙G内的气体的压力设定为与被真空封装的加速度检测用振子R1的封装压力不同的压力。
[0077]如上所述，缓冲部件20利用热膨胀系数、弹性常数等与加速度检测基板10接近的材料而形成，与加速度检测基板10的固定框架13直接接合。因此，能够改善温度特性、磁滞性、长期稳定性等。缓冲部件20还被用作用于将振动式传感器装置1安装于未图示的框体(封装件)的安装部件。
[0078]〈加速度检测用振子〉
[0079]图3?图5是在本发明的第1实施方式所涉及的振动式传感器装置中设置的加速度检测用振子的剖面图。具体而言，图3是沿图1中的B-B线的剖面向视图，图4是沿图3中的D-D线的剖面向视图，图5是沿图4中的E-E线的剖面向视图。
[0080]如图3所示，在组装加速度检测用振子R1的部位，在基板31上按顺序形成有下部绝缘膜32、电极33 (输入电极33a以及输出电极33b)、上部绝缘膜34以及壳体35。组装加速度检测用振子R1的部位是将弹簧部12和固定框架13连接的部分的表面侧(+ Z侧)的部位。加速度检测用振子R1配置于由基板31、输入电极33a、输出电极33b以及壳体35等形成的真空室SP1内。
[0081]基板31例如是硅基板。下部绝缘膜32以及上部绝缘膜34例如是硅氧化膜。为了使输入电极33a以及输出电极33b电绝缘，例如由二氧化硅(Si02)形成下部绝缘膜32以及上部绝缘膜34。壳体35例如由多晶硅形成。为了对在内部配置有加速度检测用振子R1的真空室SP1进行封装而设置壳体35。
[0082]输入电极33a是用于输入使加速度检测用振子R1振动的激励信号的电极。输出电极33b是用于将信号取出的电极，该信号具有与加速度检测用振子R1的共振频率相同的频率。这些输入电极33a以及输出电极33b配置为在Y方向上隔着加速度检测用振子R1。
[0083]如图4所示，加速度检测用振子R1是形成为沿X方向延伸的梁状部件。如图5所示，加速度检测用振子R1的两端ell、el2经由下部绝缘膜32及上部绝缘膜34而固定于基板31及壳体35上。S卩，加速度检测用振子R1的至少一部分配置于在弹簧部12的内部所形成的真空室SP1内。另外，加速度检测用振子R1配置为拉伸应力被赋予给加速度检测用振子R1、且两端ell、el2固定的状态。因此，如果弹簧部12在Z方向上挠曲，则使得应变(拉伸应变、压缩应变)施加于加速度检测用振子R1。
[0084]如果施加有拉伸应变，则加速度检测用振子R1的共振频率升高。另一方面，如果施加有压缩应变，则加速度检测用振子R1的共振频率降低。
[0085]<温度检测用振子>
[0086]图6?图8是在本发明的第1实施方式所涉及的振动式传感器装置设置的温度检测用振子的剖面图。具体而言，图6是沿图1中的C-C线的剖面向视图，图7是沿图6中的F-F线的剖面向视图，图8是沿图7中的G-G线的剖面向视图。
[0087]如图6所示，组装温度检测用振子R2的部位，形成为与组装加速度检测用振子R1的部位相同的构造。即，取代电极33 (输入电极33a及输出电极33b)而设置有电极36 (输入电极36a及输出电极36b)。另外，在基板31上按顺序形成有下部绝缘膜32、电极36 (输入电极36a及输出电极36b)、上部绝缘膜34以及壳体35。温度检测用振子R2配置于由基板31、输入电极36a、输出电极36b以及壳体35等形成的真空室SP2内。
[0088]输入电极36a是用于输入使温度检测用振子R2振动的激励信号的电极。输出电极36b是用于将信号取出的电极，该信号具有与温度检测用振子R2的共振频率相同的频率。与输入电极33a及输出电极33b相同地，这些输入电极36a及输出电极36b配置为在Y方向上隔着温度检测用振子R2。温度检测用振子R2的配置方向可以与图6所示的配置方向不同。
[0089]如图7所示，温度检测用振子R2是形成为沿X方向延伸的梁状部件。如图8所示，温度检测用振子R2的一端e21经由下部绝缘膜32及上部绝缘膜34而固定于基板31及壳体35上。S卩，温度检测用振子R2在仅一端e21被固定的状态下配置于真空室SP2内，以使得不受到作用于振动式传感器装置1的加速度、因安装而产生的应变的影响。
[0090]在这种温度检测用振子R2中，杨氏模量与振动式传感器装置1的内部温度(与加速度检测用振子R1的温度基本相等的温度)相对应地变化，共振频率发生变化。因此，能够根据从输出电极36b取出的信号的频率而求出振动式传感器装置1的内部温度。求出的振动式传感器装置1的内部温度，用于对加速度检测用振子R1的检测结果(共振频率)进行温度校正。
[0091]<振动式传感器装置的动作>
[0092]下面，对上述振动式传感器装置1的动作进行简单的说明。如果Z方向的加速度作用于振动式传感器装置1，则重块11相对于固定框架13向+ Z方向进行位移。于是，弹簧部12与重块11和固定框架13的相对位移量相对应地挠曲。由此，产生与作用于振动式传感器装置1的加速度成正比的应变。在弹簧部12产生的应变施加于加速度检测用振子R1由此，加速度检测用振子R1的共振频率发生变化。
[0093]具体而言，如果使重块11相对于固定框架13而向-Z方向相对地进行位移的加速度(正的输入加速度)作用于振动式传感器装置1，则弹簧部12因重块11的位移而向-Z方向挠曲，在弹簧部12的上表面(+ Z侧的面)产生拉伸应变。如果这种应变施加于加速度检测用振子R1，则加速度检测用振子R1的共振频率升高。
[0094]与此相对，如果使重块11相对于固定框架13而向+ Z方向相对地进行位移的加速度(负的输入加速度)作用于振动式传感器装置1，则弹簧部12因重块11的位移而向+Z方向挠曲，在弹簧部12的上表面(+ Z侧的面)产生压缩应变。如果这种应变施加于加速度检测用振子R1，则加速度检测用振子R1的共振频率降低。检测出这种加速度检测用振子R1的共振频率的变化，由此测定作用于振动式传感器装置1的加速度。
[0095]图9是表示在本发明的第1实施方式所涉及的振动式传感器装置中设置的加速度检测用振子的特性的一个例子的图。图9A是表示输入加速度和应变的关系的图，图9B是表示输出频率随时间的变化的图，图9C是表示频率特性的一个例子的图。图9A所示的曲线图，横轴选取输入加速度，纵轴选取施加于加速度检测用振子R1的应变。另外，图9B所示的曲线图，横轴选取时间，纵轴选取从输出电极33b(参照图3、图4)输出的信号的频率(输出频率)。另外，图9C所示的曲线图，横轴选取输出频率，纵轴选取该信号的振幅。
[0096]图9A的纵轴上示出的ε _表示使得加速度检测用振子R1产生蠕变或者破坏的拉伸应变的值。ε _表示使得加速度检测用振子R1产生屈曲的压缩应变的值。在拉伸应力未赋予给加速度检测用振子R1的情况(即，现有的情况)下，在输入加速度为零时，在加速度检测用振子R1未产生应变。因此，由图9Α中的直线L12表示输入加速度和应变的关系。参照该直线L12可知，容许的正的输入加速度较大，但容许的负的输入加速度极小。
[0097]与此相对，在拉伸应力赋予给加速度