振动式传感器装置的制造方法_4

文档序号:9630566阅读:来源:国知局
加速度检测用振子R1的共振频率与弹簧部12的固有频率一致,也能够以高精度测定加速度。
[0125][第2实施方式]
[0126]图16A及图16B是表示本发明的第2实施方式所涉及的振动式传感器装置的图。图16A是第2实施方式所涉及的振动式传感器装置的平面图。图16B是沿图16A中的H-H线的剖面向视图。在图16A及图16B中,对与图1、图2中示出的结构相当的结构标注相同的标号。如图16A及图16B所示,在本实施方式的振动式传感器装置2中,在图1所示的振动式传感器装置1上设置有封装部件40。另外,重块11、弹簧部12以及加速度检测用振子R1等被封装部件40封装。
[0127]与缓冲部件20相同地,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(例如,硅树脂、玻璃等)形成封装部件40。封装部件40在加速度检测基板10的+ Z侧与固定框架13接合。以不与能够在Z方向上移动的重块11、以及因重块11的位移而在Z方向上挠曲的弹簧部12接触的方式,对该封装部件40的底面进行蚀刻。
[0128]在封装部件40的-X侧形成有通孔ΤΗ0?TH2、以及铝焊盘PD3?TO5。通孔ΤΗ0?TH2在与形成铝焊盘PD3?TO5的位置(俯视时的位置)相对应的位置处形成。另夕卜,通孔ΤΗ0?TH2形成为从封装部件40的表面侧到达背面侧。通过镀敷等而在该通孔ΤΗ0?TH2的内壁形成由铝等构成的金属层。
[0129]铝焊盘PD3?PD5在封装部件40的表面(+ Z侧的面)形成。铝焊盘PD3?TO5分别与通孔ΤΗ0?TH2连接。该铝焊盘PD3?PD5经由通孔ΤΗ0?TH2而分别与铝焊盘PD0?PD2连接。将铝焊盘PD3?PD5用作被封装部件40封装的铝焊盘PD0?PD2的外部电极。
[0130]如果设置以上的封装部件40,则将间隙G和重块11、弹簧部12以及加速度检测用振子R1等一起封装。因此,通过对间隙G内的气体的压力进行调整,能够容易地使重块11的振动特性形成为期望的特性。本实施方式的振动式传感器装置2是仅将封装部件40设置于图1所示的振动式传感器装置1的结构,因此,与第1实施方式相同地,与以往相比能够扩大动态范围,能够以高精度测定加速度等。
[0131][第3实施方式]
[0132]图17是表示本发明的第3实施方式所涉及的振动式传感器装置的剖面图。在图17中也对与图1、图2中示出的结构相当的结构标注相同的标号。如图17所示,在本实施方式的振动式传感器装置3中,连接重块11和固定框架13的2个弹簧部12a、12b在Z方向上排列设置。另外,在弹簧部12a、12b上分别设置有加速度检测用振子R11、R12。
[0133]与图2中示出的弹簧部12相同地,弹簧部12a在重块11的-X侧与重块11的上端部(+ Z侧的端部)以及固定框架13的上端部连接。与此相对,弹簧部12b在重块11的-X侧与重块11的下端部(-z侧的端部)以及固定框架13的下端部连接。S卩,重块11被支撑为能够相对于固定框架13在Z方向上相对地进行移动,-X侧的上端部以及下端部分别被弹簧部12a、12b支撑。
[0134]加速度检测用振子R11、R12与图1、图2中示出的加速度检测用振子R1相同。加速度检测用振子R11、R12的至少一部分分别组装于弹簧部12a、12b上。加速度检测用振子R11组装于弹簧部12a的上表面侧(+ Z侧的面)。与此相对,加速度检测用振子R12组装于弹簧部12b的底面侧(-Z侧的面)。本实施方式的振动式传感器装置3需要利用弹簧部12b对重块11的下端部进行支撑。因此,不对重块11的底面进行蚀刻,而是对缓冲部件20的上表面进行蚀刻,由此形成间隙G。
[0135]下面,对上述结构的振动式传感器装置3的动作进行简单的说明。如果加速度作用于振动式传感器装置3而使得重块11向+ Z方向进行位移,则弹簧部12a、12b向+ Z方向挠曲。由此,压缩应变施加于加速度检测用振子R11,另一方面,拉伸应变施加于加速度检测用振子R12。与此相对,如果加速度作用于振动式传感器装置3而使得重块11向-Z方向进行位移,则弹簧部12a、12b向-Z方向挠曲。由此,拉伸应变施加于加速度检测用振子R11,另一方面,压缩应变施加于加速度检测用振子R12。
[0136]这样,在本实施方式的振动式传感器装置3中,与施加于加速度检测用振子R11、R12中的一者的应变(压缩应变、拉伸应变)不同的应变(拉伸应变、压缩应变)施加于另一者。因此,通过求出利用加速度检测用振子R11检测出的共振频率、和利用加速度检测用振子R12检测出的共振频率的差值,能够将共模噪声去除。另外,还能够将针对加速度检测用振子R11、R12而同样施加的外部干扰(例如静压力、温度等)的影响排除。
[0137]与加速度检测用振子R1相同地,加速度检测用振子R11、R12被预先在X方向上赋予拉伸应力,加速度检测用振子R11、R12设计为在Y方向上振动。因此,本实施方式的振动式传感器装置3也与第1实施方式相同地,与以往相比能够扩大动态范围,能够以高精度测定加速度等。
[0138][第4实施方式]
[0139]图18是表示本发明的第4实施方式所涉及的振动式传感器装置的平面图。在图18中,也对与图1、图2中示出的结构相当的结构标注相同的标号。
[0140]如图18所示,本实施方式的振动式传感器装置4,连接重块11和固定框架13的2个弹簧部12a、12b在Y方向上排列设置,连接重块11和固定框架13的2个辅助弹簧部51a、51b (辅助支撑部)在X方向上排列设置。另外,将加速度检测用振子R11、R12分别设置于弹簧部12a、12b上。
[0141]弹簧部12a形成为沿X方向延伸。弹簧部12a与重块11的1个角(重块11的相对于中央部位于+ X方向以及+ Y方向的角)、以及位于重块11的-X侧且沿Y方向延伸的固定框架13连接。与此相对,弹簧部12b形成为沿X方向延伸。弹簧部12b与重块11的1个角(重块11的相对于中央部位于-X方向以及-Y方向的角)、以及位于重块11的+ X侧且沿Y方向延伸的固定框架13连接。
[0142]辅助弹簧部51a形成为沿Y方向延伸。辅助弹簧部51a与重块11的1个角(重块11的相对于中央部位于+ X方向以及-Y方向的角)、以及位于重块11的+ Y侧且沿X方向延伸的固定框架13连接。与此相对,辅助弹簧部51b形成为沿Y方向延伸。辅助弹簧部51b与重块11的1个角(重块11的相对于中央部位于-X方向以及+ Y方向的角)、以及位于重块11的-Y侧且沿X方向延伸的固定框架13连接。
[0143]为了抑制重块11的旋转运动(绕X轴的旋转运动、绕Y轴的旋转运动、以及绕Z轴的旋转运动)而设置上述的辅助弹簧部51a、51b。这样,在本实施方式中,重块11的四个角分别被弹簧部12a、12b、以及辅助弹簧部51a、51b支撑。由此,重块11能够相对于固定框架13在Z方向上相对地进行移动。
[0144]加速度检测用振子R11、R12与图1、图2中示出的加速度检测用振子R1相同。加速度检测用振子Rll、R12的至少一部分分别组装于弹簧部12a、12b的表面侧(+ Z侧的面)。在图18所示的例子中,加速度检测用振子R11组装于弹簧部12a和固定框架13的连接部附近。另一方面,加速度检测用振子R12组装于弹簧部12b和重块11的连接部附近。与加速度检测用振子Rll、R12相对应地,分别设置有与铝焊盘roi(参照图1)相同的铝焊盘 PD1UPD12。
[0145]下面,对上述结构的振动式传感器装置4的动作进行简单的说明。如果加速度作用于振动式传感器装置4而重块11向+ Z方向进行位移,则弹簧部12a、12b以及辅助弹簧部51a、51b全部都向+ Z方向挠曲。由此,在组装于弹簧部12a和固定框架13的连接部附近的加速度检测用振子R11施加有压缩应变,另一方面,在组装于弹簧部12b和重块11的连接部附近的加速度检测用振子R12施加有拉伸应变。
[0146]与此相对,如果加速度作用于振动式传感器装置4而重块11向-Z方向进行位移,则弹簧部12a、12b以及辅助弹簧部51a、51b全部都向-Z方向挠曲。由此,在组装于弹簧部12a和固定框架13的连接部附近的加速度检测用振子R11施加有拉伸应变,另一方面,在组装于弹簧部12b和重块11的连接部附近的加速度检测用振子R12施加有压缩应变。
[0147]这样,在本实施方式的振动式传感器装置4中,与第3实施方式的振动式传感器装置3相同地,与施加于加速度检测用振子R11、R12中一者上的应变(压缩应变、拉伸应变)不同的应变(拉伸应变、压缩应变)施加于另一者。因此,能够实现共模噪声的去除、能够将外部干扰(例如,静压力、温度等)的影响排除。在本实施方式的振动式传感器装置4中,能够使安装有加速度检测用振子Rll、R12的弹簧部12a、12b变长,因此能够提高振动式传感器装置4的灵敏度。
[0148]与加速度检测用振子R1相同地,加速度检测用振子R11、R12被预先在X方向上赋予拉伸应力,加速度检测用振子R11、R12设计为在Y方向上振动。因此,本实施方式的振动式传感器装置4也与第1实施方式相同地,与以往相比能够扩大动态范围,能够以高精度测定加速度等。
[0149][第5实施方式]
[0150]图19是表示本发明的第5实施方式所涉及的振动式传感器装置的平面图。在图19中,也对与图1、图2、图18中示出的结构相当的结构标注相同的标号。如图19所示,本实施方式的振动式传感器装置5,连接重块11和固定框架13的2个弹簧部12a、12b设置于沿X方向延伸的直线上,连接重块11和固定框架13的2个辅助弹簧部51a、51b (辅助支撑部)设置于沿Y方向延伸的直线上。另外,将加速度检测用振子R1UR12分别设置于弹簧部 12a、12b 上。
[0151]弹簧部12a形成为沿X方向延伸。弹簧部12a与重块11的-X侧的边以及位于重块11的-X侧的固定框架13连接。与此相对,弹簧部12b形成为沿X方向延伸。弹簧部12b与重块11的+ X侧的边以及位于重块11的+ X侧的固定框架13连接。另外,辅助弹簧部51a形成为沿Y方向延伸。辅助弹簧部51a与重块11的+ Y侧的边以及位于重块11的+ Y侧的固定框架13连接。与此相对,辅助弹簧部51b形成为沿Y方向延伸。辅助弹簧部51b与重块11的-Y侧的边以及位于重块11的-Y侧的固定框架13连接。这样,在本实施方式中,重块11的四边分别被弹簧部12a、12b以及辅助弹簧部51a、51b支撑。由此,重块11能够相对于固定框架13在Z方向上相对地进行移动。
[0152]加速度检测用振子R11、R12与图1、图2中示出的加速度检测用振子R1相同。加速度检测用振子Rll、R12的至少一部分分别组装于弹簧部12a、12b的表面侧(+ Z侧的面)。在图19所示的例子中,与图18相同地,加速度检测用振子R11组装于弹簧部12a和固定框架13的连接部附近。另一方面,加速度检测用振子R12组装于弹簧部12b和重块11的连接部附近。
[0153]在本实施方式的振动式传感器装置5中,与第4实施方式的振动式传感器装置4相同地,与施加于加速度检测用振子R11、R12的一者的应变(压缩应变、拉伸应变)不同的应变(拉伸应变、压缩应变)施加于另一者。因此,能够实现共模噪声的去除,能够将外部干扰(例如,静压力、温度等)的影响排除。
[0154]与加速度检测用振子R1相同地,加速度检测用振子R11、R12被预先在X方向上赋予拉伸应力,加速度检测用振子R11、R12设计为在Y方向上振动。因此,本实施方式的振动式传感器装置5也与第1实施方式相同地,与以往相比能够扩大动态范围,能够以高精度测定加速度等。
[0155][第6实施方式]
[0156]图20是表示本发明的第6实施方式所涉及的振动式传感器装置的平面图。在图20中,对与图1、图2、图18、图19中示出的结构相当的结构标注相同的标号。如图20所示,在图1所示的振动式传感器装置1的基础上,本实施方式的振动式传感器装置6在支撑重块11的弹簧部12上设置有多个加速度检测用振子Rll、R12。具体而言,加速度检测用振子R11、R12设置于弹簧部12和固定框架
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