振动元件、振子、振荡器、电子设备以及移动体的制作方法_3

文档序号:8264835阅读:来源:国知局
作用方向而以反相,且相互向相反方向进行弯曲振动。由此,检测用振动臂231,232以在Z轴方向上,相邻的振动臂彼此相互向相反方向且与驱动用振动臂221、222反相的方式进行弯曲振动。
[0094]如图9(B)所示,在第二检测模式下,驱动用振动臂221、222在Z轴方向上,相对于科里奥利力的作用方向而以同相,且相互向相反方向进行弯曲振动。由此,检测用振动臂231,232以在Z轴方向上,相邻的振动臂彼此相互向相反方向且与驱动用振动臂221、222同相的方式进行弯曲振动。
[0095]如此,振动元件2具备驱动模式、第一检测模式以及第二检测模式,其结果为,振动元件2的各个振动臂在重叠了第一检测模式以及第二检测模式的振动模式下进行弯曲振动。各个驱动用振动臂221、222分别在第一检测模式和第二检测模式中以反相进行弯曲振动。相对于此,由于各个检测用振动臂231、232分别在第一检测模式和第二检测模式中以同相进行弯曲振动,因此与仅以第一检测模式或第二检测模式中的任意一个模式进行振动的情况相比,加振力增大且振幅变大。因此,无论是检测用振动臂231、232中的哪一个,均可以从检测用电极群53、54获得更高电压的电信号,从而以更高的检测灵敏度求出振动元件2的旋转及角速度等。
[0096]振动元件2以如下的方式构成,即,在将横轴设为气氛温度并将纵轴设为频率的变化时的、各个模式下的表示由温度的变化引起的频率的变化的频率温度特性曲线中,将所述驱动模式下的所述频率温度特性曲线的顶点温度设为Ta[°C ],将所述第一检测模式下的所述频率温度特性曲线的顶点温度设为Tb[°C ],并将所述第二检测模式下的所述频率温度特性曲线的顶点温度设为Tc [°C ]时,Ta低于Tb及Tc (例如,图10(a)),或者,Ta高于Tb及Tc (例如,图10(b)) ο
[0097]通过设为这样的结构,从而能够对伴随着由温度变化引起的频率变化而产生的特性的劣化进行抑制。即,通过设为这样的结构,从而在因温度变化而使驱动模式下的谐振频率与第一检测模式下的谐振频率接近的情况下,灵敏度提高,并且振动泄漏也增加,与此同时,在驱动模式下的谐振频率与第二检测模式下的谐振频率远离的情况下,灵敏度下降,并且振动泄漏也减少。其结果为,可抑制由温度变化引起的、灵敏度以及振动泄漏的增加、减少,从而抑制特性的劣化。
[0098]此外优选为,在将驱动模式下的谐振频率设为fa,将第一检测模式下的谐振频率设为fb,并将第二检测模式下的谐振频率设为fc时,fa处于fb与fc之间。由此,能够对伴随着由温度变化引起的频率变化而产生的灵敏度等特性的劣化进行抑制,从而使灵敏度进一步提尚。
[0099]此外,在所涉及的振动元件2中,假设在因制造时的偏差而使驱动用振动臂221、222的横截面形状未按照设计而形成的情况下,尽管物理量未被施加到振动元件2上,当通过通电而使驱动用振动臂221、222进行振动时,如图11(a)所示,也会在检测用电极531、534与检测用电极532、533之间产生成为泄漏输出S的电荷。
[0100]此外,在振动元件2中,无论是否有物理量被施加到振动元件2上,在通过通电而使驱动用振动臂221、222进行振动的状态下,如图11(b)所示,均会在调节用电极551、552与调节用电极553、554之间产生成为调节用输出T的电荷。
[0101]由于泄漏输出S以及调节用输出T互为相反极性,因此通过将调节用输出T的绝对值设为与泄漏输出S的绝对值相等,从而能够将振动元件2的零点输出设为零。
[0102]相对于此,虽然如上所述,能够通过去除调节用电极551、552的一部分而对传感器输出进行调节,但是此时若无法准确地估算出泄漏输出S的绝对值,那么当然无法将振动元件2的零点输出设为零。因此,在本发明中,通过具备后文中叙述的附加用振动片59,从而能够准确地估算出该泄漏输出S。
[0103]以上,虽然对振荡器I以及振动元件2进行了说明,但是上述的振动元件2的振动片58的形态并不被限定于所谓H型音叉的形态,例如,也可以为双T型、双脚音叉、三脚音叉、梳齿型、正交型、棱柱型等各种各样的形态。
[0104]此外,驱动用振动臂、检测用振动臂以及调节用振动臂的个数也可分别为I个或3个以上。此外,驱动用振动臂也可兼作检测用振动臂。
[0105]此外,也可以不设置调节用振动臂。
[0106]此外,只要能够通过通电而使驱动用振动臂进行振动,则驱动用电极的个数、位置、形状、大小等并不被限定于前文所述的实施方式。
[0107]此外,只要能够对因施加有物理量而引起的驱动用振动臂的振动进行电检测,则检测用电极的个数、位置、形状、大小等并不被限定于前文所述的实施方式。
[0108]此外,只要能够对伴随着调节用振动臂的驱动振动而产生的电荷进行输出,则调节用电极的个数、位置、形状、大小等并不被限定于前文所述的实施方式。
[0109]IC 芯片
[0110]图1及图2所示的IC芯片3为具有对前文所述的振动元件2进行驱动的功能和对来自振动元件2的输出(传感器输出)进行检测的功能的电子部件。
[0111]虽然未图示,但这种IC芯片3具备对振动元件2进行驱动的驱动电路和对来自振动元件2的输出进行检测的检测电路。
[0112]此外,在IC芯片3上设置有多个连接端子31。
[0113]封装件
[0114]如图1及图2所示,封装件4具备:基座部件41 (基座),其具有向上方开放的凹部;盖部件42 (盖体),其被设置为覆盖该基座部件41的凹部。由此,在基座部件41与盖部件42之间形成有收纳振动元件2及IC芯片3的内部空间。
[0115]基座部件41由平板状的板体411 (板部)和与板体411的上表面的外周部接合的框体412 (框部)构成。
[0116]这种基座部件41例如由氧化铝质烧结体、水晶、玻璃等构成。
[0117]如图1所示,在基座部件41的上表面(被盖部件42覆盖的一侧的表面)上,通过例如包括环氧树脂、丙烯酸树脂等所构成的粘合剂这样的接合部件81,而接合有前文所述的振动元件2的支承部25。由此,振动元件2相对于基座部件41而被支承、固定。
[0118]此外,在基座部件41的上表面上,通过例如包括环氧树脂、丙烯酸树脂等所构成的粘合剂这样的接合部件82,而接合有前文所述的IC芯片3。由此,IC芯片3相对于基座部件41而被支承、固定。
[0119]而且,如图1及图2所示,在基座部件41的上表面上设置有多个内部端子71以及多个内部端子72。
[0120]多个内部端子71通过例如由接合线构成的配线而与前文所述的振动元件2的端子57a?57f电连接。
[0121]该多个内部端子71通过未图示的配线而与多个内部端子72电连接。
[0122]此外,多个内部端子72通过例如由接合线构成的配线而与前文所述的IC芯片3的多个连接端子31电连接。
[0123]另一方面,如图1所示,在基座部件41的下表面(封装件4的底面)上设置有,向组装有振荡器I的设备(外部设备)实施安装时所使用的多个外部端子73。
[0124]该多个外部端子73通过未图示的内部配线而与前文所述的内部端子72电连接。由此,IC芯片3与多个外部端子73电连接。
[0125]这样的各个内部端子71、72以及各个外部端子73分别由例如通过电镀法等而将镍(Ni)、金(Au)等的被膜层压在钨(W)等金属化层上所形成的金属被膜形成。
[0126]在这种基座部件41上气密地接合有盖部件42。由此,封装件4内被气密密封。
[0127]该盖部件42例如由与基座部件41相同的材料,或者,由科瓦铁镍钴合金(kovar)、42合金、不锈钢等金属构成。
[0128]作为基座部件41和盖部件42的接合方法并没有特别的限定,例如,能够使用通过由焊料、固化树脂等构成的粘合剂而实施的接合方法,缝焊、激光焊接等焊接方法。
[0129]所涉及的接合通过在减压下或惰性气体气氛下实施,从而能够将封装件4内保持为减压状态或惰性气体封入状态。
[0130]根据如以上说明的实施方式所涉及的振荡器I所具备的振动元件2,能够简单且可靠地发挥优异的检测灵敏度。
[0131]此外,根据具备如上所述的振动元件2的振荡器1,具有优异的检测灵敏度。
[0132]如以上说明的振荡器I (振动元件2)能够组装于各种电子设备中来进行使用。
[0133]根据这种电子设备,能够使可靠性优异。
[0134]< 振子 >
[0135]接下来,对具备本发明的振动元件的振子进行说明。
[0136]图12为表示具备本发明的振动元件的实施方式的振子的概要结构的模式化剖视图。
[0137]振子IA具有图3所示的振动元件2和对该振动元件2进行收纳的封装件4。
[0138]封装件4具备:基座部件41 (基座),其具有向上方开放的凹部;盖部件42 (盖体),其被设置为覆盖该基座部件41的凹部。由此,在基座部件41与盖部件42之间形成有收纳振动元件2的内部空间。
[0139]基座部件41由平板状的板体411 (板部)和与板体411的上表面的外周部接合的框体412(框部)构成。
[0140]如图12所示,在基座部件41的上表面(被盖部件42覆盖的一侧的表面)上,通过例如包括环氧树脂、丙烯酸树脂等所构成的粘合剂这样的接合部件81,而接合有上文所述的振动元件2的支承部25。由此,振动元件2相对于基座部件41而被支承、固定。
[0141]而且,在基座部件41的上表面上设置有多个内部端子71以及多个内部端子72。
[0142]多个内部端子71通过例如由接合线构成的配线而与前文所述的振动元件2的端子57a?57f电连接。
[0143]该多个内部端子71通过未图示的配线而与多个内部端子72电连接。
[0144]根据具备如以上说明的振动元件2的振子
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