振动元件及其制造方法、物理量传感器、惯性计测装置与流程

本发明涉及振动元件、振动元件的制造方法、物理量传感器、惯性计测装置、电子设备以及移动体。

背景技术：

1、以往，已知有用于石英振子、振动型陀螺仪传感器等器件的振动元件。作为这样的振动元件的一例的专利文献1中记载的音叉型石英振动片具有基部、以及从基部起分为两支平行地延伸的一对振动臂。这里，在振动臂的末端具有被加工为厚度比振动臂的臂部厚度薄的施重部，在施重部上设置有用于调整音叉型石英振动片的频率的金属膜。此外，专利文献2中记载的音叉型压电振动片具有基部、以及从基部起分为两支平行地延伸的一对振动臂，在宽度比振动臂的臂部宽度大的末端的施重部上形成有厚度比规定厚度薄的部分。在该施重部的上下两面上设置有用于调整频率的金属膜。

2、专利文献1：日本特开2006-311444号公报

3、专利文献2：日本特开2010-213262号公报

4、但是，在专利文献1和专利文献2所记载的音叉型石英振动片中，由施重部和金属膜构成的构造体的重心相对于振动臂的臂部的厚度方向的中心面在厚度方向上产生偏差，因此，在使一对振动臂在彼此接近或者隔开的方向(面内方向)上振动时，振动臂会产生包含厚度方向(面外方向)的方向成分的振动，其结果，存在厚度方向的振动成分经由基部泄漏到振动元件外而成为对于振动元件外部而言的噪声振动源的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种能够减少对于振动元件外部而言的噪声振动的振动元件及其制造方法，并且提供一种具有该振动元件的物理量传感器、惯性计测装置、电子设备以及移动体。

2、本发明正是为了解决上述课题中的至少一部分而完成的，可作为以下应用例或方式来实现。

3、本应用例的振动元件具有：基部；振动臂，所述振动臂从所述基部起延伸，具有位于所述基部侧的臂部和位于比所述臂部靠末端侧的位置的施重部；以及施重膜，所述施重膜配置在所述施重部上，该振动元件的特征在于，所述施重部具有在所述振动元件的厚度方向上处于正反关系的第1主面和第2主面，所述施重部的重心位于比所述臂部的厚度方向的中心面靠所述第1主面侧的位置，所述施重膜的重心位于比所述臂部的厚度方向的中心面靠所述第2主面侧的位置。

4、根据这样的振动元件，施重部的重心位于比臂部的厚度方向的中心面靠第1主面侧的位置，与此相对，施重膜的重心位于比臂部的厚度方向的中心面靠第2主面侧的位置，因此，能够使由施重部和施重膜构成的构造体的重心接近该中心面(振动臂的厚度方向上的中心)。因此，能够减少振动臂的无用振动(厚度方向上的振动)，其结果，能够减少对于振动元件外部而言的噪声振动。

5、在本应用例的振动元件中，优选的是，所述施重部具有第1部分、以及厚度比所述第1部分薄的第2部分，所述第2主面利用所述第1部分和所述第2部分而具有阶梯形状。

6、由此，能够以比较简单的结构使施重部的重心位于比臂部的厚度方向的中心面靠第1主面侧的位置。

7、在本应用例的振动元件中，优选的是，在从所述施重部的厚度方向进行平面观察时，所述施重部在所述第1部分与所述第2部分之间具有厚度逐渐减小的部分。

8、由此，能够以跨越第1部分和第2部分的方式连续地容易形成施重膜。此外，能够减少由于第1部分与第2部分之间的阶梯而导致施重膜上产生裂纹。

9、在本应用例的振动元件中，优选的是，在从所述厚度方向进行平面观察时，所述施重部的宽度大于所述臂部的宽度。

10、由此，可以增大能够形成施重膜的施重部的面积。

11、在本应用例的振动元件中，优选的是，所述第2部分相对于所述第1部分配置在所述振动臂的宽度方向上的两侧。

12、由此，能够减小振动臂的扭转力矩。

13、在本应用例的振动元件中，优选的是，所述第2部分相对于所述第1部分配置于与所述基部相反的一侧。

14、由此，能够减小平面观察时的第2部分的面积。此外，还存在施重部的宽度方向上的质量不易失去平衡的优点。

15、在本应用例的振动元件中，优选的是，在从所述施重部的厚度方向进行平面观察时，所述第1部分被设置成包围所述第2部分。

16、由此，第2部分的设计变得容易。

17、在本应用例的振动元件中，优选的是，所述第1主面是平坦面。

18、由此，无需加工施重部的第1主面侧以在施重部上设置第1部分和第2部分，其结果，能够简化振动元件的制造工序。

19、在本应用例的振动元件中，优选的是，所述施重膜配置在所述第1部分上和所述第2部分上。

20、由此，能够增大施重膜的质量。此外，能够简化施重膜的形成。

21、在本应用例的振动元件中，优选的是，所述臂部具有关于所述臂部的厚度方向的中心面为面对称的形状。

22、由此，能够减少由于振动臂的形状引起的厚度方向上的振动。

23、在本应用例的振动元件中，优选的是，该振动元件具有：作为所述振动臂的第1振动臂，所述第1振动臂从所述基部起延伸，具有作为所述臂部的第1臂部和作为所述施重部的第1施重部；第2振动臂，所述第2振动臂从所述基部起延伸，具有位于所述基部侧的第2臂部和比所述第2臂部靠末端侧的第2施重部；作为所述施重膜的第1施重膜，所述第1施重膜配置在所述第1施重部上；以及第2施重膜，所述第2施重膜配置在所述第2施重部上，所述第2施重部的重心位于比所述第2臂部的厚度方向的中心面靠所述第1主面侧的位置，所述第2施重膜的重心位于比所述第2臂部的厚度方向的中心面靠所述第2主面侧的位置。

24、由此，能够减少第1振动臂和第2振动臂双方的无用振动(厚度方向上的振动)。此外，第1施重部和第2施重部的重心均位于第1主面侧(彼此相同的一侧)，并且，第1施重膜和第2施重膜的重心均位于第2主面侧(彼此相同的一侧)，因此，容易形成这些施重部和施重膜。

25、在本应用例的振动元件中，优选的是，该振动元件包含：驱动臂，所述驱动臂进行驱动振动；以及检测臂，所述检测臂与惯性力对应地发生变形，所述基部具有基部主体、以及从所述基部主体起延伸的连结部，所述驱动臂是所述振动臂，从所述连结部起延伸，所述检测臂从所述基部主体起延伸。

26、由此，能够在所谓的双t型的振动元件中，提高其特性。

27、在本应用例的振动元件中，优选的是，该振动元件包含：驱动臂，所述驱动臂从所述基部起延伸，进行驱动振动；以及检测臂，所述检测臂从所述基部起在与所述驱动臂相反的方向上延伸，与惯性力对应地发生变形，所述驱动臂是所述振动臂。

28、由此，能够在所谓的h型的振动元件中，提高其特性。

29、在本应用例的振动元件中，优选的是，所述施重膜具有第1施重膜、以及厚度比所述第1施重膜薄的第2施重膜。

30、由此，能够在利用激光等能量线去除施重膜的一部分而进行振动臂的谐振频率调整时，容易地进行微调和粗调。

31、本应用例的振动元件的制造方法的特征在于，包含以下工序：形成基部和振动臂，所述振动臂从所述基部起延伸，具有在厚度方向上处于正反关系的第1主面和第2主面，所述振动臂的重心比所述振动臂的所述厚度方向上的中心面靠所述第1主面侧；在所述振动臂上形成施重膜，所述施重膜的重心比所述振动臂的厚度方向上的中心面靠所述第2主面侧；以及通过调整所述施重膜的质量来调整所述振动臂的谐振频率。

32、根据这样的振动元件的制造方法，能够提高得到的振动元件的特性。此外，将施重膜仅配置在施重部的单面侧(具体而言，第2主面侧)即可，因此，可简化振动元件的制造工序，并且还能够利用激光等能量线去除施重膜的一部分而减少在进行振动臂的谐振频率调整时产生的飞沫(渣滓)。

33、本应用例的物理量传感器的特征在于，具有：本应用例的振动元件；以及收纳有所述振动元件的封装。

34、根据这样的物理量传感器，能够利用振动元件的优异特性来提高物理量传感器的传感器特性(例如，检测精度)。

35、本应用例的惯性计测装置的特征在于，具有：本应用例的物理量传感器；以及与所述物理量传感器电连接的电路。

36、根据这样的惯性计测装置，能够利用物理量传感器的优异传感器特性来提高惯性计测装置的特性(例如，计测精度)。

37、本应用例的电子设备的特征在于，该电子设备具有本应用例的振动元件。

38、根据这样的电子设备，能够利用振动元件的优异特性来提高电子设备的特性(例如，可靠性)。

39、本应用例的移动体的特征在于，该移动体具有本应用例的振动元件。

40、根据这样的移动体，能够利用振动元件的优异特性来提高移动体的特性(例如，可靠性)。