[发明专利]弯曲振动片、及其制造方法以及电子设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有进行弯曲振动的振动臂的弯曲振动片及其制造方法。本发明还涉及利用了该弯曲振动片的各种电子设备。

背景技术

一直以来，在钟表、家电制品、各种信息及通信设备、办公自动化设备等的电子设备中，作为电路的时钟源而广泛使用压电振子、搭载了压电振动片和IC芯片的振荡器、实时时钟组件等的压电器件。此外，在数码照相机、摄像机、导航装置、车身姿态检测装置、指示设备、游戏控制器、便携式电话机、头载式显示器等各种电子设备上，为了检测角速度、角加速度、加速度、力等的物理量而广泛使用利用了弯曲振动片的压电振动陀螺仪等的传感器。

作为压电振动陀螺仪用的弯曲振动片，已知一种具备从基部平行地延伸出的一对振动臂的音叉型弯曲振动片（例如，参照专利文献1、2）。此外，已知一种双侧音叉型的弯曲振动片，其具备从基部向一侧平行地延伸的一对驱动用振动臂、和向该驱动用振动臂的相反侧平行地延伸的一对检测用振动臂（例如，参照专利文献2、3）。

多数的弯曲振动片例如通过对水晶等的压电单晶体材料的晶片进行光刻以加工出所需的外形，并在其表面上对电极膜进行图案形成，从而被形成。由于水晶等的压电单晶体材料具有蚀刻各向异性，因此振动臂的截面并不呈理想的矩形，而是呈左右不对称的形状。此外，当在弯曲振动片的外形加工中，在光掩膜的对位上存在偏移时，振动臂的截面有可能在厚度方向上成为上下不对称。由于在这种不对称截面的振动臂中，通过由被施加于驱动电极的交流电流而在内部产生的电场所引起的拉伸力和压缩力，不平衡地作用于截面的上侧和下侧，因此所述振动臂并不会在平行于其主面的面内方向上进行弯曲振动，而是在面外方向即厚度方向上发生位移的同时，在宽度方向上进行弯曲振动。

在音叉型振动片中，振动臂的面外方向上的振动在基部侧产生振动泄漏，从而导致CI值的上升或CI值在振动片之间的偏差。此外，虽然在压电振动陀螺仪用的弯曲振动片中，当驱动用振动臂在驱动模式下于面外方向上进行振动时，振动片并不旋转，但是由于检测用振动臂不必要地进行振动而输出检测信号，因此检测灵敏度及精度降低。

为了消除这种振动泄漏，而开发了施以各种手段的弯曲振动片。例如，已知一种角速度传感器，其在由通过一对臂部和将该一对臂部连结在一起的连结部而被形成为音叉形形状的压电体构成的振子中，通过机械加工而对臂部的根部附近的棱线进行切削，从而使两臂部的重量平衡均衡（例如，参照专利文献4）。而且，已知一种如下的方法，即，在该角速度传感器中，通过将臂部的棱线的研磨部分的表面粗糙度设定在2μm以下，从而使两臂部的重量平衡严格地均衡，进而实现输出特性的提高（例如，参照专利文献5）。

当如上文所述这样对弯曲振动片的振动臂机械性地进行切削加工时，此时所产生的加工粉尘有可能再此附着在振动臂上而使振动特性恶化，从而使检测精度降低。因此，已知一种具有如下工序的振动体的制造方法，所述工序为，在加工了外形的振动体上形成电极，并在所述振动体的表面上形成了保护膜之后，对该振动体的一部分进行加工而将其去除，之后通过去除保护膜，从而去除再次附着的粉尘（例如，参照专利文献6）。

此外，机械性的切削加工有可能损坏振动片，并且难以准确地控制加工量而去除振动泄漏。因此，已知一种如下的方法，即，通过在驱动模式下振动片在面外方向上进行振动时，在位于其振动方向发生了倾斜的一侧的振动臂的根部的角部处蒸镀二氧化硅或金属材料等，从而提高其刚性以使其不易发生变形，进而对振动方向进行修正以去除振动泄漏（例如，参照专利文献7）。

但是，在上述现有的振动泄漏去除方法中，根据泄漏振动的大小而对添付到振动臂的根部的角部处的物质的量进行调节，而控制其刚性从而去除泄漏振动的作业，实际上是非常困难的。尤其在振动片小型化时，对物质的添加进行控制变得更为困难。

专利文献1日本特开平9-14973号公报

专利文献2日本特开2002-340559号公报

专利文献3日本特开2007-93400号公报

专利文献4日本特开平11-351874号公报

专利文献5日本特开2002-243451号公报

专利文献6日本特开2006-214779号公报

专利文献7日本特开平10-170274号公报

发明内容

因此，本发明是鉴于上述的现有的问题点而完成的，其目的在于，提供一种即使小型化也能够比较简单且有效地对由振动臂的面外振动而产生的振动泄漏进行去除的弯曲振动片及其制造方法。